POO 08 Herança e Polimorfismo

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marcelo@ifpb.edu.br 
3 
MEU FILHO 
SE PARECE 
COMIGO! 
UM DIA TUDO DO 
MEU PAI VAI SER 
MEU! 
• Consiste em derivar novas classes a partir de outras já 
existentes 
– Reusabilidade de código 
– Parcial ou Total 
• Baseia-se no conceito de herança do mundo real 
– Características de uma geração (pai ou mãe) podem ser 
passadas aos mais novos (filhos) 
• É considerado um dos pilares da programação 
orientada a objetos 
4 
• Entre as classes que participam de um relacionamento 
onde há herança temos a seguinte situação: 
5 
subclasse 
superclasse 
filha 
(classe derivada) 
estende (é um(a)) 
pai 
(classe base) 
Notação 
UML 
• Quando uma classe estende outra, significa que 
ela é uma especialização de outra, ou seja um 
tipo específico 
6 
pessoa 
aluno 
é uma 
mamífero 
cachorro 
é um generalização 
especialização 
• A API Java está organizada de forma hierárquica: 
7 
Object 
Component 
Window 
Container 
• Podemos obter um conjunto de classes distintas a 
partir de uma única 
8 
animal 
mamífero ave réptil 
é um 
9 
animal 
mamífero ave réptil 
é um 
cobra lagarto 
é um 
Hierarquia de 
Classes 
... 
• Quando uma classe estende outra, ela recebe os 
campos (variáveis e constantes) e as operações 
(métodos) 
• Deve-se respeitar as condições de acessibilidade 
de cada classe, assim como de seus campos e 
métodos 
10 
11 
Caminhão 
carga total 
abrir compart. de carga 
fechar compart. de carga 
Automóvel 
número de pneus 
potência 
tipo de combustível 
andar 
freiar 
buzinar 
atributos: número de pneus, 
potência, tipo de combustível, 
carga total 
operações: andar, 
freiar, buzinar, abrir 
e fechar. 
12 
class Automovel { 
 int numPneus,tipoComb; 
 double pot; 
 public void andar(){...}; 
 public void freiar(){...}; 
 public void buzinar() {...}; 
} 
class Caminhao extends Automovel { 
 double cargatotal; 
 public boolean abrir( ){ } 
 public boolean fechar( ){ } 
} 
• A subclasse, quando necessário, deverá utilizar o 
construtor da superclasse para inicializar os 
atributos herdados 
• A chamada ao construtor da superclasse é feita 
através da palavra chave super 
13 
14 
class Automovel { 
 int numPneus,tipoComb; 
 double pot; 
 public Automovel(int numPneus,int tipoComb,double pot){ 
 this.numPneus = numPneus; 
 this.tipoComb = tipoComb; 
 this.pot = pot 
 } 
 ... 
} 
15 
class Caminhao extends Automovel { 
 double cargatotal; 
 public Caminhao(int numPneus,int tipoComb,double 
 pot,double tc){ 
 super(numPneus,tipoComb,pot); 
 this.cargatotal = cargaTotal; 
 } 
} 
16 
Automóvel 
Caminhão new Caminhao(numPneus, tipoComb,pot,cargaTotal) 
super(numPneus,tipoComb,pot) 
this.cargaTotal = cargaTotal 
• Uma classe pode ter alguma operação que foi 
herdada do pai mas que tem uma 
implementação diferente: 
• Exemplo: um carro esporte pode ter uma forma 
de freiar diferente da forma típica de um 
automóvel. 
17 
18 
automóvel 
numpneus 
pot 
tipocomb 
andar 
freiar 
buzinar 
caminhão 
cargatotal 
abrir 
fechar 
carro esporte 
freiar 
Reuso parcial Reuso total 
NOVO! 
