INTERFACES

HERANÇA DE CLASSE VERSUS HERANÇA DE INTERFACE

• HÁ UMA DIFERENÇA GRANDE ENTRE UMA CLASSE E SEU TIPO

  • A CLASSE DEFINE UMA IMPLEMENTAÇÃO

  • O TIPO DEFINE APENAS A INTERFACE OFERECIDA PARA ACESSAR OBJETOS DA CLASSE

  • UM OBJETO  PODE TER MUITOS TIPOS

  • CLASSES DIFERENTES PODEM TER O MESMO TIPO

• HERANÇA DE CLASSE SIGNIFICA HERANÇA DE IMPLEMENTAÇÃO

  • A SUB-CLASSE HERDA A IMPLEMENTAÇÃO DA SUPER-CLASSE

  • É UM MECANISMO PARA COMPARTILHAR CÓDIGO E REPRESENTAÇÃO

• HERANÇA DE INTERFACE (OU SUB-TIPOS) DESCREVE QUANDO UM OBJETO PODE SER USADO EM VEZ DE OUTRO

• AO FAZER HERANÇA DE CLASSE, AUTOMATICAMENTE FAZ TAMBÉM HERANÇA DE INTERFACE

• ALGUMAS LINGUAGENS NÃO PERMITEM DEFINIR TIPOS SEPARADAMENTE DE CLASSES

  • MAS, NESTE CASO, A CLASSE PURAMENTE ABSTRATA SERVE

"PROGRAM TO AN INTERFACE, NOT AN IMPLEMENTATION"

• O FATO DE QUE A HERANÇA DE IMPLEMENTAÇÃO PERMITE FACILMENTE REUSAR A FUNCIONALIDADE DE UMA CLASSE É INTERESSANTE MAS NÃO É O ASPECTO MAIS IMPORTANTE A SER CONSIDERADO

• HERANÇA OFERECE A HABILIDADE DE DEFINIR FAMÍLIAS DE OBJETOS COM, INTERFACES IDÊNTICAS

• ISSO É EXTREMAMENTE IMPORTANTE POIS PERMITE DESACOPLAR UM OBJETO DE SEUS CLIENTES ATRAVÉS DO POLIMORFISMO

• A HERANÇA DE INTERFACE CORRETAMENTE USADA (SEM ELIMINAR PARTES DA INTERFACE NAS SUB-CLASSES) ACABA CRIANDO SUB-TIPOS, PERMITINDO O POLIMORFISMO

• PROGRAMAR EM FUNÇÃO DE UMA INTERFACE E NÃO EM FUNÇÃO DE UMA IMPLEMENTAÇÃO (UMA CLASSE PARTICULAR) PERMITE O POLIMORFISMO E FORNECE AS SEGUINTES VANTAGENS:

  • CLIENTES PERMANECEM SEM CONHECIMENTO DO TIPO DE OBJETOS QUE ELES USAM, DESDE QUE OS OBJETOS OBEDEÇAM A INTERFACE

  • CLIENTES PERMANECEM SEM CONHECIMENTO DAS CLASSES QUE IMPLEMENTAM TAIS OBJETOS

• A INTERFACE É O QUE HÁ DE COMUM

  • A FLEXIBILIDADE VEM DA POSSIBILIDADE DE MUDAR A IMPLEMENTAÇÃO DA INTERFACE, ATÉ EM TEMPO DE EXECUÇÃO, JÁ QUE O POLIMORFISMO É IMPLEMENTADO COM "LATE BINDING" FEITO EM TEMPO DE EXECUÇÃO

• EM JAVA, UMA CLASSE PODE IMPLEMENTAR VÁRIAS INTERFACES

  • ISSO PERMITE TER MAIS POLIMORFISMO MESMO SEM QUE AS CLASSES PERTENÇAM A UMA MESMA HIERARQUIA

EXEMPLO NO USO DE INTERFACES

• UMA APLICAÇÃO QUE GERENCIA A COMPRA DE PRODUTOS

• TEMOS QUE TER INFORMAÇÃO SOBRE:

  • FORNECEDORES

  • EMPRESAS DE FRETE

  • LUGARES DE RECEPÇÃO DE PRODUTOS

  • LUGARES DE FATURAMENTO

• TODAS ESSAS ENTIDADES TÊM UM ENDEREÇO

• TAIS ENDEREÇOS APARECEM EM VÁRIOS LUGARES DA INTERFACE DO USUÁRIO (UI)

• VOCÊ QUER UMA CLASSE QUE EXIBA E EDITE ENDEREÇOS DE FORMA A REUTILIZÁ-LA QUANDO HOUVER UM ENDEREÇO A MANIPULAR NA UI

• DIGAMOS QUE A CLASSE SE CHAME EndereçoPanel

• EndereçoPanel DEVE OBTER E ALTERAR ENDEREÇOS DE OBJETOS

• A CLASSE EndereçoPanel DEVE TRABALHAR COM OBJETOS DE QUE CLASSE?

