Java ☕

• Compilador: Transforma o código fonte em código executável

• A linguagem C foi importante para criar códigos que rodam em múltiplas plataformas.

• C++: O ++ se refere a orientação a objetos

• Tipos de linguagens:

  • Compiladas
  • Interpretadas
  • Híbridas

Funcionamento do Java

• O Java é compilado pelo JavaC (compilador do Java), gera um bytecode que irá poder rodar em qualquer plataforma que tenha JVM (Java Virtual Machine) e rodará em qualquer plataforma.

  • Isso tudo se chama WORA - Write Once Run Anywhere

  • JRE - Java Runtime Environment (Ambiente de Tempo de Execução Java)

    • JVM
      • Loader / Verificador
      • Interpretador / Gerenciador
      • Compilador JIT - Just In Time (Compilador em tempo real)
    • Bibliotecas

  • JDK - Java Development Kit

    • JRE
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      • JavaC
      • Debugger
      • API’ss

  • Obs: Edições do JDK

    • SE - Standard Edition
      • Quando quer utilizar aplicativos em janelas
    • EE - Enterprise Edition
      • Aplicações como muitos recursos para grandes empresas
    • ME - Micro Edition
      • Aplicação para dispositivos portáteis

Camel Case

• Primeira letra maiúscula:
  • MinhaClasse - Classe / Interface
• Primeira letra minúscula o restante maiúscula pode ser:
  • meuAtributo
  • minhaVariável
  • meuMétodo
• Todas as letras minúsculas:
  • meu_pacote
• Todas as letras maiúsculas:
  • CONSTANTES

Outras Convenções

• Camel Case: lastName

  • pacotes
  • atributos
  • métodos
  • variáveis e parâmetros

• Pascal Case: ProductsService

  • classes

Tipos Primitivos

• Restrições para nomes de variáveis

  • Não pode começar com dígito: usar letra ou _
  • Não usar acentos ou til
  • Não pode ter espaço em branco
  • Obs: Usar nomes que tenham significado

• Marcadores para utilizar com o printf

  • %f = ponto flutuante
  • %d = inteiro
  • %s = texto
  • \n | %n = quebra de linha

Principai funções matemáticas

• A = Math.sqrt(x);
  • variável A recebe raiz quadrada de x
• A = Math.pow(x, y);
  • Variável A recebe o resultado de x elevado a y
• A = Math.abs(x);
  • Variável A recebe o valor absoluto de x (valor sem o negativo)

Expressão condicional ternária

• (condição)? valor_se_verdadeiro : valor_se_falso

Operadores Bitwise

• & - Operação E bit a bit
• | - Operação OU bit a bit
• ^ - Operação OU-Exclusivo bit a bit

Classe

• É uma estrutura que abstrai um conjunto de objetos com características similares. Além disso, uma classe define o comportamento de seus objetos através de métodos e os estados possíveis através de atributos

• É um tipo estruturado que pode conter (membros):

  • Atributos (dados/campos)
  • Métodos (funções/operações)

• A classe também pode prover muitos outros recursos, tais como:

  • Construtores
  • Sobrecarga
  • Encapsulamento
  • Herança
  • Polimorfismo

• Exemplos:

  • Entidades: Produto, Cliente, Triângulo
  • Serviços: ProdutoService, ClienteService, EmailService, StorageService
  • Controladores: ProdutoController, ClienteController
  • Utilitários: Calculadora, Compactador
  • Outros (views, repositórios, gerenciadores, etc.)

• Obs: Toda classe Java é uma subclasse da classe Object

• Obs: Não é possível chamar um método que não seja estático dento de um método que já é estático

• Método estático: Não precisa de instância para ser utilizado

• Object possui os seguintes métodos:

  • getClass - retorna o tipo do objeto
  • equals - compara se um objeto é igual ao outro
  • toString - converte o objeto para string

Classes | Objetos | Atributos

• Clase: é a definição do tipo
• Objetos: São instâncias da classe

Construtor

• É executado no momento da instanciação do objeto
• Casos de uso:
  • Iniciar valores dos atributos
  • Permitir ou obrigar que o objeto receba dados / dependências no memento da instanciação (injeção de dependência)
• Obs: É possível iniciar mais de um construtor na mesma classe (sobrecarga)