• Se não queremos que uma classe seja estendida 
devemos utilizar o modificador final: 
19 
final class Automovel { 
 int numpneus,tipocomb; 
 double pot; 
 public void andar( ) { ... }; 
 public void freiar( ) { ... }; 
 public void buzinar( ) { ... }; 
} 
• Se não queremos que um método seja 
sobreposto devemos utilizar o modificador final: 
20 
class Automovel { 
 int numpneus,tipocomb; 
 double pot; 
 public final void andar() { ... }; 
 public final void freiar() { ... }; 
 public final void buzinar() { ... }; 
} 
• O acesso aos membros da classe pai depende do 
tipo de acesso concedido: 
– public: acessível a todas as classes, mesmo estando 
fora do pacote 
– private: inacessível a todas, exceto a própria classe 
– protected: acessível às subclasses e as classes do 
próprio pacote 
– default: acessível a todas as classes do mesmo pacote 
21 
22 
Automóvel 
Caminhão 
public int numPneus 
private int tipoComb 
protected double pot 
public int numPneus 
protected double pot 
? 
23 PAI DESPREOCUPADO 
AINDA BEM QUE 
POSSO TER UM 
POUCO DE 
PRIVACIDADE.... 
Senha do 
Banco... 
Senha do 
CARTÃO DE 
CRÉDITO... 
24 
class Main { 
 Triangulo triangulo = new Triangulo(); 
 ... 
 public void setTriangulo(Triangulo novoTriangulo){ 
 Triangulo fig = novoTriangulo; 
 } 
} 
setTriangulo 
:triangulo Apenas instancias da 
classe Triangulo podem 
entrar em setTriangulo 
25 
class Main { 
 public static void main(String[] args){ 
 Main m = new Main(); 
 System.out.println(“escolha...”); 
 int tipo = scan.nextInt(); 
 switch(tipo){ 
 case 1: m.setFigura(new Circulo()); 
 break; 
 case 2: m.setFigura(new Quadrado()); 
 break; 
 } 
 } 
 public void setFigura(Figura NovaFig){ 
 Triangulo t = (Triangulo) novaFig; 
 … 
 } 
} 
setFigura 
:Quadrado :Circulo 
:Figura 
:Figura 
:Circulo :Quadrado ??? Instancias de qualquer classe 
que estenda Figura podem 
entrar em setFigura 
• Uma classe é abstrata quando pelo menos um 
de seus métodos não é implementado... 
• Nesse caso, a implementação fica por conta 
das subclasses 
• Isso é bastante comum quando um 
determinado comportamento é genérico 
demais... 
– Exemplo: o método andar da classe mamífero 
27 
28 
public abstract class Mamifero { 
 public abstract void andar( ); 
 // Outros métodos 
} 
• A palavra chave abstract designa uma classe 
classe como sendo abstrata 
• O método sem implementação também deve ser 
designado com a palavra abstract 
29 
public abstract class Mamifero { 
 public abstract void andar( ); 
 // Outros métodos 
} 
• Uma classe abstrata não pode ser instanciada 
– tem que estendê-la e concretizá-la para poder 
realizar a instanciação 
• Uma classe abstrata pode ser estendida 
– a classe filha recebe todos os métodos passíveis de 
herança (inclusive os abstratos) e, portanto, passa a 
ser abstrata também 
30 
31 
public abstract class cachorro extends Mamifero{ 
 public abstract void andar( ); 
} 
mamífero 
cachorro 
extends 
Podemos ter cachorros que andam de forma 
diferente: reais (o seu cachorro!) e 
imaginários (o Snoopy anda em pé!) 
Por isso, deixaremos o método andar sem 
Implementação... 
andar() 
andar() 
• A idéia por trás do polimorfismo é que para uma 
mesma mensagem, objetos diferentes se 
comportem de forma diferente (poli = várias; 
morfo = forma) 
32 
andar() 
carro 
mamífero 
??? 
• Não é preciso saber a priori quais os objetos 
especificamente iremos lidar, mas apenas 
genericamente 
– Via classes abstratas ou interfaces (falaremos disso mais 
tarde!) 
