Entendendo Herança

Você irá aprender

O que é Herança.
Porque usar Herança.
Como usar Herança.

Pré-requisitos

O que é POO

Reusando Com

Nesta e na próxima aula trabalharemos com um dos pilares de POO mais importantes que tem. O nome dele é a Herança, onde criamos classes (classe filha) que compartilha dados e métodos herdados de outra classe (classe pai). O objetivo desse princípio é para a generalização de código onde existem muitos componentes com lógicas parecidas/iguais que podem ser abstraídos para uma classe separada.

Como usar Herança

Primeiramente voltaremos para a nossa classe Veículo. Suponhamos que queremos criar uma classe Sedan para separar lógica com carros de outros tipos. Obviamente um Sedan ainda é um carro, então podemos usar a Herança para importar essa lógica da classe Veículo e adicionar em cima da nossa nova classe Sedan.

Observe a sintaxe de como usamos herança:

C++

class Sedan : public Veiculo {
    
};

Basicamente, nós criamos a classe e logo após colocar o nome da classe, colocamos dois pontos ":" seguido de um especificador de acesso (opcional) e por fim a classe de onde a nossa nova classe será herdada.

Note que esse especificador de acesso que colocamos, indica qual será a visibilidade dos atributos da classe na qual está sendo herdada. Ou seja, se herdamos de uma classe de forma pública como no exemplo acima.

Membros públicos herdados podem ser acessados.
Membros privados herdados não podem ser acessados.

Se colocarmos a herança como privada, então todos os atributos ficaram como privado.

Java

class Sedan extends Veiculo {

}

Em java é mais simples, basta usar a palavra "extends" seguido do nome da classe que queremos herdar. As regras de acesso de escopo são as mesmas de uma herança pública de C++.

Acessando o construtor e base da classe filha

Agora que criamos a nossa classe, precisamos iniciar os nossos dados e iniciar o nosso construtor. Em Java, quando criamos uma classe que herda de outra, precisamos chamar o construtor da classe base, usando a palavra super.

Em c++, nós temos uma sintaxe específica para replicar esse comportamento.

class Veiculo {
  
  public: 
   
    std::string placa;
    std::string cor;
    float peso_em_kg;
    int altura_em_cm;
    
    Veiculo(std::string placa, std::string cor, float peso_em_kg, int altura_em_cm) {
      this->placa = placa;
      this->cor = cor;
      this->peso_em_kg = peso_em_kg;
      this->altura_em_cm = altura_em_cm;
    }
    
    void acelerar() {
      std::cout << "Vrrmmmmmm!!\n";
    }
}; 

class Sedan : public Veiculo {
    public: 
        Sedan(std::string placa, std::string cor, float peso_em_kg, int altura_em_cm) : Veiculo(placa, cor, peso_em_kg, altura_em_cm) {
           
        }
};

class Veiculo {

    public String placa;
    public String cor;
    public double peso_em_kg;
    public int altura_em_cm;
   
    public Veiculo(String placa, String cor, double peso_em_kg, int altura_em_cm) {
      this.placa = placa;
      this.cor = cor;
      this.peso_em_kg = peso_em_kg;
      this.altura_em_cm = altura_em_cm;
    }
    
    void acelerar() {
      System.out.println("Vrrmmmmmm!!\n"); 
    }
}
  
class Sedan extends Veiculo {
    public Sedan(String placa, String cor, double peso_em_kg, int altura_em_cm) {
        super(placa, cor, peso_em_kg, altura_em_cm);
    }
}

Em ambas situações, nós estamos criando um construtor na classe filho Sedan que fará como primeira ação, chamar o construtor da classe pai Veiculo. Podemos comprovar esse comportamento, colocando uma instrução de print nos construtores.

