Java 101

Classes são tipos de dados definidos pelo usuário que atuam como modelo para objetos, atributos e métodos.

Objetos são instâncias de uma classe criada com dados específicos.

Métodos são funções definidas dentro de uma classe que descrevem o comportamento de um objeto. Cada método contido nas definições de classe começa com uma referência a um objeto de instância. Além disso, as sub-rotinas contidas em um objeto são chamadas de métodos de instância. Os programadores usam métodos para reutilização ou para manter a funcionalidade encapsulada dentro de um objeto por vez.

Atributos são definidos no modelo de classe e representam o estado de um objeto. Os objetos terão dados armazenados no campo de atributos. Os atributos de classe pertencem à própria classe.

Encapsulamento significa que um objeto não é obrigado a expor a sua implementação e nem os seus atributos. Cabe ao design do objeto escolher como será feita essa exposição. Essa característica de ocultação de dados fornece maior segurança ao programa e evita corrupção de dados não intencional.

Objetos criam abstrações que tornam possível controlar a complexidade. Ao se criar uma classe, o restante do sistema deverá interagir através da interface que ela propõe não tendo acesso a sua lógica interna.

As classes podem reutilizar o código de outras classes. Relacionamentos e subclasses entre objetos podem ser atribuídos, permitindo que os desenvolvedores reutilizem a lógica comum enquanto ainda mantêm uma hierarquia única. Essa propriedade da OOP força uma análise de dados mais completa, reduz o tempo de desenvolvimento e garante um maior nível de precisão.

Os objetos são projetados para compartilhar comportamentos e podem assumir mais de uma forma. O sistema poderá definir como vê um objeto e como interage por ele baseado na sua própria classe ou em alguma classe pai, reduzindo a complexidade ou a necessidade de duplicar código. Quando uma classe filha é criada, que estende a funcionalidade da classe pai, ambas podem ser tratada pelo mesmo código usando a classe pai como interface. O polimorfismo permite que diferentes tipos de objetos usem a mesma interface.

Falamos sobre classes e alguns detalhes, mas agora precisamos falar de herança.

Temos 3 tipos de classe: a Classe, a Interface e a Classe Abstrata.

— Peraê! Mas como uma classe pode ser também Interface e Classe Abstrata?!?!? Tem algum erro lógico nessa afirmação!

Não! Segura essa informação que quando formos falar sobre Reflexão trataremos do conceito interno de Classe. Por enquanto aceite que existem três tipos de classe e um deles é classe. 🤷‍♂️

A Interface é quando tempos um contrato de como uma classe deve ser implementada. Ela vai definir a assinatura de alguns métodos. Por assinatura entenda que é a forma como a JVM usa para identificar um método, ela é composta pelo nome do método e a lista de parâmetros. O tipo de retorno não faz parte de uma assinatura e isso vai ser importante mais a frente. Uma interface também pode definir métodos default e métodos static. Uma interface normalmente é usada para definir um tipo, ou comportamento, comum dentro de um sistema.

Uma classe abstrata é uma classe que não pode ser instanciada. Normalmente usamos quase abstrata quando desejamos compartilhar comportamento entre vários tipos. Em uma classe abstrata podemos definir variáveis e métodos, mas também podemos definir métodos abstratos (usando o modificador abstract). Ao se declara um método abstrato, estamos declarando apenas a assinatura, a implementação ficará a cargo de alguma classe que estende nossa classe abstrata.

E por fim uma classe é uma implementação pela qual podemos instanciar objetos. Classes podem ser estendidas também quando queremos modificar um comportamento específico. Por exemplo, e se quisermos modificar a forma como o Garfield mia?

Quando adicionamos um bloco de código lodo após a instanciação da classe, estamos criando uma classe anônima. Esse comportamento será especifico dessa instância. Nós poderíamos evitar isso usando o modificador final no método ou na classe. Se usarmos no método, nenhuma subclasse poderá estender esse método, mas se usarmos na classe, ela não poderá ser estendida.

Quando falamos de herança normalmente usamos as palavras estende e implementa. Estende é quando temos uma classe abstrata sendo estendida, e isso é feito usando a palavra reservada extends. Já implementa é quando temos uma interface sendo implementada pela classe, a palavra reservada implements.