• CLASSES DIFERENTES SERÃO USADAS PARA FORNECEDORES, EMPRESAS DE FRETE, ETC.

• A SOLUÇÃO É USAR UMA INTERFACE PARA ENDEREÇOS E FAZER COM QUE EndereçoPanel REFERENCIE (TRABALHE COM) QUALQUER CLASSE QUE IMPLEMENTE ESSA INTERFACE

• EndereçoPanel NÃO SABE COM QUE TIPO DE CLASSE ELA TRABALHA!

• EM VEZ DE PENSAR "COM QUE CLASSE VOU ME COMUNICAR?", PENSE "CLASSES QUAISQUER QUE SUPORTAM QUAL INTERFACE ME INTERESSAM?"

  • OU ENTÃO: "QUE COMPORTAMENTO ME INTERESSA?"

• ISSO É MUITO PODEROSO!

• DEVEM EXISTIR INTERFACES PARA AS PARTES MAIS IMPORTANTES DE QUALQUER PROGRAMA

• NO EXEMPLO ACIMA, PODEMOS USAR INTERFACES E DELEGAÇÃO

• COMO ACHAR INTERFACES

  • PROCURE ASSINATURAS REPETIDAS

    • EXEMPLO: VÁRIAS CLASSES QUE REPRESENTAM COISAS QUE PODEM SER VENDIDAS INDICAM O USO DE UMA INTERFACE VendávelIF

  • ONDE HÁ DELEGAÇÃO, UM OBJETO SE ESCONDE ATRÁS DE OUTRO: DEVE HAVER UMA INTERFACE COMUM

  • PROCURE MÉTODOS QUE PODERIAM SER USADAS EM APLICAÇÕES SEMELHANTES E USE INTERFACES PARA QUE A REUSABILIDADE DAS CLASSES CLIENTES SEJA MAIOR

    • EXEMPLO: MUITAS COISAS PODERIAM SER RESERVÁVEIS, NÃO SÓ PASSAGENS DE AVIÃO

    • EXEMPLO: MUITAS COISAS PODE SER ALUGADAS, NÃO SÓ FITAS DE VÍDEO

  • PROCURE MUDANÇAS FUTURAS (NOVOS OBJETOS QUE PODERIAM APARECER) E COLOQUE AS SEMELHANÇAS SOB CONTROLE DE INTERFACES

  • HÁ, ENTRETANTO, PESSOAS QUE NÃO CONCORDAM EM "PENSAR MUITO NA FRENTE"

    • VIDE "EXTREME PROGRAMMING" ADIANTE ...

ACOPLAMENTO

• ACOPLAMENTO

  • O GRAU DE INTERAÇÃO ENTRE MÓDULOS DE UM SISTEMA

  • TAMBÉM MEDE O GRAU DE INTERDEPENDÊNCIA ENTRE MÓDULOS

• O QUE SÃO OS "MÓDULOS"?

  • CLASSES/INTERFACES: ACOPLAMENTO ESTÁTICO (EM TEMPO DE COMPILAÇÃO)

  • OBJETOS: ACOPLAMENTO DINÂMICO (EM TEMPO DE EXECUÇÃO)

• POR QUE ACOPLAMENTO É RUIM?

  • DIMINUI A REUSABILIDADE DE OBJETOS PORQUE OBJETOS NÃO PODEM SER USADOS SOZINHOS

  • AUMENTA A CHANCE DE BUGS QUANDO MUDANÇAS SÃO FEITAS A UM DOS OBJETOS ACOPLADOS

• ACOPLAMENTO ESTÁTICO

  • BASICAMENTE, A HERANÇA CRIA ACOPLAMENTO ESTÁTICO FORTE NA HIERARQUIA

  • POR ISSO, HERANÇA (DE IMPLEMENTAÇÃO) PODE SER RUIM (VER À FRENTE)

• TIPOS DE ACOPLAMENTOS (DO MENOS RUIM ATÉ O PIOR)

