Desafio do diamante

Nesse artigo iremos resolver o Desafio do Diamante em Java, que foi proposto na página de Exercícios envolvendo laços.

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Apostila de Java, Capítulo 4 - Orientação a objetos básica

Nesse artigo iremos comentar e resolver os exercícios propostos no capítulo 4, sobre Orientação a objetos básica da apostila FJ-11: Java e Orientação a Objetos, da Caelum.

Clique aqui para saber sobre a Caelum e sua apostila.

Código comentado sobre como criar um Jogo da Velha em Java

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No tutorial passado mostramos um print do Jogo da Velha em Java, modo texto e Humano x Humano, bem como o código de 6 classes necessárias para rodar o programa:
Jogo da Velha em Java

Agora vamos comentar, em detalhes, cada classe, método e idéia que usamos para criar o jogo.

Composição: trocando informações entre objetos

Um dos melhores artifícios do Java é a comunicação entre seus elementos, variáveis, métodos, objetos, classes e coisas que verá mais adiante. Mais que isso, o bacana é que podemos controlar essa comunicação, ela pode ser: pública, privada e protegida.

Nesse tutorial, daremos início a essa comunicação, falando sobre a Composição (Composition), que é simplesmente o ato de passar um objeto para outro, para usar seus métodos ou atributos.

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O que é Composição em Java

É instanciar, ou usar, uma classe/objeto em outra(o). É como se elas se comunicassem, trocassem informações. Ou seja, serve para reutilizar dados, sem ter que criar mais código pra isso.
Simplesmente passamos a informação - na forma de Objeto - para outro Objeto, e este se encarrega de obter os dados e como trabalhar em cima dele.

Costuma-se dizer que composição é o ato de delegar trabalho para outro objeto.
Isso deixa seu código mais elegante, menor e mais seguro.

Para que serve a Composição em Java

Como citamos em nosso artigo introdutório sobre Classes e Objetos, a comunicação entre seus dados é essencial.
Talvez não note muito essa necessidade em projetos pequenos e de iniciantes, mas quando for um profissional, vai ter muita dor de cabeça com isso. Através de uma simplificação de projetos reais, vamos mostrar exemplos de códigos e passaremos exercícios para você notar a importância da Composição em aplicações Java.

Demos o exemplo de setores diferentes em uma empresa naquele artigo inicial.
Dificilmente uma empresa de grande porte vai mandar você fazer e ter acesso a todo o sistema, principalmente o setor financeiro.
Geralmente esse é mantido à sete chaves. Mas como expliquei lá, eles podem simplesmente compartilhar certos dados com você, como o salário final de cada funcionário, para você usar em sua classe "Funcionario".
Notou? Você criar sua classe, faz seu projeto e usa dados de outro Objeto/Classe. E o mais importante: é seguro! Você não faz a mínima idéia do que aconteceu lá, de como é calculado as coisas, dos segredos financeiros da empresa etc.

Graças a orientação a objetos - e outras coisas - isso é possível. Assim você não precisa repetir código.
Além da segurança, a Composição em Java faz com que não seja necessário repetir código. Você simplesmente usa o que já foi feito em outra Classe/Objeto, como é o caso do exemplo da empresa.
Imagina se o programador não soubesse Java? Ia ter que repetir todo o código do setor financeiro dentro da classe "Funcionario"?
Acredite, há coisas bizarras sendo feitas por aí.

Herança x Composição

Mais a frente, em nosso curso online de Java, iremos falar sobre uma das mais importantes, e controversas, e usadas funcionalidades do Java: a Herança. Isso nos leva ao encapsulamento de dados.
Não vamos entrar em muitos detalhes agora, mas basicamente herança é capacidade de uma classe herdar dados de outra.
Por exemplo, você cria uma classe mãe. Quer criar uma classe parecida com a mãe - mas com outras funcionalidades, você não precisa reescrever tudo. Basta fazer com que a classe filha herde a classe mãe.