• A descoberta de quem vai responder à mensagem 
(chamada do método) ocorrerá em tempo de execução 
– Ligação Dinâmica (Dinamic Binding) 
33 
34 
Figura 
Círculo Triângulo Quadrado 
é um 
area( ) area( ) area( ) 
area( ) 
Muito genérico! 
abstract class Figura { 
 private String cor; 
 public abstract double area( ); 
} 
• Classe Quadrado 
35 
class Quadrado extends Figura { 
 private double b, alt; 
 public Quadrado(double b, double alt){ 
 this.b = b; 
 this.alt = alt; 
 } 
 public double area(){return b*alt; } 
} 
• Classe Círculo 
36 
class Circulo extends Figura {static final double PI = 3.14; 
 private double r; 
 public Circulo (double r){ 
 this.r = r; 
 } 
 public double area( ) { 
 return r*r*PI; 
 } 
} 
• Classe Triângulo 
37 
class Triangulo extends Figura { 
 private double b; 
 private double alt; 
 public Triangulo(double b, double alt){ 
 this.b = b; 
 this.alt = alt; 
 } 
 public double area() { return b*alt/2; } 
} 
38 
public class Teste { 
 public static void main(String[] args){ 
 
 Figura[] fig = new Figura[3]; 
 fig[0] = new Quadrado(1,2); 
 fig[1] = new Circulo(2); 
 fig[2] = new Triangulo(2,3); 
 for(int i=0; i < 3; i++){ 
 System.out.println(fig[i].area()); 
 } 
 } 
} 
• Uma interface é uma classe que possui todos os 
métodos abstratos e/ou declarações de 
constantes 
– Não têm variáveis 
– Não têm construtores 
– Não têm métodos implementados 
– Podem ter constantes 
40 
•  “Programar para a Interface, não para a 
implementação” 
– Maior flexibilidade 
– Implementações mudam, conceitos ficam 
– Programar para o futuro e não para o presente 
41 
• Grau de Abstração 
42 
Classe Concreta 
atributos 
constantes 
métodos concretos 
Classe Abstrata 
atributos 
constantes 
métodos concretos 
métodos abstratos 
Interfaces 
constantes 
métodos abstratos 
• Uma interface é declarada da seguinte forma: 
43 
interface Operavel { 
 static final int MAX = 10; 
 public int soma(int a, int b); 
 public int subtrai(int a, int b); 
 public int multiplica(int a, int b); 
 public int divide(int a, int b); 
} 
Método(s) abstratos(s) 
Constante(s) 
• Uma interface não deve ser instanciada, ela deve 
ser implementada: 
44 
public class calculadora implements Operavel{ 
 public int soma(int a,int b){return a+b;} 
 public int subtrai(int a,int b){return a-b;} 
 public int mult(int a,int b){return a*b;} 
 public int divide(int a, int b) {return a/b;} 
} 
• Podemos implementar mais de uma interface 
45 
Calculadora 
Operavel Representavel *-avel 
implements 
46 
class calculadora implements Operavel,Representavel{ 
 
 // métodos de Operavel 
 public int soma(int a, int b){return a + b;} 
 public int subtrai(int a, int b){return a - b;} 
 public int multiplica(int a, int b){return a*b;} 
 public int divide(int a, int b){return a / b;} 
 
 // método de Representavel 
 public void exibeNaTela(int valor){ 
 System.out.println(“O valor é ” + valor); 
 } 
} 
• Um dos problemas da orientação a objetos é lidar 
com a necessidade de estender mais de uma 
classe ao mesmo tempo: 
47 
? ? 
soma( ) 
A 
soma( ) 
B 
C 
? 