  • ACOPLAMENTO DE DADOS

  • ACOPLAMENTO DE CONTROLE

  • ACOPLAMENTO DE DADOS GLOBAIS

  • ACOPLAMENTO DE DADOS INTERNOS

ACOPLAMENTO DE DADOS

• SITUAÇÕES

  • SAÍDA DE UM OBJETO É ENTRADA DE OUTRO

  • USO DE PARÂMETROS PARA PASSAR ITENS ENTRE MÉTODOS

• OCORRÊNCIA COMUM:

  • OBJETO A PASSA OBJETO X PARA OBJETO B

  • OBJETO X E B ESTÃO ACOPLADOS

    • UMA MUDANÇA NA INTERFACE DE X PODE IMPLICAR EM MUDANÇAS A B

• EXEMPLO:

  class Servidor {
       public void mensagem( MeuTipo X ) {
            // código aqui
            X.façaAlgo( Object dados );
            // mais código
       }
  }

• EXEMPLO PIOR:

  • OBJETO A PASSA OBJETO X PARA OBJETO B

  • X É UM OBJETO COMPOSTO (CONTÉM OUTRO(S) OBJETO(S))

  • OBJETO B DEVE EXTRAIR OBJETO Y DE DENTRO DE X

  • HÁ ACOPLAMENTO ENTRE B, X, REPRESENTAÇÃO INTERNA DE X, Y

• EXEMPLO: ORDENAÇÃO DE REGISTROS DE ALUNOS POR MATRÍCULA E NOME

  class RegistroAluno {
       String nome;
       Long   matrícula;
       
       public String getNome() { return nome; }
       public Long   getMatrícula() { return matrícula; }
  
       // etc.
  }
  
  ListaOrdenada apoo = new ListaOrdenada();
  RegistroAluno novoAluno;
  //etc.
  apoo.add(novoAluno);

• AGORA, VAMOS VER OS PROBLEMAS

  class ListaOrdenada {
       Object[] elementosOrdenados = new Object[ tamanhoAdequado ];
  
       public void add( RegistroAluno X ) {
            // código não mostrado
            Long matrícula1 = X.getMatrícula();
            Long matrícula2 = elementosOrdenados[ K ].getMatrícula();
            if ( matrícula1 < matrícula2 )
                 // faça algo
            else
                 // faça outra coisa
            }
       }

• O PROBLEMA DA SOLUÇÃO ANTERIOR É QUE HÁ FORTE ACOPLAMENTO

  • ListaOrdenada SABE MUITA COISA DE RegistroAluno

    • O FATO DE QUE A COMPARAÇÃO DE ALUNOS É FEITO COM A MATRÍCULA

    • O FATO DE QUE A MATRÍCULA É OBTIDA COM getMatrícula

    • O FATO DE QUE MATRÍCULAS SÃO LONG (REPRESENTAÇÃO DE DADOS)

    • COMO COMPARAR MATRÍCULAS (COM <)

  • O QUE OCORRE SE MUDARMOS QUALQUER UMA DESSAS COISAS?

• SOLUÇÃO 2: MANDE UMA MENSAGEM PARA O PRÓPRIO OBJETO SE COMPARAR COM OUTRO
  

  class ListaOrdenada {
       Object[] elementosOrdenados = new Object[ tamanhoAdequado ];
  
       public void add( RegistroAluno X ) {
            // código não mostrado
            if ( X.lessThan( elementosOrdenados[ K ] ) )
                 // faça algo
            else
                 // faça outra coisa
            }
       }

• REDUZIMOS O ACOPLAMENTO ESCONDENDO INFORMAÇÃO ATRÁS DE UM MÉTODO

• PROBLEMA: ListaOrdenada SÓ FUNCIONA COM RegistroAluno

• SOLUÇÃO 3: USE INTERFACES PARA DESACOPLAR MAIS AINDA
  

  Interface Comparable {
       public boolean lessThan(Object outro);
       public boolean greaterThan(Object outro); 
       public boolean equal(Object outro); 
  }
  
  class RegistroAluno implements Comparable {
       public boolean lessThan(Object outro) {
            // compare registro de aluno com outro
       }
  }
  
  class ListaOrdenada {
       Object[] elementosOrdenados = new Object[ tamanhoAdequado ];
  
       public void add( Comparable X ) {
            // código não mostrado
            if ( X.lessThan( elementosOrdenados[ K ] ) )
                 // faça algo
            else
                 // faça outra coisa
            }
       }

• EM C++, TERIA OUTRAS SOLUÇÕES

  • APONTADOR DE FUNÇÃO

  • APONTADOR DE FUNÇÃO COM TIPOS GENÉRICOS (TEMPLATES)