#include<string> 
#include<iostream>

class Veiculo {
  
  public:
   
    std::string placa;
    std::string cor;
    float peso_em_kg;
    int altura_em_cm;
    
    Veiculo(std::string placa, std::string cor, float peso_em_kg, int altura_em_cm) {
      this->placa = placa;
      this->cor = cor;
      this->peso_em_kg = peso_em_kg;
      this->altura_em_cm = altura_em_cm;
      std::cout << "Veiculo iniciado!\n";
    }
    
    void acelerar() {
      std::cout << "Vrrmmmmmm!!\n";
    }
}; 

class Sedan : public Veiculo {
    public: 
        Sedan(std::string placa, std::string cor, float peso_em_kg, int altura_em_cm) : Veiculo(placa, cor, peso_em_kg, altura_em_cm) {
           std::cout << "Sedan iniciado!\n"; 
        }
};

int main(void) {
    Sedan v = Sedan("HDX-3821", "Amarelo", 1554.3, 165);
    v.acelerar();
    v.peso_em_kg = 2033.5;
    std::cout << v.peso_em_kg << "\n";
    return 0;
}

class Veiculo {

    public String placa;
    public String cor;
    public double peso_em_kg;
    public int altura_em_cm;
   
    public Veiculo(String placa, String cor, double peso_em_kg, int altura_em_cm) {
      this.placa = placa;
      this.cor = cor;
      this.peso_em_kg = peso_em_kg;
      this.altura_em_cm = altura_em_cm;
      System.out.println("Veiculo iniciado!");
    }
    
    void acelerar() {
      System.out.println("Vrrmmmmmm!!"); 
    }
}
  
class Sedan extends Veiculo {

    public Sedan(String placa, String cor, double peso_em_kg, int altura_em_cm) {
        super(placa, cor, peso_em_kg, altura_em_cm);
        System.out.println("Sedan iniciado!");
    }
    
}

public class Main {

  public static void main(String[] args) {

      Sedan v = new Sedan("HDX-3821", "Amarelo", 1554.3, 165);
      v.acelerar();
      v.peso_em_kg = 2033.5;
      System.out.println(v.peso_em_kg);
  }
}

Esse será o resultado do nosso código quando rodamos ele:

Veiculo iniciado!
Sedan iniciado!
Vrrmmmmmm!!
2033.5

Perceba que primeiro, o código irá executar primeiro o construtor da classe base e depois irá executar o código da classe herdada.

Palavra chave "protected"

Até então mantemos um suspense a respeito do que a palavra "protected" faz e agora podemos explicar. Quando criamos uma variável privada na classe pai, nós não podemos acessar ela na classe filha, observe o exemplo abaixo.

#include<string> 
#include<iostream>

class Veiculo {
  
  private: 
   
    std::string placa;
    std::string cor;
    float peso_em_kg;
    int altura_em_cm;
    
    public: 
        Veiculo(std::string placa, std::string cor, float peso_em_kg, int altura_em_cm) {
          this->placa = placa;
          this->cor = cor;
          this->peso_em_kg = peso_em_kg;
          this->altura_em_cm = altura_em_cm;
          std::cout << "Veiculo iniciado!\n";
        }
        
        void acelerar() {
          std::cout << "Vrrmmmmmm!!\n";
        }
}; 

class Sedan : public Veiculo {
    public: 
        Sedan(std::string placa, std::string cor, float peso_em_kg, int altura_em_cm) : Veiculo(placa, cor, peso_em_kg, altura_em_cm) {
           std::cout << "Sedan iniciado!\n"; 
           this->placa = placa;
        }
};

int main(void) {
    Sedan v = Sedan("HDX-3821", "Amarelo", 1554.3, 165);
    v.acelerar();
    return 0;
}

class Veiculo {

    private String placa;
    private String cor;
    private double peso_em_kg;
    private int altura_em_cm;
   
    public Veiculo(String placa, String cor, double peso_em_kg, int altura_em_cm) {
      this.placa = placa;
      this.cor = cor;
      this.peso_em_kg = peso_em_kg;
      this.altura_em_cm = altura_em_cm;
    }
    
    void acelerar() {
      System.out.println("Vrrmmmmmm!!"); 
    }
}
  
class Sedan extends Veiculo {

    public Sedan(String placa, String cor, double peso_em_kg, int altura_em_cm) {
        super(placa, cor, peso_em_kg, altura_em_cm);
        this.placa = placa;
    }
    