• A solução em Java é implementar métodos de 
uma interface e estender métodos de outra 
48 
Calculadora 
Representável Verificadora 
implements implements extends 
Interfaces Classe 
Operável 
• Permite estender uma classe sem fazer herança 
49 
class calculadora extends Verificadora implements 
 Operavel,Representavel { 
 // métodos de Operavel 
 public int soma(int a, int b){return a+b;} 
 public int subtrai(int a, int b){return a-b;} 
 public int multiplica(int a, int b){return a*b;} 
 public int divide(int a, int b){return a/b;} 
 
 // método de Representavel 
 public void exibeNaTela(int valor){ 
 System.out.println(“O valor é ” + valor); 
 } 
} 
• Se todos os métodos da Interface não forem 
implementados, a classe será abstrata 
50 
Calculadora 
Operavel 
public int soma(int a, int b){ return a + b; } 
CalculadoraCientifica 
implements 
extends public abstratct int subtrai(int a, int b){ 
 return a – b; 
} 
Interface 
Classe Abstrata 
Classe Concreta 
public abstratct int soma(int a, int b); 
public abstract int subtrai(int a, int b); 
public abstract int subtrai(int a, int b); 
51 
interface Operavel{ 
 public int soma(int a, int b); 
 public int subtrai(int a, int b); 
 public int mult(int a, int b){return a*b;} 
 public int div(int a, int b){return a/b;} 
} 
abstract class Calculadora implements Operavel{ 
 public int soma(int a, int b){ 
 return a + b; 
 } 
} 
52 
class CalcCient extends Calculadora { 
 public int subtrai(int a, int b){ 
 return a-b; 
 } 
 public int multiplica(int a,int b){ 
 return a*b; 
 } 
 public int divide(int a, int b){ 
 return a/b; 
 } 
} 
• A linguagem Java contém inúmeras interfaces em 
sua API: 
– java.util.Observer 
– java.lang.Cloneable 
– java.io.Serializable 
– Java.util.zip.Checksum 
53 
• Semelhante ao Polimorfismo com Classes 
Abstratas: 
– Os elementos aptos a executar uma determinada 
operação polimórfica deve implementar a Interface 
que define o Polimorfismo 
54 
55 
public interface Comparavel { 
 public boolean comparaCom(Object o); 
} 
56 
public class Livro implements Comparavel { 
 private double preço; 
 public Livro(double preço){ 
 this.preço = preço; 
 } 
 public void setPreço(double novoPreço){ 
 preço = novoPreço; 
 } 
 public double getPreço(){ 
 return preço; 
 } 
 public boolean comparaCom(Object o){ 
 if (o instanceof Livro){ 
 Livro l = (Livro) o; 
 if (this.getPreco() > l.getPreco()) 
 return true; 
 } 
 return false; 
 } 
} 
57 
public class Teste { 
 public static void main(String[] args){ 
 Teste meuTeste = new Teste(); 
 
 Comparavel[] arrayComp = new Comparavel[3]; 
 arrayComp[0] = new Livro(50.00); 
 arrayComp[1] = new Livro(3000.00); 
 arrayComp[2] = new Livro(0.80); 
 System.out.println(“Antes...”); 
 for(int i=0; i < 3; i++){ 
 System.out.println(arrayComp[i].getPreço()); 
 } 
 meuTeste.ordenar(arrayComp); 
58 
 System.out.println(“Depois...”); 
 for(int i=0; i < 3; i++){ 
 System.out.println(arrayComp[i].toString()); 
 } 
 } // main 
 // Continua no próximo slide. 
59 
public void ordenar(Comparavel[ ] c){ 
 int tam = c.length; 
 Comparavel aux; 
 for(int i=0; i < tam - 1; i++){ 
 for(int j=1; j < tam; j++){ 
 if(c[i].comparaCom(c[j])){ 
 aux = c[j]; 
 c[j] = c[i]; 
 c[i] = aux; 
 } 
 } 
 } 
 } // fim de ordenar 
} // fim da classe 
• Upcast 
– Uma superclasse ou entidade genérica (classe 
abstrata ou interface) pode receber sempre uma 
subclasse ou entidade específica (classe 
implementadora) 
60 
Figura minhaFigura = new Triangulo(...); 
teste.insere(new Triangulo(2,3)); 
public void insere(Figura f) { /* código */ } 
61 
Caminhão 
peso total de carga 
abrir compart. de carga () 
fechar compart. de carga () 
Automóvel 
número de pneus 
potência 
tipoCombustível 
andar () 
freiar () 
buzinar () 
Automovel auto = new Caminhao(...); 
auto 
auto.andar() 
auto.freiar() 
auto.buzinar() 
OK! 
auto.abrir() 
auto.fechar() 
NÃO! 