This

• Serve para se referenciar a um atibuto do objeto

Sobrecarga

• É um recurso que uma classe possui de oferecer mais de uma operação/método com o mesmo nome, porém com diferentes listas de parâmetros

Encapsulamento

• Serve para controlar o acesso aos atributos e métodos de uma classe, expondo apenal operaçãoes segura e que mantenham o objeto em um estado consistente
• Obs: um objeto não deve expor nenhum atributo (modificador de acesso private). Deve utilizar get e set
  • Referência: https://en.wikipedia.org/wiki/JavaBeans

Modificadores de acesso

• Private
  • O membro só pode ser acessado na própria classe
• (nada)
  • O membro só pode ser acessado nas classes do mesmo pacote
• Protected
  • O membro só óde ser acessado no mesmo pacote, bem como em subclasses de pacotes diferentes
• public: O membro é acessado por todas classes(ao menos que ele resida em um módulo diferente que não exporte o pacote onde ele está)

Memória

Classes são tipos referência

• Variáveis cujo tipo são classes não devem ser entendidas como caixa, mas sim "tentáculos"(ponteiros) para caixas
• Stack - Área de memória que aloca as variáveis declaradas
• Heap - Área da memória em que são alocados os objetos em tempo de execução (alocação dinâmica de memória)
• Se p2 = p1 e ambas são variáveis do tipo classe, as duas vão apontar para o mesmo endereço de memória.

Tipos Primitivos são tipos valor

• Em Java, tipos primitivos são tipos valor. Tipos valor são caixas e não ponteiros
• Se X = Y então X recebe uma cópia do valor de Y

Valores padrão

• quando alocar (new) qualquer tipo estruturado (classe ou array), são atribuídos valores padão aos seus elementos
  • números: 0
  • boolean: false
  • char: caractere código -
  • objeto: null

Garbage collector

• É um processo que automatiza o gerenciamnto de memória de um programa em execução
• O garbage collector monitora os objetos alocados dinamicamente pelo programa (no heap), desalocando aqueles que não estão mais sendo utilizados.

Tópicos importantes sobre alocação de memória

• Objetos alocados dinamicamente, quando não possuem mais referências para eles, serão desalocados pelo garbage collector
• Variáveis locais são desalocadas imediatamente assim que seu escopo local sai de execução

Vetores

• Em programação, "vetor" é o nome dado a arranjos unidimensionais
• Arranjo (array) é uma estrutura de dados
  • Homogênea (dados do mesmo tipo)
  • Ordenada (elementos acessados por meio de posições)
  • Alocada de uma vez só, em um bloco contínuo de memória
• Vantagens
  • Acesso imediato aos elementos pela posição
• Desvantagens
  • Tamanho fixo
  • Dificuldade para se realizar inserções e deleções

Boxing, unboxing e wrapper classes

• Boxing: Conversão de um objeto tipo valor para um objeto tipo referência compatível (Encaixotamento da variável)
• Unboxing: É o preocesso de conversão de um objeto tipo referência para um objeto tipo valor compatível
• Wrapper classes
  • São classes equivalentes aos tipos primitivos
  • Boxing e unboxing é natural na linguagem (não precisa de casting)
  • Uso comum: campos de entidades em sistemas de informação (IMPORTANTE)
    • Tipos refêrencia (classes) aceitam valor null e usufruem dos recursos OO

for each

• Sintaxe opcional e simplificada para percorrer coleções
• for (TIPO APELIDO : COLEÇÃO){ COMANDO}

Listas

• Lista é uma estrutura de dados:

  • Homogênea (dados do mesmo tipo)
  • Ordenada (elementos acessados por meio de posições)
  • Inicia vazia, e seus elementos são alocados so demanda
  • Cada elemento ocupa um "nó" (ou nodo) da lista
  • Obs: cada nodo tem um ponteiro para o próximo nodo
  • Obs: 2 A lista só aceita declaração utilizando wrapper class

• Tipo (interface): List

• Classe que implementam: ArrayList, LinkedList, etc

• Vantagens

  • Tamanho variável
  • Facilidade para se realizar inserções e deleções

• Desvantagens

  • Acesso sequencial aos elementos* (depende de como a lista é implementada)