ACOPLAMENTO DE CONTROLE

• PASSAR FLAGS DE CONTROLE ENTRE OBJETOS DE FORMA QUE UM OBJETO CONTROLE AS ETAPAS DE PROCESSAMENTO DE OUTRO OBJETO

• OCORRÊNCIA COMUM:

  • OBJETO A MANDA UMA MENSAGEM PARA OBJETO B

  • B USA UM PARÂMETRO DA MENSAGEM PARA DECIDIR O QUE FAZER

class Lampada {
     public static final ON = 0;

     public void setLampada( int valor ) {
          if ( valor == ON )
               // liga lampada
          else if ( valor == 1 )
               // desliga lampada
          else if ( valor == 2 )
               // pisca
     }
}

Lampada lampapa = new Lampada();
lampada.setLampada(Lampada.ON);
lampada.setLampada(2);

• SOLUÇÃO: DECOMPOR A OPERAÇÃO EM MÚLTIPLAS OPERAÇÕES PRIMITIVAS

class Lamp {
     public void on() { // liga lampada }
     public void off() { // desliga lampada }
     public void pisca() { // pisca }
}


Lampada lampada = new Lampada();
lampada.on();
lampada.pisca();

• OCORRÊNCIA COMUM:

  • OBJETO A MANDA MENSAGEM PARA OBJETO B

  • B RETORNA INFORMAÇÃO DE CONTROLE PARA A

    • EXEMPLO: RETORNO DE CÓDIGO DE ERRO

class Teste {
     public int printFile(File toPrint) {
          if(toPrint está corrompido )
               return CORRUPTFLAG;
          etc. etc.
     }
}


Teste umTeste = new Teste();
int resultado =  umTese.printFile( miniTeste );
if(resultado == CORRUPTFLAG) {
     oh! oh!
else if(resultado == -243) {
     etc. etc.

• SOLUÇÃO: USE EXCEÇÕES
  

class Teste {
     public int printFile(File toPrint) throws
                               PrintExeception {
          if(toPrint está corrompido )
               throw new PrintExeception();
          etc. etc.
     }
}

try {
     Teste umTeste = new Teste();
     umTeste.printFile( miniTeste );
} catch(PrintException printError) {
     faça algo
}

ACOPLAMENTO DE DADOS GLOBAIS

• DOIS OU MAIS OBJETOS COMPARTILHAM ESTRUTURAS DE DADOS GLOBAIS

• É UM ACOPLAMENTO MUITO RUIM POIS ESTÁ ESCONDIDO

  • UMA CHAMADA DE MÉTODO PODE MUDAR UM VALOR GLOBAL E O CÓDIGO NÃO DEIXA ISSO APARENTE

• UM TIPO DE ACOPLAMENTO MUITO RUIM

ACOPLAMENTO DE DADOS INTERNOS

• UM OBJETO ALTERA OS DADOS LOCAIS DE UM OUTRO OBJETO

• OCORRÊNCIA COMUM:

  • FRIENDS EM C++

  • DADOS PROTECTED OU PÚBLICOS DE JAVA

• USE PARCIMONIOSAMENTE!

COESÃO

• DEFINIÇÕES DE COESÃO

  • "Cohesion is the degree to which the tasks performed by a single module are functionally related."
    IEEE, 1983

  • "Cohesion is the "glue" that holds a module together. It can be thought of as the type of association among the component elements of a module. Generally, one wants the highest level of cohesion possible."
    Bergland, 1981

  • "A software component is said to exhibit a high degree of cohesion if the elements in that unit exhibit a high degree of functional relatedness. This means that each element in the program unit should be essential for that unit to achieve its purpose."
    Sommerville, 1989

• TIPOS DE COESÃO ENTRE MÓDULOS

  • COINCIDENTAL (PIOR)

  • LÓGICO

  • TEMPORAL

  • PROCEDURAL

  • DE COMUNICAÇÃO

  • SEQUENCIAL

  • FUNCIONAL (MELHOR)

COESÃO COINCIDENTAL

• HÁ NENHUMA (OU POUCA) RELAÇÃO CONSTRUTIVA ENTRE OS ELEMENTOS DE UM MÓDULO

• NO LINGUAJAR OO:

  • UM OBJETO NÃO REPRESENTA NENHUM CONCEITO OO

  • UMA COLEÇÃO DE CÓDIGO COMUMENTE USADO E HERDADO ATRAVÉS DE HERANÇA (PROVAVELMENTE MÚLTIPLA)

  class Angu {
       public static int acharPadrão(String texto, String padrão) {
          // ...
       }
       public static int média(Vector números) {
          // ...
       }
       public static OutputStream abreArquivo(String nomeArquivo) {
          // ...
       }
  }
  class Xpto extends Angu {  // quer aproveitar código de Angu
       ...
  }
  