}

  public class Main {
  
      public static void main(String[] args) {
          
          Sedan v = new Sedan("HDX-3821", "Amarelo", 1554.3, 165);
          v.acelerar();
      }
  }

Agora colocamos as variáveis do Veículo como privadas e estamos tentando acessar elas pelo construtor da classe Sedan. Esse comportamento irá gerar um erro, pois variáveis de escopo privado não são visíveis para classe filha.

C++

main.cpp: In constructor ‘Sedan::Sedan(std::string, std::string, float, int)’:
main.cpp:31:18: error: ‘std::string Veiculo::placa’ is private within this context
   31 |            this->placa = placa;
      |                  ^~~~~
main.cpp:8:17: note: declared private here
    8 |     std::string placa;
      |                 ^~~~~

Java

Main.java:24: error: placa has private access in Veiculo
        this.placa = placa;

Para consertar isso, precisamos colocar essas variáveis como protected permitindo assim o acesso delas na classe filha.

  protected: 
   
    std::string placa;
    std::string cor;
    float peso_em_kg;
    int altura_em_cm;

    protected String placa;
    protected String cor;
    protected double peso_em_kg;
    protected int altura_em_cm;

Armazenando instâncias de uma classe filha

Um comportamento que surgiu com a Herança é a capacidade de armazenar instâncias de uma classe filha em um Array de uma classe pai. Suponhamos que estamos trabalhando em uma loja de Carros e para isso precisamos de um array que represente os carros que estão disponíveis para comprar.

Uma coisa interessante é que podemos guardar instâncias da classe "Sedan" em um array de "Veiculo". O que não podemos fazer é guardar instâncias de uma classe pai na classe filha.

#include<string> 
#include<iostream>

class Veiculo {
  
  protected: 
   
    std::string placa;
    std::string cor;
    float peso_em_kg;
    int altura_em_cm;
    
    public: 

        Veiculo() { // Em c++ para criar um array de elementos, precisamos ter um construtor vazio
            
        }

        Veiculo(std::string placa, std::string cor, float peso_em_kg, int altura_em_cm) {
          this->placa = placa;
          this->cor = cor;
          this->peso_em_kg = peso_em_kg;
          this->altura_em_cm = altura_em_cm;
          std::cout << "Veiculo iniciado!\n";
        }
        
        void acelerar() {
          std::cout << "Vrrmmmmmm!!\n";
        }

        virtual std::string get_tipo() {
            return "Não definido";
        }

}; 

class Sedan : public Veiculo {
    public: 
        Sedan(std::string placa, std::string cor, float peso_em_kg, int altura_em_cm) : Veiculo(placa, cor, peso_em_kg, altura_em_cm) {
        }

        std::string get_tipo() override {
            return "Sedan";
        }
};

int main(void) {
    Sedan v = Sedan("HDX-3821", "Amarelo", 1554.3, 165);
    v.acelerar();
    Veiculo vs[10];
    vs[1] = Sedan("AVD-5932", "Azul", 1800, 155);
    return 0;
}

  public class Main {
  
      public static void main(String[] args) {
          
          Sedan v = new Sedan("HDX-3821", "Amarelo", 1554.3, 165);
          v.acelerar();
          Veiculo[] veiculos = new Veiculo[10];
          veiculos[0] = new Sedan("AVD-5932", "Azul", 1800, 155);
      }
  }

Para finalizar essa aula eu gostaria de te fazer um convite para um dos vídeos que está na seção de Links úteis. Por mais que Herança possa ser muito útil, e é um dos pilares da Programação Orientada a Objetos, nem sempre usar herança é uma boa opção, e para entender mais sobre o assunto, assista o vídeo que está na seção abaixo.

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