Por exemplo, podemos criar a classe "Carro" quem atributos como "motor", "portas", "carburador" etc, pois todos atributos estão presentes em todos carros. Fazemos então a classe "Fusca" e a classe "Ferrari" herdar a classe "Carro".
Ora, é claro que vamos adicionar mais funcionalidades na classe "Ferrari", pois ela possuir mais atributos que o padrão genérico generalizado da classe "Carro". Mas não deixa de ser um carro.

Essa generalização, o fato de algumas classes herdadas não precisarem de todos os atributos da classe mãe, também devido ao fato de ao se mudar a classe mãe mudar todas as classes filhas e uma porção de outros detalhes, faz com que herança seja um conceito perigoso e não recomendado. Alguns simplesmente abominam a herança.
Não entraremos em detalhe agora, mas usar Composição é inofensivo e bem mais recomendado. Porém, cada caso é um caso.

Exemplo de uso de Composição em Java

Exercício: Descobrindo se um Funcionário chegou atrasado e seu tempo de trabalho. 

Nesse exemplo, vamos criar 2 classes adicionais: "Funcionario" e "Hora"

Vamos criar um funcionário, o 'geddyLee', criar um objeto para armazenar a hora que ele chegou 'horaChegada' e a hora que ele saiu 'horaSaida'.

A partir da hora de chegada, vamos verificar se ele chegou atrasado (após as 8h) e usando informações dos dois objetos da classe "Hora", vamos saber quanto tempo ele trabalhou e armazenar essa informação na variável "tempoTrabalhado", do objeto 'geddyLee' da classe "Funcionario", e vamos guardar a informação caso ele tenha chegado atrasado

Ou seja, vamos trocar bastante informações entre esses objetos !

controleHorario.java

Essa é nossa classe principal, que tem o método main.
Na main, simplesmente criamos os objetos de Hora e Funcionário mencionados no enunciado.
Iniciamos os objetos de "Hora" já com seus valores (hora, minuto,segundo). Você pode mudar a seu gosto, para testes ou pedir ao usuário, através da classe Scanner.

A seguir, a título de informação, ele exibe a hora de chegada, de saída e o tempo total trabalhado em horas.
A main é bem pequena e enxuta, como deve ser.

Hora.java

Essa classe recebe três elementos inteiros: horas, minutos e segundos, e faz um tratamento.
O tratamento é: as horas devem ser inteiros entre 0 e 23, os minutos e segundos devem ser inteiros entre 0 e 59.

Caso não seja, é lançada uma excessão (artíficio para mostrar que ocorreu um erro e a aplicação é encerrada).
Experimente colocar uma data errada para ver a mensagem de erro.

Os métodos dessa classe são simples getters um toString().

Método toString()
O método toString é um método especial, existente em todos os objetos de Java (pois está na classe Objects e todas classes são derivadas desta).

Como o nome pode sugerir, ele serve para retornar uma String.
Vamos formatar uma string com argumentos, por isso vamos usar o método format, para exibir as horas, minutos e segundos no formato: hh:mm:ss

Uma outra característica especial deste método é que ele se torna o padrão e automaticamente invocado, caso tente imprimir um 'objeto'.
Isso mesmo, se colocar apenas um objetos em uma função de print, esse método será invocado.

Por isso , para imprimir na main, fizemos apenas:

System.out.println("Hora de chegada: " + horaChegada);
System.out.println("Hora de saída: " + horaSaida);

Mas poderíamos ter feito:

System.out.println("Hora de chegada: " + horaChegada.toString());
System.out.println("Hora de saída: " + horaSaida.toString());

Funcionario.java

Essa classe que vai recebe a informação de outros objetos. No caso, ela recebe objetos da classe "Hora".
Vamos comentar seus métodos:

• public double tempoAtraso(Hora horaChegada)

Vamos descobrir o tempo que o funcionário atrasou convertendo a hora de chegada em segundos.
Simplesmente transformamos a hora em que o funcionário chegou em segundos:
horaChegada.getHour()*60*60 + horaChegada.getMinute()*60 + horaChegada.getSecond()
E subtraímos do tempo que ele deveria chegar na empresa (8h00min):
8*3600.0
E dividimos por 3600.0, para o resultado ser um double que representa as horas atrasadas.

