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Framework de Bruno Preiss

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Sumário

Introdução

Estruturas de Dados Fundamentais

Projeto Orientado a Objetos

Tipos Abstratos de Dados Java

Tipos Abstratos de Dados C++

Application Frameworks

Projetos

Introdução

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Introdução

Tipos Abstratos e Dados Tipos de Dados e Abstrações Tipos Abstratos e Dados

Características de linguagens que é necessário conhecer Linguagem Java Linguagem C++

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Tipos de Dados e Abstrações

Uma abstração é a idéia de uma característica ou propriedade independente de qualquer objeto ou coisa real que possua esta característica ou propriedadePor meio de abstração pode-se raciocinar sobre características de um objeto sem conhecer o objetoAbstrações servem para esconder detalhes irrelevantes em um dado contexto

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Tipos Abstratos e Dados (1)

Em linguagens de programação variáveis são abstrações compostas de diversos atributos: Nome – rótulo de referência no programa Endereço – localização na memória Valor – quantidade representada Duração – intervalo de tempo no qual a variável

existe Escopo –comandos no programa no qual a variável é

visível Tipo – conjunto de valores que podem ser atribuídos

ao atributo valor e conjunto de operações que podem ser realizadas

Tamanho –memória necessária para a representação

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Associação é o processo de atribuição de valor a um dado atributo, podendo ser estática (feita em tempo de compilação) dinâmica (feita em tempo de execução).

Todas as linguagens de programação possuem tipos de dados nativos ou embutidos, tais como inteiros, reais, caracteres, etcFreqüentemente a natureza do problema a tratar em programas de computadores leva à criação de abstrações apropriadas para a aplicação geradora dos programas

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Para tratar de tipos de dados não nativos às linguagens de programação são definidos os Tipos Abstratos de Dados (TAD)Com as linguagens orientadas a objeto os tipos abstratos de dados passaram a apresentar características próprias para essa representação, por meios das classes.As classes são semanticamente muito mais ricas do que as construções struct do C ou record do Pascal

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Linguagem Java

Tipos primitivos e tipos referenciados

Instâncias criadas de forma explícita (new)

Comparação = = (mesmo objeto) equal (mesmo valor em diferentes instâncias)

Passagem de parâmetros Por valor para tipos primitivos “Por referência” para tipos referenciados (valor de

endereço)

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Linguagem C++

Passagem de parâmetros Por valor Por referência

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Conceito

Implementação Java A Classe Array A Classe LinkedList

Implementação C++ A Classe Array A Classe LinkedList

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Conceito de Estruturas de Dados Fundamentais (1)

Em Estruturas de Dados estudam-se diversos Tipos Abstratos de Dados (TAD) Pilhas Filas Deques Listas Árvores Filas de prioridade Conjuntos Grafos etc.

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Conceito de Estruturas de Dados Fundamentais (2)

Todos esses Tipos Abstratos de Dados podem ser implementados usando arrays ou estruturas encadeadas.Arrays e listas encadeadas são base para os demais Tipos Abstratos de DadosPassaram estes a ser chamados de Estruturas de Dados Fundamentais não sendo chamados de Tipos Abstratos de Dados

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Conceitos iniciais

Containers

Hierarquias de Objetos e Padrões de Projeto (Frameworks)

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Conceitos iniciais (1)

Abordagem dos projetos de software orientada a dados orientada a processos orientada a objetos

Objetos combinam dados e procedimentos (também chamados de métodos ou funções) Esta abordagem permite que se tenha

abstração e encapsulamento.

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Uma interface é um conjunto de declarações de métodosUma classe abstrata é uma classe que especifica apenas uma interface Não se pode instanciar uma classe abstrata Em C++ classes abstratas possuem funções

membros puramente virtuais que declaram apenas uma interface, sem implementação

As classes abstratas são usadas como classes base para as classes derivadas

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A declaração de funções membros virtuais permite ter acesso às implementações fornecidas pelas classes derivadas por meio da interface da classe baseNão é necessário saber como uma instância de objeto é implementada nem de que classe derivada ela é instância.

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Este padrão de projeto (interfaces e classes abstratas) explora a idéia do polimorfismo Uma mesma abstração de interface é

válida para a definição de cada tipo abstrato de dados

Diferentes implementações podem ser feitas para acomodar as diversas classes de origem comum com a mesma interface

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Containers (1)

Um container é um objeto que comporta outros objetosPropriedades dos Containers Capacidade Lotação Possibilidade de inserção e remoção de objetos

Um caso particular é constituído pelos containers de busca (searchable containers) que são aqueles que suportam operações eficientes de busca de objetos nele contidos

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Containers (2)

Enumerations e Iterators

Visitors

Cursors (não em C++)

Adapters

Singletons

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Hierarquias de Objetos e Padrões de Projeto

