PALESTRA Nº 13. Compatibilidade de tipos de objetos

1. Encapsulamento

A combinação de código e dados em um objeto é chamada de encapsulamento. Em princípio, é possível fornecer métodos suficientes para que o usuário de um objeto nunca acesse diretamente os campos do objeto. Algumas outras linguagens orientadas a objetos, como Smalltalk, requerem encapsulamento obrigatório, mas o Borland Pascal tem uma escolha.

Por exemplo, os objetos TEmployee e THourly são escritos de tal forma que não há absolutamente nenhuma necessidade de acessar diretamente seus campos de dados internos:

tipo

end;

Existem apenas quatro campos de dados aqui: Nome, Título, Taxa e Tempo. Os métodos GetName e GetTitle exibem o sobrenome e a posição do trabalhador, respectivamente. O método GetPayAmount usa Rate, e no caso de um trabalho THourly e Time para calcular o valor dos pagamentos ao trabalho. Não há mais necessidade de se referir diretamente a esses campos de dados.

Assumindo a existência de uma instância AnHourly do tipo THourly, poderíamos usar um conjunto de métodos para manipular campos de dados AnHourly como este:

com um fazer de hora em hora

end;

Deve-se notar que o acesso aos campos de um objeto é realizado apenas com a ajuda de métodos desse objeto.

2. Objetos em expansão

Infelizmente, o Pascal padrão não oferece nenhum recurso para criar procedimentos flexíveis que permitem trabalhar com tipos de dados completamente diferentes. A programação orientada a objetos resolve esse problema com herança: se um tipo derivado for definido, os métodos do tipo pai serão herdados, mas poderão ser substituídos, se desejado. Para substituir um método herdado, simplesmente declare um novo método com o mesmo nome do método herdado, mas com um corpo diferente e (se necessário) um conjunto de parâmetros diferente.

Vamos definir um tipo filho de TEmployee que representa um funcionário que recebe uma taxa horária no exemplo a seguir:

const

end;

Uma pessoa que recebe uma taxa horária é um trabalhador: ele tem tudo o que é usado para definir o objeto TEmployee (nome, cargo, taxa), e apenas a quantidade de dinheiro recebida pelo horista depende de quantas horas ele trabalhou durante o prazo a pagar. Assim, Thourly também requer um campo Time.

Como o THourly define um novo campo Time, sua inicialização requer um novo método Init que inicializa os campos time e herdados. Em vez de atribuir valores diretamente aos campos herdados, como Nome, Título e Taxa, por que não reutilizar o método de inicialização do objeto TEmployee (ilustrado pela primeira instrução THourly Init).

Chamar um método que está sendo substituído não é o melhor estilo. Em geral, é possível que TEmployee.Init execute uma inicialização importante, mas oculta.

Ao chamar um método substituído, você deve ter certeza de que o tipo de objeto derivado inclui a funcionalidade do pai. Além disso, qualquer alteração no método pai afeta automaticamente todos os métodos filho.

Após chamar TEmployee.Init, THourly.Init pode então realizar sua própria inicialização, que neste caso consiste apenas em atribuir o valor passado em ATime.

Outro exemplo de um método substituído é a função THourly.GetPayAmount, que calcula o valor do pagamento para um funcionário horista. Na verdade, cada tipo de objeto TEmployee tem seu próprio método GetPayAmount, já que o tipo de trabalhador depende de como o cálculo é feito. O método THourly.GetPayAmount deve levar em consideração quantas horas o funcionário trabalhou, se houve horas extras, qual foi o fator de aumento para horas extras, etc.

Método TSsalariado. GetPayAmount deve apenas dividir a taxa do funcionário pelo número de pagamentos em cada ano (no nosso exemplo).

trabalhadores da unidade;

.

TEmployee é o topo da nossa hierarquia de objetos e contém o primeiro método GetPayAmount.

função TEmployee.GetPayAmount : Real;

end;

Pode ser uma surpresa que o método dê um erro em tempo de execução. Se Employee.GetPayAmount for chamado, ocorrerá um erro no programa. Por quê? Porque TEmployee é o topo da nossa hierarquia de objetos e não define um trabalhador real; portanto, nenhum dos métodos TEmployee é chamado de uma maneira específica, embora possam ser herdados. Todos os nossos funcionários são horistas, assalariados ou por peça. Um erro em tempo de execução encerra a execução do programa e gera 211, que corresponde a uma mensagem de erro associada a uma chamada de método abstrato (se o programa chamar TEmployee.GetPayAmount por engano).