• public double horasTrabalhadas(Hora horaChegada, Hora horaSaida)

Para o cálculo do tempo trabalhado de um funcionário, vamos levar em conta somente as horas trabalhadas.

Primeiro, vamos transformar a hora da saída e a hora da chegada em minutos e subtrair esse valor:
(horaSaida.getHour()*60 + horaSaida.getMinute()) - (horaChegada.getHour()*60 + horaChegada.getMinute())
Agora temos a diferença entre os horários de chegada e saída, em minutos.
Então, dividimos tudo por 60.0 para ter o tempo trabalhado, em horas.

Caso esse tempo seja negativo, é porque você colocou uma data de saída anterior a data de chegada.
Então, um erro, com a explicação, é lançado e aplicação é encerrada.

• public double getHorasTrabalhadas()

Um simples exemplo de get, que retorna a variável 'tempoTrabalhado'.

Código do nosso programa:

controleHorario.java

public class controleHorario {

    public static void main(String[] args) {

        Hora horaChegada = new Hora(8, 0, 1);
        Hora horaSaida = new Hora(9, 30, 0);
        Funcionario geddyLee = new Funcionario("Geddy Lee", horaChegada, horaSaida);
        
        System.out.println("Hora de chegada: " + horaChegada);
        System.out.println("Hora de saída: " + horaSaida);
        System.out.printf("Horas trabalhadas: %.1f\n",geddyLee.getHorasTrabalhadas());
        

    }

}

Hora.java

public class Hora {
    private int hours,
                minutes,
                seconds;
    
    public Hora (int hours, int minutes, int seconds){
        //preenchendo as horas
        if(hours>=0 && hours <24 )
            this.hours = hours;
        else
            throw new IllegalArgumentException("Hora inválida");
            
        //preenchendo os minutos
        if(minutes >=0 && minutes < 60)
            this.minutes = minutes;
        else
            throw new IllegalArgumentException("Minutos inválidos");
        
        //preenchendo os segundos
        if( seconds >=0 && seconds < 60)
            this.seconds = seconds;
        else
            throw new IllegalArgumentException("Segundos inválidos");
            
                
    }
    
    @Override
    public String toString(){
     return String.format("%d:%d:%d", getHour(), getMinute(), getSecond());
    }
    
    public int getHour(){
        return this.hours;
    }
    
    public int getMinute(){
        return this.minutes;
    }
    
    public int getSecond(){
        return this.seconds;
    }
    
}

Funcionario.java

public class Funcionario {
    private String nome;
    private boolean atraso;
    private double tempoTrabalhado, tempoAtraso;
    
    public Funcionario(String nome, Hora horaChegada, Hora horaSaida){
        this.nome=nome;
        this.tempoAtraso = tempoAtraso(horaChegada);
        
        if(this.tempoAtraso > 0)
            this.atraso=true;
        
        if(atraso){
            System.out.println("Funcionário '" + this.nome + "' atrasado. ");
        }
        
        this.tempoTrabalhado = horasTrabalhadas(horaChegada, horaSaida);
    }
    
    public double tempoAtraso(Hora horaChegada){
        return ((horaChegada.getHour()*60*60 + horaChegada.getMinute()*60 + 
                 horaChegada.getSecond()) - 8*3600.0)/3600.0;
    }
    
    public double horasTrabalhadas(Hora horaChegada, Hora horaSaida){
        double horas = ( (horaSaida.getHour()*60 + horaSaida.getMinute()) - 
                       (horaChegada.getHour()*60 + horaChegada.getMinute()) )/60.0;
        
        if(horas < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Hora de saída anterior a hora de chegada");
        
        return horas;
    }
    
    public double getHorasTrabalhadas(){
        return this.tempoTrabalhado;
    }
}

Exercício: Aplicativo Java para um Supermercado

Você foi selecionado para criar um aplicativo - em Java, claro - para um supermercado.
O que o dono do estabelecimento pediu a funcionalidade "Promoção para você", que funciona da seguinte maneira:
Após as 20h, todos os produtos recebem um desconto de 10%.
Aos sábados e domingos esse desconto vale o dia inteiro.