• Downcast 
– Uma superclasse ou entidade genérica (classe 
abstrata ou interface) deve ser convertida 
explicitamente para o tipo da subclasse ou entidade 
específica (classe implementadora) 
62 
public boolean comparaCom(Object o){ 
 Livro l = (Livro) o; 
 if (this.getAno() < l.getAno()) 
 return true; 
 return false; 
} 
• Downcast 
– Se a referência em “o” não for um Livro teremos um 
problema! 
63 
Object 
Automóvel 
número de pneus 
potência 
tipoCombustível 
andar () 
freiar () 
buzinar () 
Livro 
título 
autor 
número de páginas 
mudarPagina () 
pesquisar (plv) 
ClassCastException 
Ok!!! 
• Downcast 
– Antes dese usar uma referência de uma entidade 
genérica é importante se testar sua origem: 
64 
if(o instanceof Livro) 
Object 
Livro 
o Object 
Automovel 
o 
65 
Superclasse / 
Interface 
(Figura) 
Subclasse / 
Classe Concreta 
(Circulo) 
Subclasse / 
Classe Concreta 
(Circulo) 
upcasting downcasting 
if(aluno1.comparaCom(aluno2)) { ... } 
... 
public boolean comparaCom(Object o) { ... } 
 Aluno aux = (Aluno) o; 
• Vamos projetar um jogo 
no qual será possível, de 
acordo com determinadas 
condições, mudar o braço 
de um robô. 
• Cada braço tem uma 
funcionalidade 
diferente... 
• A mudança deve ser feita 
de forma transparente 
66 
67 Robô 
Braço com Broca 
Braço com Tesoura 
? ? 
68 
public class Robo{ 
 private Cabeça c; 
 private Perna p; 
 private Tronco t; 
 private Braço b; 
 public Robo(Cabeça c, Perna p, Tronco t, Braço b){ 
 this.c = c; 
 this.p = p; 
 this.t = t; 
 this.b = b; 
 } 
 // Outros métodos... 
} 
69 
public class Robo{ 
 // atributos ... 
 public Robo(Cabeça c, Perna p, Tronco t, 
 BraçoComTesoura bct){ 
 /* corpo */ 
 } 
} 
public class Robo{ 
 // atributos ... 
 public Robo(Cabeça c, Perna p, Tronco t, 
 BraçoComBroca bcb){ 
 /* corpo */ 
 } 
} 
OU 
70 
<<interface>> 
Braço 
BraçoComGarra BraçoComBroca BraçoComArma 
implements 
atacar() 
atacar( ) atacar( ) atacar( ) 
71 
public interface Braço{ 
 public void atacar(); 
} 
public class BraçoComGarra implements Braço { 
 /* Corpo da Classe */ 
} 
public class BraçoComBroca implements Braço { 
 /* Corpo da Classe */ 
} 
public class BraçoComArma implements Braço { 
 /* Corpo da Classe */ 
} 
72 
public class Robo{ 
 private Cabeça c; 
 private Perna p; 
 private Tronco t; 
 private Braço b; 
 public Robo(Cabeça c, Perna p, Tronco t, Braço b){ 
 /* código */ 
 } 
 ... 
} 
73 
public class Robo{ 
 private Cabeça c; 
 private Perna p; 
 private Tronco t; 
 private Braço b; 
 public Robo(Cabeça c, Perna p, Tronco t, Braço b){ 
 /* código */ 
 } 
 ... 