• Principais parâmetros

  • Tamanho da lista: size()
  • Inserir elemento na lista: add(obj), add(int(posicao), obj);
  • Remover elementos da lista: remove(obj), remove(int(posicao)), removeIf(Predicate)
  • Encontrar posição do elemento: indexOf(obj), lastIndexOf(obj)
  • Filtrar lista com base em predicado

    List<String> result = list.stream().filter(x -> x.charAt(0) == 'A').collect(Collectors.toList());
  

  • Encontrar primeira ocorrência com base em predicado

    String name = list.stream().filter(x -> x.charAt(0) == 'J').findFirst().orElse(null);
  

Matrizes

• Em programaçã, "matriz" é o nome dado a arranjos bidimensionais
  • Obs: "vetor de vetores"
• Arranjo (array) é uma estrutura de dados
  • Homogênea (dados do mesmo tipo)
  • Ordenada (elementos acessados por meio de poisições)
  • Alocada de uma vez só, em um bloco contínuo de memória
• Vantagens
  • Acesso imediato aos elementos pela sua posição
• Desvantagens
  • Tamanho fixo
  • Dificuldade para se realizar inserções e deleções

Enumerações

• É um tipo especial que serve para especificar de forma literal um conjunto de constantes que estão relacionadas
• Palavra chave em Java: enum
• Vatagem: melhor semântica, código mais legível e auxiliado pelo compilador

Composição

• É um tipo de associação que permite que um objeto contenha outro
• Relação "tem-um" ou "tem-vários"
• Vantagens
  • Organização: divisão de responsabilidades
  • Coesão
  • Flexibilidade
  • Reuso
• Obs: O símbolo UML para composição (todo-parte) é o diamante preto

Herança

• É um tipo de associação que permite uma classe herdar todos os dados e comportamentos de outra classe.
• Vantagens:
  • Reuso
  • Polimorfismo
• Sintaxe:
  • class A extends B

Upcasting

• Casting da subclasse para superclasse
• Uso comum: polimorfismo

Downcasting

• Casting da superclasse para subclasse
• Palavra instanceof
• Uso comum: métodos que recebem parâmetros genéricos (ex: Equals)

Sobreposição ou sobrescrita

• É a implementação de um método de uma superclasse na subclasse
• É fortemente recomendável usar a anotação @Override em um método sobrescrito
  • Facilita a leitura e compreensão do código
  • Serve para avisar o compilador (boa prática)

final

• Classse: evita que a classe seja herdada
• Método: evita que o método seja sobreposto
• Por quê usar ?
  • Segurança: Dendendo das regaras do negócio, às vezes é desejável garantir que uma classe não seja herdada
    • O final costuma ser aplicado em métodos sobrepostos, pois múltiplas sobreposições podem ser uma porta de entrada para inconsistências
  • Performace: atributos de tipo de uma classe final são analisados de forma mais rápida em tempo de execução
    • Exemplo: String

Polismorfismo

• Comportamentos diferentes determinados em tempo execução

• Definição formal: Em Programação Orientada a Objetos, polimorfismo é recurso que permite que variáveis de um mesmo tipo mais genérico possam apontar para objetos de tipos específicos diferentes, tendo assim comportamentos diferentes conforme cada tipo específico.

• Importante

  • A associação do tipo específico com o tipo genérico é feita em tempo de execução (upcasting)
  • O compilador não sabe para qual tipo específico a chamada do método Withdraw está sendo feita (ele só sabe que são duas variáveis tipo Account)

• É um princípio no qual duas ou mais classes derivadas podem invocar um método da superclasse que tenham a mesma assinatura mas comportamentos distintos, especializados para cada classe derivada. Desse modo, a sobrescrita ou sobreposição é um conceioto de polimorfismo

Classes abstratas

• São classes que não podem ser instanciadas
• É uma forma de garantir herança total: somente subclasses não abstratas pode ser instanciadas, mas nunca a superclasse abstrata
• Obs: A notação de uma classe abstrata em UML é o nome da classe em itálico

Métodos abstratos

• São métodos que não possuem implementação
• Métodos precisam ser abstratos quando a classe é genérica demais para conter sua implementação
• Se uma classe possuir pelo meno um método abstrat, então esta classe também é abstrata
• Notação UML: itálico

Execeções

• Uma exceção é qualquer condição de erro ou comportamento inesperado encontrado por um programa em execução

• Em Java, uma exceção é um objeto herdado da classe:

  • java.lang.Exception - o compilador obriga a tratar ou propagar
  • java.lang.RuntimeException - o compilador não obriga a tratar ou propagar

• Por que usar exceções?