Ou seja, além de ter uma classe para os produtos do supermercado, você deve criar outra com o horário da compra.
Use a técnica de composition para passar o objeto referente ao horário da compra para o objeto referente ao produto que está sendo comprado. Assim, no objeto produto o preço é calculado com base no horário e dia da semana.

Na sua main, peça o preço do produto, dia da semana e horário da compra (hora, minuto e segundos), e devolva o valor final do produto com base naquele horário.

PS: Em uma aplicação real, não seria necessário fornecer esses dados. Eles seriam obtidos por um leitor de código de barras para saber o preço do produto, e pegaria o horário do sistema, pra preencher os dados referentes ao horário.
Pedimos, porém, por questão de aprendizado, já que você não deve ter um leitor desses em casa...

Aplicativo: Simulação simples de conta bancária

Aplicativo: Conta bancária/Caixa eletrônico simples em Java

Crie um protótipo de caixa eletrônico na linguagem de programação Java. No início, ele pede seu nome e valor $$ inicial que tem na conta. O programa deve fornecer um número de até 4 dígitos - número da conta - para o usuário (use Random). Esses dados serão usados para criar um objeto da classe "Conta.java"

A seguir, mostra um menu com as opções (esse menu deverá ser um método):
- Extrato: exibe o nome, número da conta, saldo e quantos saques já foram realizados
- Sacar: recebe o valor a ser sacado, informa se pode ser sacado (não pode ficar negativo) e mostra o saldo
- Depositar: recebe o valor a ser depositado e mostra o novo saldo
- Sair

Esse menu aparece até o usuário escolher sair. As outras opções são métodos que devem fazer parte da "Conta.java" (setters e getters). Note que o usuário pode sacar no máximo 5 vezes por dia.

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Obter meu certificado!

Exercício: Método que recebe um número qualquer de argumentos (...)

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Exercício resolvido e comentado em Java:
Um professor, muito legal, fez 3 provas durante um semestre mas só vai levar em conta as duas notas mais altas para calcular a média.
Faça uma aplicação em Java que peça o valor das 3 notas, mostre como seria a média com essas 3 provas, a média com as 2 notas mais altas, bem como sua nota mais alta e sua nota mais baixa. Essas médias devem ser calculadas usando o mesmo método, pois você é um programador Java e não vai ficar criando métodos à toa.
Crie um método que receba as 3 notas e retorna a maior delas. E outro que retorna a menor.

Aplicativo: menu simples usando métodos, laços e o comando switch

Usando um método para exibir um menu de opções

Focando o objetivo de nosso curso, que é fazer e mostrar coisas úteis, vamos mostrar uma utilidade de métodos que simplesmente exibem mensagens na tela.

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Programa em Java: Como criar um menu

Vamos usar o exercício 9, sobre saídas simples (Clique aqui para ver a questão).

Basicamente, vamos usar nossos conhecimentos em laços (do ... while), o comando switch (para escolher entre as opções do menu) e 5 métodos.

Um método para cada opção (inclui, altera, exclui, consulta) e outro método que mostra esse menu de opções.

Como as opções são números, usaremos um tipo inteiro, chamado 'opcao', para receber as opções do usuário.

Como queremos que o menu seja exibido ao menos uma vez, usamos o do...while.
Ao entrar nesse laço, o menu é exibido com o comando 'menu();' que chama o método que exibe o menu.
Logo após, o programa espera a entrada do usuário. Dependendo do que foi digitado, o método específico - inclui(), altera(), exclui() ou consulta() - é selecionado pelo switch.