} 
Qual é o tipo do 
braço do robô? 
O que mudou 
nessa classe? 
74 
public class RobotGame{ 
 public static void main(String[] args){ 
 Braço b1 = new BraçoComGarra(); 
 Braço b2 = new BraçoComBroca(); 
 Braço b3 = new BraçoComArma(); 
 /* Criação de c1 e t1 omitida */ 
 Robo r1 = new Robo(c1,t1,b1); 
 Robo r2 = new Robo(c1,t1,b2); 
 Robo r3 = new Robo(c1,t1,b3); 
 /* Restante do Código */ 
 r1.setBraco(b2); 
} 
Mesmo construtor, 
Diferentes Robôs 
• O tipo de braço do robô pode ser conhecido em 
Compile Time (estaticamente) ou Run Time 
(Dinamicamente) 
– A classe Robo é projetada sem levar em 
consideração o tipo de braço que será usado (o 
mesmo poderia ser feito para as demais partes) 
75 
76 
• O Polimorfismo libera a classe cliente do tipo específico 
de comportamento que ela deve usar 
Braço 
abre() 
<<Interface>> 
Robô 
BraçoComBroca 
abre( ) 
BraçoComArma 
abre( ) 
77 
• Existem mecanismos bastante eficientes para o 
desenvolvimento de software flexível e 
reutilizável: 
Padrões de Projeto: 23 
estratégias para se 
abordar o desenvolvimento 
de software de forma 
madura 
78 
Escreva um programa em Java que implemente um Sistema de Controle de Folha de 
Pagamento Simplificado de uma empresa, composta de diversos funcionários, os 
quais podem ser horistas ou comissionados. Todos os funcionários, independente de 
categoria, devem ter os atributos “nome”, “matrícula” e “salário”. Os horistas têm 
como atributo o “número de horas trabalhadas” (o valor de uma hora trabalhada é 
30 reais) e os comissionados o “salário base” e o “total de suas vendas” durante o 
mês multiplicado por um “fator de comissão” (cujo valor é 2%). Um comissionado 
vende até três produtos diferentes. Um produto tem um “nome”, um “código” e um 
“preço” e existem dois tipos: “perecível” ou “não perecível” (o funcionário 
comissionado tanto vende produtos perecíveis como não perecíveis) . Um produto 
perecível tem uma “data de validade” e um não perecível tem um “prazo de 
garantia”. (I) O sistema deve ser capaz de cadastrar funcionários e produtos e 
informar o estado atual do funcionário que recebe o maior salário na empresa. 
79 
Funcionário 
nome 
matricula 
salário 
Horista Comissionado 
nome 
matricula 
salário 
quantHoras 
nome 
matricula 
salário 
salarioBase 
totalVendas 
80 
Funcionário 
nome 
matricula 
salário 
Horista Comissionado 
nome 
matricula 
salário 
quantHoras 
nome 
matricula 
salário 
salarioBase 
totalVendas 
81 
Funcionário 
nome 
matricula 
salário 
Horista Comissionado 
QuantHoras salarioBase 
totalVendas 
82 
Funcionário 
nome 
matricula 
salário 
Horista Comissionado 
QuantHoras salarioBase totalVendas 
Main 
main() 
arrayFunc 
83 
Produto 
nome 
preço 
código 
Perecível NãoPerecível 
dataVal: Date prazo: Date 
Main 
main() 
arrayFunc 
84 
Produto 
nome 
preço 
código 
Perecível NãoPerecível 
dataVal: Date prazo: Date 
Horista Comissionado 
QuantHoras salarioBase totalVendas 
Main 
main() 
arrayProd 
arrayFunc 
Funcionário 
nome 
matricula 
salário 
vende 
3 
10 
10 tem 
tem 
• Requisitos Funcionais 
– O sistema deve ser capaz de cadastrar funcionários e 
produtos 
– O sistema deve ser capaz de informar o estado atual 
do funcionário com o maior salário 
85