Conceitos iniciais

Abstração

Encapsulamento

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Conceitos iniciais

Os padrões de projeto e as hierarquias de classe são um salto qualitativo no desenvolvimento de “software” mas suas vantagens são semelhantes às das linhas de montagem da indústriaPara grande volume de produção e grande volume de pessoas envolvidas no empreendimento são indispensáveis Contudo apresentam seus custos de preparação e

manutenção que só se justificam para casos específicos com alta taxa de reuso

Para os não iniciados parecem complicações assustadoras e “desnecessárias”

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Abstração

Mecanismo de minimização de detalhes pouco relevantes permitindo o raciocínio dirigidoAbstração de procedimentos ações que devam ser executadas para

resolver o problema sem pensar em como essas ações devam ser implementadas

Abstração de dados objetos de um programa ou sistema sem a

preocupação de sua implementação

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Encapsulamento

São omitidas informações sobre detalhes de implementaçãoObjetos encapsulam dados e procedimentosIndependência Conceitual: o usuário não pode interferir com a

implementação do objeto sendo obrigado a usá-lo pelas regras ditadas pelo criador do objeto

Física: as operações sobre os objetos não provocam efeitos colaterais

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Conceito

Padrões de Projeto

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Tipos de variáveis e tipos de dados

O tipo de uma variável especifica dois conjuntos: um conjunto de valores um conjunto de operações

Pode-se considerar o tipo de uma variável um tipo abstrato de dados no sentido de que pode-se estudar as qualidades do tipo sem levar em conta a realidade de sua representaçãoNão é necessário saber como é a representação computacional de um tipo inteiro ou real para poder raciocinar sobre ele

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Tipos e Abstrações

No projeto de programas orientados a objeto as primeiras considerações do programador consistem em desenvolver uma coleção adequada de abstrações para

tratar do problema definir tipos abstratos de dados para

representar estas abstrações

A definição de um tipo abstrato de dados requer as especificações de um conjunto de valores e de um conjunto de operações sobre esses valores

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Abstrações e a Orientação a Objeto

Só com o advento da Orientação a Objeto é que surgiram linguagens de programação que forneceram as ferramentas que permitiram declarar de maneira adequada os tipos abstratos de dados

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Padrões de projeto

Hierarquia de Classes e convenções

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Hierarquia de Classes do Framework Java de Bruno Preiss

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Padrões de Projeto

Hierarquia de ClassesObjetos Java e a interface ComparableObjetos abstratos comparáveisEnvoltória dos tipos primitivosContainersContainers abstratosVisitantesO método toString da classe AbstractContainerEnumeraçõesContainers de Busca (Searchable Containers)Associações

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Conceito

Padrões de Projeto

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Tipos de variáveis e tipos de dados

O tipo de uma variável especifica dois conjuntos: um conjunto de valores um conjunto de operações

Pode-se considerar o tipo de uma variável um tipo abstrato de dados no sentido de que pode-se estudar as qualidades do tipo sem levar em conta a realidade de sua representaçãoNão é necessário saber como é a representação computacional de um tipo inteiro ou real para poder raciocinar sobre ele

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Tipos e Abstrações

No projeto de programas orientados a objeto as primeiras considerações do programador consistem em desenvolver uma coleção adequada de abstrações para

tratar do problema definir tipos abstratos de dados para

representar estas abstrações

A definição de um tipo abstrato de dados requer as especificações de um conjunto de valores e de um conjunto de operações sobre esses valores

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Abstrações e a Orientação a Objeto

Só com o advento da Orientação a Objeto é que surgiram linguagens de programação que forneceram as ferramentas que permitiram declarar de maneira adequada os tipos abstratos de dados

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Hierarquia de Classes do Framework C++ de Bruno Preiss

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Padrões de Projeto

Hierarquia de ClassesObjetosA classe Singleton NullObjectObject Wrappers para os tipos embutidosContainesVisitorsIteratorsA classe NullIteratorConteúdo Direto e IndiretoAssociaçõesContainers de Busca (Searchable Containers)

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Conceito de Framework

Application Framework

Application Framework de Bruno Preiss

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Conceitos de Framework (1)

No desenvolvimento de software, um Framework é uma estrutura de suporte bem definida na qual um projeto do software pode ser baseado e desenvolvido.Um Framework pode incluir programas de apoio, bibliotecas de código, linguagens de script e outros softwares para ajudar a desenvolver e juntar diferentes componentes do seu projeto

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Uma estrutura lógica para a classificação e organização de informação complexa

A estrutura técnica e formato sistemático que suporta os conceitos de metadados, conteúdo e vocabulário controlado

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Uma estrutura extensível para a descrição de um conjunto de conceitos, métodos, tecnologias e mudanças culturais necessárias para o projeto completo de um produto e processo de manufatura

Um conjunto de classes cooperativas que constitui um projeto re-usável para uma aplicação específica

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Uma coleção de classes que fornece um conjunto de serviços para um domínio particular

Um conjunto de classes inter relacionado e re-usável que forma a base de uma aplicação

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Application Framework (1)

Conjunto de bibliotecas (coleções de sub programas utilizadas para o desenvolvimento de “software”) ou classes (coleções de tipos encapsulados de variáveis e tipos de métodos) usadas para implementar a estrutura padrão de uma aplicação para um dado sistema operacional

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A vantagem de seu emprego é o agrupamento de grande quantidade de código re-usável o que economiza o esforço de reescrever código padrão a cada nova aplicação. Os application frameworks apresentaram grande popularidade com o advento das interfaces gráficas para o usuário (GUI)

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A implementação dos application frameworks é feita por programação orientada a objeto e assim o código específico de cada aplicação pode utilizar a herança das classes existentes no application framework.

