Usar classes e variáveis para transferir o modelo OOP para o código

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É interessante avaliar a OOP (programação orientada a objeto) criando o jogo pedra, papel e tesoura. Para fazer isso, primeiro você precisa modelá-lo em um formato OOP.

Precisaremos aplicar alguns conceitos básicos de OOP, como classes, objetos e estado. Esta unidade explora as seguintes partes:

Conceitos de OOP importantes: para analisar nos termos da OOP, você precisa entender alguns conceitos básicos como classes, objetos e estado. Você precisa saber qual é a diferença entre eles e como eles se relacionam uns com os outros.
Variáveis na OOP: você precisa saber como lidar com variáveis e como adicioná-las aos seus objetos.

O que é um objeto?

O conceito de objetos foi mencionado algumas vezes já como parte da tentativa de modelar domínios do problema. Um objeto é um ator. É algo que faz alguma coisa dentro de um sistema. Em decorrência da execução de uma ação, ela altera o estado dentro de si mesma ou em outros objetos.

Vamos imaginar um objeto no mundo real. Você está em um estacionamento. O que você vê? É provável que você veja muitos carros, de diferentes formas, tamanhos e cores. Para descrever um carro, você pode usar propriedades como marca, modelo, cor e tipo de carro. Se você atribui valores a essas propriedades, fica claro rapidamente se você está falando sobre um Ferrari vermelho, Jeep com tração nas quatro rodas, um Mustang amarelo e assim por diante.

Illustration that shows a car object with the properties type and color.

Em outra cena, imagem de um baralho em Las Vegas. Você examina dois cartões diferentes, que são dois objetos. Você percebe que eles têm algumas propriedades comuns, a saber, naipes. O naipe dos objetos pode ser paus, copas, ouros ou espadas. Os valores deles podem ser ás, rei, nove e assim por diante.

Dica

Olhe ao seu redor. Pegue dois objetos semelhantes, como dois livros ou duas cadeiras, e veja se é possível encontrar as propriedades que as descrevem melhor e as diferenciam.

O que é uma classe?

Uma classe é um tipo de dados que funciona como uma definição de modelo para um determinado tipo de objeto.

Você aprendeu que um sistema OOP tem objetos, e esses objetos têm propriedades. Há um conceito semelhante ao de objeto, que é o conceito de classe.

Então, o que é uma classe? Uma classe é um blueprint de um objeto. Se a classe é o blueprint de um carro, o objeto é o carro que você dirige. A classe é o que você escreve no código. O objeto é o que você obtém quando solicita que o ambiente de runtime execute seu código.

Esta é uma tabela de alguns exemplos de classes e os objetos resultantes:

Classe	Objeto
Blueprint de um carro	Honda Accord, Jeep Wrangler
Gato	Garfield, o gato
Descrição de sorvete	Morango, chocolate ou baunilha

A maneira como você cria um objeto com base em uma classe é semelhante à maneira como você criaria um carro com base em um blueprint. Quando você cria um objeto, seu programa solicita ao sistema operacional por recursos, como memória, para poder construir o objeto. Por outro lado, quando um carro é feito com base em um blueprint, a fábrica solicita recursos como metal, borracha e vidro para poder montar o carro.

Illustration showing the resource inputs required to assemble a car from a blueprint.

Criar uma classe

Uma classe em Python é criada usando a palavra-chave class e dando a ela um nome, como neste exemplo:

class Car:

Criar um objeto com base em uma classe

Quando você cria um objeto com base em uma classe, dizemos que você o instancia. O que você faz é pedir ao sistema operacional que, com esse modelo (a classe) e esses valores iniciais, ele forneça memória suficiente e crie um objeto. Essencialmente, instanciar é outra palavra para criar.

Para instanciar um objeto, você adiciona parênteses ao nome da classe. O que você obtém é um objeto que você pode optar por atribuir a uma variável, dessa forma:

car = Car()

car é a variável que contém a instância do objeto. O momento de instanciação, ou criação do objeto, é quando você chama Car().

Variáveis na OOP versus variáveis em programas procedurais

Com base na programação procedural, você está acostumado a ter variáveis para conter as informações e acompanhar o estado. Você pode definir essas variáveis sempre que precisar delas em seu arquivo. A inicialização de uma variável típica pode ter esta aparência:

pi = 3.14

Você também tem variáveis na OOP, embora elas sejam anexadas a objetos em vez de serem definidas por conta própria. Você faz referência a variáveis em um objeto como atributos. Quando um atributo é anexado a um objeto, ele é usado de uma das duas maneiras:

Descrever o objeto: um exemplo de uma variável de descrição é, por exemplo, a cor de um carro ou o número de manchas em uma girafa.
Conter o estado: uma variável pode ser usada para descrever o estado de um objeto. Um exemplo de estado é o andar de um elevador ou se ele está em operação ou não.

Adicionar atributos a uma classe

Saber quais atributos (variáveis) devem ser adicionados à sua classe faz parte da modelagem. Você aprendeu a criar uma classe no código. Então como adicionar um atributo a ela? Você precisa informar à classe quais atributos ela deve ter no momento da construção, quando um objeto está sendo instanciado. Há uma função especial que está sendo chamada no momento da criação, chamada de construtor.

Construtor

Muitas linguagens de programa têm a noção de um construtor, a função especial que só é invocada quando o objeto é criado pela primeira vez. O construtor será chamado apenas uma vez. Nesse método, você cria os atributos que o objeto deve ter. Além disso, você atribui valores iniciais aos atributos criados.

Em Python, o construtor tem o nome __init__(). Você também precisa passar um parâmetro especial self para o construtor. O parâmetro self refere-se à instância do objeto. Qualquer atribuição a essa palavra-chave significa que o atributo termina na instância do objeto. Se você não adicionar um atributo a self, ele será tratado como uma variável temporária que não existirá depois que a execução de __init__() for concluída.

Observação

O parâmetro self também precisará ser passada para métodos que precisem se referir a qualquer coisa na instância do objeto. Esse conceito será abordado na próxima unidade.

Adicionar e inicializar atributos em uma classe

Vejamos um exemplo de configuração de atributos em um construtor:

class Elevator:
    def __init__(self, starting_floor):
        self.make = "The elevator company"
        self.floor = starting_floor

# To create the object

elevator = Elevator(1)
print(elevator.make) # "The Elevator company"
print(elevator.floor) # 1

O exemplo anterior descreve a classe Elevator com duas variáveis, make e floor. Uma importante vantagem do código é que __init__() é chamado implicitamente. Você não chama o método __init__() por nome, mas ele é chamado quando o objeto é criado, nesta linha de código:

elevator = Elevator(1)

Uso incorreto de `self`

Para enfatizar como o parâmetro self funciona, considere o seguinte código no qual dois atributos, color e make, estão sendo atribuídos no construtor __init__():

class Car:
    def __init__():
        self.color = "Red" # ends up on the object
        make = "Mercedes" # becomes a local variable in the constructor

car = Car()
print(car.color) # "Red"
print(car.make) # would result in an error, `make` does not exist on the object

Se a finalidade fosse tornar color e make os atributos da classe Car, você precisaria modificar o código. No construtor, verifique se ambos os atributos são atribuídos a self, desta forma:

self.color = "Red" # ends up on the object
self.make = "Mercedes"