COESÃO LÓGICA

• MÓDULO FAZ UM CONJUNTO DE FUNÇÕES RELACIONADAS, UMA DAS QUAIS É ESCOLHIDA ATRAVÉS DE UM PARÂMETRO AO CHAMAR O MÓDULO

• SEMELHANTE A ACOPLAMENTO DE CONTROLE

• CURA: QUEBRAR EM MÉTODOS DIFERENTES

public void faça(int flag) {
     switch(flag) {
          case ON:
               // coisas para tratar de ON
               break;
          case OFF:
               // coisas para tratar de OFF
               break;
          case FECHAR:
               // coisas para tratar de FECHAR
               break;
          case COR:
               // coisas para tratar de COR
               break;
          }
     }
}

COESÃO TEMPORAL

• ELEMENTOS ESTÃO AGRPADOS NO MESMO MÓDULO PORQUE SÃO PROCESSADOS NO MESMO INTERVALO DE TEMPO

• EXEMPLOS COMUNS:

  • MÉTODO DE INICIALIZAÇÃO QUE PROVÊ VALORES DEFAULTS PARA UM MONTE DE COISAS DIFERENTES

  • MÉTODO DE FINALIZAÇÃO QUE LIMPA AS COISAS ANTES DE TERMINAR

procedure inicializaDados() {
     font = "times";
     windowSize = "200,400";
     xpto.nome = "Desligado";
     xpto.tamanho = 12;
     xpto.localização = "/usr/local/lib/java";
}

• CURA: DEPENDER DE CONSTRUTORES E DESTRUTORES

class Xpto {
     public Xpto() {
         this.nome = "Desligado";
         this.tamanho = 12;
         this.localização = "/usr/local/lib/java";
     }
}

• OUTRO EXEMPLO: ARQUIVO DE CONFIGURAÇÃO TÍPICO

COESÃO PROCEDURAL

• ASSOCIA ELEMENTOS DE ACORDO COM SEUS RELACIONAMENTOS PROCEDURAIS OU ALGORÍTMICOS

• UM MÓDULO PROCEDURAL DEPENDE MUITO DA APLICAÇÃO SENDO TRATADA

  • JUNTO COM A APLICAÇÃO, O MÓDULO PARECE RAZOÁVEL

  • SEM ESTE CONTEXTO, O MÓDULO PARECE ESTRANHO E MUITO DIFÍCIL DE ENTENDER

    • O QUE ESTÁ ACONTECENDO AQUI!!!????!!

• NÃO PODE ENTENDER O MÓDULO SEM ENTENDER O PROGRAMA E AS CONDIÇÕES QUE EXISTEM QUANDO O MÓDULO É CHAMADO

• CURA: REPROJETE O SISTEMA

COESÃO DE COMUNICAÇÃO

• TODAS AS OPERAÇÕES DE UM MÓDULO OPERAM NO MESMO CONJUNTO DE DADOS E/OU PRODUZEM O MESMO TIPO DE DADO DE SAÍDA

• CURA: ISOLE CADA ELEMENTO NUM MÓDULO SEPARADO

• "NÃO DEVERIA" OCORRER EM SISTEMAS OO USANDO POLIMORFISMO

COESÃO SEQUENCIAL

• A SAÍDA DE UM ELEMENTO DE UM MÓDULO SERVE DE ENTRADA PARA O PRÓXIMO ELEMENTO

• CURA: DECOMPOR EM MÓDULOS MENORES

COESÃO FUNCIONAL (A MELHOR)

• UM MÓDULO TEM COESÃO FUNCIONAL SE AS OPERAÇÕES DO MÓDULO PUDEREM SER DESCRITAS NUMA ÚNICA FRASE DE FORMA COERENTE

• NUM SISTEMA OO:

  • CADA OPERAÇÃO NA INTERFACE PÚBLICA DO OBJETO DEVE SER FUNCIONALMENTE COESA

  • CADA OBJETO DEVE REPRESENTAR UM ÚNICO CONCEITO COESO

• EXEMPLO: UM OBJETO QUE ESCONDE ALGUM CONCEITO OU ESTRUTURA DE DADOS OU RECURSO E ONDE TODOS OS MÉTODOS SÃO RELACIONADOS POR UM CONCEITO OU ESTRUTURA DE DADOS OU RECURSO

  • MEYER CHAMA ISSO DE "INFORMATION-STRENGTH MODULE"

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