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Application Frameworks Disponíveis

Microsoft Microsoft Foundation Classes (MFC) de 1992

inspirado no Think Class Library (TCL) do Macintosh

Borland Object Windows Library (OWL) que deu lugar a Visual

Component Library (VCL)

Java Abstract Window Toolkit (AWT) para GUI 1995 Java Foundation Classes (JFC) 1997 Incorporação às JFC da interface Swing inspirada na

Internet Foundation Classes, da Netscape 1998

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Application Framework de Bruno Preiss (1)

Criar Projetos com a seguinte composição:

1. Um diretório (ou “package”) com estruturas dos fundamentos da hierarquia de classes e padrões de projeto

2. Um diretório (ou “package”) com as estruturas de dados a utilizar (pilha, fila, lista, árvore, grafo, etc.)

3. Um diretório com a definição dos dados a serem processados

4. Um diretório com a aplicação ou programa principal

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O diretório das estruturas dos fundamentos é único e reaproveitado sempreOs diretórios das estruturas de dados são um para cada estrutura de dados escolhida (podem ocorrer a implementação por “arrays” e a implementação por listas encadeadas)

Para cada novo problema ou aplicação basta fazer a definição dos dados e o programa principal pois todo o resto já está pronto

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Os sítios de Bruno Preiss para C++e Java, aonde estão disponíveis os fontes, são, respectivamentehttp://www.pads.uwaterloo.ca/Bruno.Preiss/books/opus4/programs/ http://www.pads.uwaterloo.ca/Bruno.Preiss/books/opus5/programs/

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Fontes Java de Bruno Preiss

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Fontes C++ de Bruno Preiss

Projetos

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Projetos

Conceito de Projeto

Projetos em Delphi

Projetos em Dev C++

Projetos em JCreator

Projetos em Visual C++

Projetos em VB

Projetos em JBuilder

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Conceito de Projeto

Em ambientes de desenvolvimento de programas chama-se de projeto a um conjunto de arquivos e recursos que é utilizado para implementar uma aplicação

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Projetos em Delphi

Todo o desenvolvimento de aplicações é feito em torno de projetos. Ao se criar uma aplicação Delphi está sendo criado um projeto. Um projeto é uma coleção de arquivos que constitui uma aplicação. Alguns destes arquivos são criados ao tempo de desenvolvimento enquanto outros são gerados automaticamente quando da compilação do código fonte Arquivos de projeto tem a extensão dpr. Contém diretrizes para a construção de uma aplicação ou

objeto compartilhado

Quando se compila um projeto não interessa aonde residem os arquivos que compõe o projeto

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Projetos em Dev C++

Um projeto pode ser considerado como um container que é usado para armazenar todos os elementos necessários para a compilação de um programa

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Projetos em JCreator

Antes da criação do primeiro arquivo Java deve-se criar um projeto que será associado ao arquivo de programa JavaNo JCreator, os projetos são criados em Workspaces. Quando se cria um workspace, é criada uma pasta para o armazenamento do novo projeto. Um workspace pode conter diversos projetos Os projetos precisam ter o mesmo nome que o arquivo do programa

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Projetos em Visual C++

Arquivos criados para um programa C++ são organizados dentro de um Projeto C++ contido em um workspaceAplicações são desenvolvidas em um WorkspaceInicia-se a montagem de aplicações ou criando simultaneamente um projeto e um workspace ou criando um workspace e depois adicionando a ele projeto(s)O desenvolvimento Microsoft eMbedded C++ é caracterizado hierarquicamente por workspace, projetos, e subprojetos Um workspace é um container para o desenvolvimento de projetosQuando se cria nova plataforma cria-se simultaneamente um workspace

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Projetos em VB

Um projeto é um grupo de arquivos relacionados, usualmente todos os arquivos necessários para o desenvolvimento de um componente de softwareArquivos podem ser agrupados em um projeto para a criação de subprojetosOs projetos podem ser definidos de qualquer maneira que faça sentido para o usuário

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Projetos em JBuilder

Qualquer trabalho em JBuilder é feito dentro de um projetoUm projeto JBuilder é uma estrutura organizacional que contém todos os arquivos necessários para executar a unidade de trabalho definida, incluindo os diretórios nos quais estão os arquivos e todos os caminhos, definições e recursos necessáriosO usuário é quem decide o que incluir no projeto, que é uma entidade lógica e não físicaOs arquivos de um projeto podem estar em quaisquer pastas

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