O Java tem algumas limitações em heranças. Uma classe SÓ pode estender uma classe, mas pode implementar quantas interfaces forem necessárias. MAS interfaces com mesma assinatura e tipo de retorno diferentes não são possíveis de serem implementas por uma mesma classe. No caso abaixo, temos que um Gato estende um Felino e implementa as interfaces Miador e Ronronador.

Para entender herança, podemos pensar em herança genética. Todo objeto ele tem um arquétipo e ele vai possuir uma hierarquia de tipos. Um Gato é um Felino que é um Animal. Cada uma dessas classes podem ter comportamentos associados ou apenas assinaturas de métodos. Se voltarmos no post anterior, sobre a biblioteca Collections, vamos ver o mais comum tipo de herança.

Vamos ver o caso da LinkedList que estende uma AbstractSequentialList e implementa as interface List, Deque, Cloneable e Serializable.

LinkedList é uma classe, AbstractSequentialList é uma classe abstrata e List uma interface. AbstractSequentialList contém uma implementação de lista que por sua vêz estende uma AbstractList. Podemos dizer que LinkedList herda implementações de AbstractSequentialList e AbstractList. Assim como podemos dizer que LinkedList e ArrayList herdam implementações de AbstractList mesmo tendo comportamentos completamente diferentes.

Da mesma forma LinkedList e ArrayList são tipos de List, enquanto apenas LinkedList é um tipo de Deque.

Quando temos uma classe que herda tipos de outras classe, podemos definir nossos objetos com o tipo que desejarmos. Eu recomendo sempre usar a interface que você deseja usar e não a implementação final. Quer um exemplo? Vamos imaginar que eu quero definir um método que fará uma busca especifica pelo Gato mais gordo. Ao invés de declarar que desejo receber uma LinkedList, posso declarar que desejo receber apenas uma List.

Uma dúvida clássica é se perguntar porque não devo usar o tipo mais específico. Nunca devemos usar as classes porque isso limita o uso do nosso código. Ao usar um List, eu posso aceitar qualquer implementação de List, mesmo implementações que eu não conheço. Essa preocupação será muito mais real quando estivermos falando de frameworks em que a geração de código ou classes do tipo proxy são comuns.

Chamamos de Override a prática de sobrescrever implementações de métodos em classes filhos. Vamos voltar ao nosso exemplo de Gatos, e se existe uma raça especifica de gatos que não mia, são gatos mudos. Como esse característica é muito especifica mas ele definitivamente são gatos, podemos criar essa nova classe de gatos e sobrescrever o método.

Se tivermos um objeto da classe GatoMudo, mesmo que ele esteja definido como Gato, será chamado o método da classe GatoMudo.

O uso da anotação @Override não é obrigatório, mas é altamente recomendável.

Chamamos de Overload quando criamos um novo método para um tipo diferente de parâmetros. Essa técnica é excelente quando queremos criar métodos semelhantes para tipos diferentes. Vamos supor que nosso método de mistura vai ser migrado para a classe abstrata de animais e que queremos criar esse método para alguns tipos de animais, não para todos, mas ele será diferente para alguns grupos (tem animal que se divide e não reproduz). Assim podemos criar um método mistura para os tipos Mamifero, Ave, Reptil e Peixe, cada método terá uma implementação completamente diferente.

Nós fizemos overload de um método estático, mas poderíamos ter feito de um método de instância.

Uma outra reclamação constante de quem não gosta de Java é a necessidade de se implementar esses três métodos que as vezes parecem inúteis.

Primeiro devemos esclarecer que hashCode, equals e toString são métodos extremamente úteis e usados constantemente pela JVM. É sempre recomendável a leitura da documentação da classe Object sobre esses três métodos.

hashCode é um método usado para o calculo do Hash do objeto. O hash é um valor inteiro que será usado para identificar cada objeto. Dois objetos iguais devem ter o mesmo hash, mas dois objetos com o mesmo hash não são iguais. Toda e qualquer classe usando o nome Hash usar esse método, assim se você tem um HashMap ou um HashSet, você tem o uso do método.

equals é um método usado para se verificar um objeto é igual a outro. Ele é usado por várias algoritmos da JVM, as vezes associado com o hash ou sem associação. Quando temos um HashMap os dois métodos são usados. O equals é usando quando temos o que chamamos de Colisão de Hash, dois objetos diferentes que tem o mesmo hash.

toString é usado para se criar um valor String para a classe. Sempre implemente o toString para melhorar o rastreamento de erros em logs de execução.