• O modelo de tratamento de exceções permite que erros sejam tratados de forma consistente e flexível, usando boas práticas

• Vantagens:

  • Delega a lógica do erro para a classe responsável por conhecer as regras que podem ocasionar o erro
  • Trata de forma organizada (inclusive hierárquica) exceções de tipos diferentes
  • A exceção pode carregar dados quaisquer

Estrutura try-catch

• Bloco try
  • Contém o código que representa a execução normal do trecho de código que pode acarretar em uma exceção
• Boloco catch
  • Contém o código a ser executado caso uma exceção ocorra

Stack Trace

• É uma pilha de chamada de métodos
• Quando ocorre uma exceção o stack trace vai rastrear todas as chamadas dos seus métos até chegar onde occoreu a execeção

finnally

• É um bloco que contém código a ser executado independente de ter ocorrido ou não uma exceção
• Exemplo clássico: fechar um arquivo, conexão de banco de dados, ou outro recurso específico ao final do processamento

Bloco try-with-resources

• É um bloco try que declara um ou mais recursos, e garante que esses recursos serão fechados ao final do bloco
  • Diponível a partir do Java 7

Organização do programa por pacotes

RuntimeException e Exception

• Exception: O compilador obriga a tratar a exceção
• RuntimeException: O compilador não obriga a tratar

Trabalhando com Arquivos

• File: Representação abstrata de um arquivo e seu caminho
• Scanner: Leitor de texto
• IOException herda de (Exception)

Leitura

• FileReader (stream de leitura de caractereres a partir de arquivos)
  • Obs: stream em programação significa sequência ou fluxo
• BufferedReader É instanciado a partir do FileReader e implementa algumas otimizações utilizando o buffer de memória

String path = "c:\\temp\\in.txt";

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(path))) {

  String line = br.readLine();

  while (line != null) {
    System.out.println(line);
    line = br.readLine();
  }
} 
catch (IOException e) {
  System.out.println("Error: " + e.getMessage());
}

Escrita

• FileWriter (stream de escrita de caracteres em arquivos)
  • Cria/recria o arquivo: new FileWriter(path)
  • Acrescenta ao arquivo existente: new FileWriter(path, true)
• BufferedWriter (mais rápido)

String[] lines = new String[] {"Bom dia", "Boa tarde", "Boa noite"};
		
String path = "c:\\temp\\out.txt";

try(BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(path, true))){
  for(String line : lines) {
    bw.write(line);
    bw.newLine();
  }
}
catch (IOException e) {
  e.printStackTrace();
}

Interface

• Interface é um tipo em Java que define um conjunto de operações que uma classe deve implementar
• A interface estabelece um contrato que a classe deve cumprir

interface Forma{
  double are();
  double perimetro();
}

• Por quê interfaces?
  • Para criar ssistemas com baixo acoplamento e flexíveis

Inversão de controle

• Padrão de desenvolvimento que consiste em retirar da classe a responsabilidade de instanciar suas dependências

Injeção de dependência

• É uma forma de realizar a inversão de controle: um componente externo instancia a depenência, que é então injetada no objeto "pai". Pode ser implementada de várias formas:
  • Construtor
  • Classe de instanciação (builder / factor)
  • Container / framework

Herança x Interface

• Semelhanças

  • Relação é-um
  • Generalização/especialização
  • Polimorfismo

• Diferença

  • Herança - Reuso
  • Interface - Contrato a ser cumprido

Default methods (defender methods)

• A partir do Java 8, interfaces podem conter métodos concretos

• A intenção básica é prover implementação padrão para métodos, de modo a evitar:

  • Repetição de implementação em toda classe que implemente a interface
  • A necessidade de se criar classes abstratas para prover reuso da implementação

• Outras vantagens:

  • Manter a retrocompatibilidade com sistemas existentes
  • Permitir que "interfaces funcionais" (que devem conter apenas um método) possam prover outras operações padrão reutilizáveis

Generics

• Generics permitem que classes, interfaces e métodos possam serm parametrizados por tipo. Seus benefícios são:
  • Reuso
  • Type safety
  • Performace