O programa só termina se o usuário digitar 0.

import java.util.Scanner;

public class menu {
    
    public static void menu(){
        System.out.println("\tCadastro de clientes");
        System.out.println("0. Fim");
        System.out.println("1. Inclui");
        System.out.println("2. Altera");
        System.out.println("3. Exclui");
        System.out.println("4. Consulta");
        System.out.println("Opcao:");
    }

    public static void inclui(){
        System.out.println("Você entrou no método Inclui.");
    }
    
    public static void altera(){
        System.out.println("Você entrou no método Altera.");
    }
    
    public static void exclui(){
        System.out.println("Você entrou no método Exclui.");
    }
    
    public static void consulta(){
        System.out.println("Você entrou no método Consulta.");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        int opcao;
        Scanner entrada = new Scanner(System.in);
        
        do{
            menu();
            opcao = entrada.nextInt();
            
            switch(opcao){
            case 1:
                inclui();
                break;
                
            case 2:
                altera();
                break;
                
            case 3:
                exclui();
                break;
                
            case 4:
                consulta();
                break;
            
            default:
                System.out.println("Opção inválida.");
            }
        } while(opcao != 0);
    }
}

Questões usando o laço for

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Exercícios sobre o laço FOR em Java

Usando o laço for, faça as seguintes questões em Java:

0. Programa em Java dos patinhos da Xuxa
Xuxa, a rainha dos baixinhos, criou uma música que tem o segunte formato:

n patinhos foram passear
Além das montanhas
Para brincar
A mamãe gritou: Quá, quá, quá, quá
Mas só n-1 patinhos voltaram de lá.

Que se repete até nenhum patinho voltar de lá.

Ao final, todos os patinhos voltam:

A mamãe patinha foi procurar
Além das montanhas
Na beira do mar
A mamãe gritou: Quá, quá, quá, quá
E os n patinhos voltaram de lá.

Crie um programa em Java que recebe um inteiro positivo do usuário e exibe a música inteira na tela, onde o inteiro recebido representa o número inicial n de patinhos que foram passear.

1. Programa em Java que mostra os números ímpares
Escreva um aplicativo em Java mostra todos os números ímpares de 1 até 100.

2. Programa em Java que mostra os números pares
Escreva um aplicativo em Java mostra todos os números pares de 1 até 100.

3. Programa em Java que mostra os números pares e ímpares 
Escreva um aplicativo em Java que recebe inteiro e mostra os números pares e ímpares (separados), de 1 até esse inteiro.
4. Programa em Java que calcula a média das notas de uma turma
Escreva um programa que pergunte ao usuário quantos alunos tem na sala dele.
Em seguida, através de um laço for, pede ao usuário para que entre com as notas de todos os alunos da sala, um por vez.

Por fim, o programa mostra a média, aritmética, da turma.

5. Achando o maior número
Achar o maior, menor, média e organizar números ou sequências são os algoritmos mais importantes e estudados em Computação. Em Java não poderia ser diferente.
Em nosso curso, obviamente, também não será diferente.

Escreva um programa em Java que solicita 10 números ao usuário, através de um laço for, e ao final
mostre qual destes números é o maior.

6. Achando os dois maiores números

Escreva um programa em Java que solicita 10 números ao usuário, através de um laço for, e ao final
mostre os dois maiores números digitados pelo usuário.

7. Quadrado de asteriscos

Escreva um programa que lê o tamanho do lado de um quadrado e imprime um quadrado daquele tamanho com asteriscos. Seu programa deve funcionar para quadrados com lados de todos os tamanhos entre 1 e 20.
Para lado igual a 5:
*****
*****
*****
*****
*****
8. Quadrado de asteriscos e espaços em branco

Escreva um programa que lê o tamanho do lado de um quadrado e imprime um quadrado daquele tamanho com asteriscos e espaços em branco. Seu programa deve funcionar para quadrados com lados de todos os tamanhos entre 1 e 20.
Para lado igual a 5:
*****
*    *
*    *
*    *
*****

9. Construa um aplicativo em Java para gerar 20 números de 1000 a 1999 e mostrar aqueles que divididos por 11 deixam resto 5.
Solução

Questão: programa que gera 20 números entre 1000 e 1999 e mostra os que deixam resto 5 na divisão por 11

Construa um aplicativo em Java para gerar 20 números de 1000 a 1999 e mostrar aqueles que divididos por 11 deixam resto 5.

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Questões sobre os testes condicionais if else

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