Abaixo está o método THourly.GetPayAmount, que leva em consideração coisas como pagamento de horas extras, horas trabalhadas etc.

função THourly.GetPayAMount : Real;

end;

Se você observar o método TCommissioned.GetPayAmount, verá que ele chama TSalaried.GetPayAmount, calcula a comissão e a adiciona ao valor retornado pelo método TSalaried. GetPayAmount.

função TСommissioned.GetPayAmount : Real;

end;

Observação importante: Embora os métodos possam ser substituídos, os campos de dados não podem ser substituídos. Depois que um campo de dados é definido em uma hierarquia de objetos, nenhum tipo filho pode definir um campo de dados com exatamente o mesmo nome.

3. Compatibilidade de tipos de objetos

A herança modifica as regras de compatibilidade de tipo do Borland Pascal até certo ponto. Entre outras coisas, um tipo derivado herda a compatibilidade de tipo de todos os seus tipos pai.

Essa compatibilidade de tipo estendida assume três formas:

1) entre implementações de objetos;

2) entre ponteiros para implementações de objetos;

3) entre parâmetros formais e reais.

No entanto, é muito importante lembrar que em todas as três formas, a compatibilidade de tipo só se estende do filho ao pai. Em outras palavras, os tipos filho podem ser usados ​​livremente no lugar dos tipos pai, mas não vice-versa.

Por exemplo, TSalaried é filho de TEmployee e TSosh-missioned é filho de TSalaried. Com isso em mente, considere as seguintes descrições:

modelo

TCommissionedPtr := AComissionado;

Nota

Um objeto pai pode receber uma instância de qualquer um de seus tipos derivados. Atribuições de volta não são permitidas.

Esse conceito é novo para o Pascal e, a princípio, pode ser difícil lembrar qual é a compatibilidade do tipo de pedido. Você precisa pensar assim: a fonte deve ser capaz de preencher completamente o receptor. Os tipos derivados contêm tudo o que seus tipos pai contêm devido à propriedade de herança. Portanto, o tipo derivado é exatamente do mesmo tamanho ou (o que ocorre com mais frequência) é maior que seu pai, mas nunca menor. Atribuir um objeto pai (pai) a um filho (filho) pode deixar alguns campos do objeto filho indefinidos, o que é perigoso e, portanto, ilegal.

Nas instruções de atribuição, apenas os campos comuns a ambos os tipos serão copiados da origem para o destino. No operador de atribuição:

AnFuncionário:= AComissionado;

Somente os campos Nome, Título e Taxa de ACommissioned serão copiados para AnEmployee, pois esses são os únicos campos comuns a TCommissioned e TEmployee. A compatibilidade de tipos também funciona entre ponteiros para tipos de objetos e segue as mesmas regras gerais das implementações de objetos. Um ponteiro para um filho pode ser atribuído a um ponteiro para o pai. Dadas as definições anteriores, as seguintes atribuições de ponteiro são válidas:

TSalariedPtr:= TCommissionedPtr;

TEmployeePtr:= PComissionedPtr;

Lembre-se que atribuições inversas não são permitidas!

Um parâmetro formal (um valor ou um parâmetro de variável) de um determinado tipo de objeto pode ter como parâmetro real um objeto de seu próprio tipo ou objetos de todos os tipos filho. Se você definir um cabeçalho de procedimento como este:

procedimento CalcFedTax(Vítima: TSalaried);

então os tipos de parâmetros reais podem ser TSalaried ou TCommissioned, mas não TEmployee. A vítima também pode ser um parâmetro variável. Nesse caso, as mesmas regras de compatibilidade são seguidas.

Nota

Há uma diferença fundamental entre os parâmetros de valor e os parâmetros de variável. Um parâmetro de valor é um ponteiro para o objeto real passado como parâmetro, enquanto um parâmetro variável é apenas uma cópia do parâmetro real. Além disso, essa cópia inclui apenas os campos incluídos no tipo do parâmetro de valor formal. Isso significa que o parâmetro real é literalmente convertido para o tipo do parâmetro formal. Um parâmetro variável é mais como uma conversão para um padrão, no sentido de que o parâmetro real permanece inalterado.

Da mesma forma, se o parâmetro formal for um ponteiro para um tipo de objeto, o parâmetro real pode ser um ponteiro para esse tipo de objeto ou para qualquer tipo filho. Seja dado o título do procedimento:

procedimento Worker.Add(AWorker: PSalared);

Os tipos de parâmetros reais válidos seriam então PSalaried ou PCommissioned, mas não PEmployee.

Autor: Tsvetkova A.V.

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