Conceitos Essenciais de Programação e Estruturas de Dados

Conceitos Fundamentais de Programação Orientada a Objetos (OOP)

O que é um Objeto?

Um objeto é uma entidade fornecida com um conjunto de propriedades ou atributos (dados) e comportamento ou funcionalidade (métodos) que reagem a eventos. Corresponde a objetos reais do mundo que nos rodeia, ou objetos do sistema interno (o programa). É uma instância de uma classe.

Métodos em Programação Orientada a Objetos

Um método é uma sub-rotina associada exclusivamente a uma classe ou objeto. É definido como um conjunto de ações que um objeto pode tomar para alcançar um propósito. Os métodos representam a parte viva e interessante de um objeto e são comumente usados para modificar as propriedades do objeto. Ao modificar qualquer uma das propriedades do objeto, sua aparência muda e gera uma alteração que o usuário do aplicativo pode perceber.

Propriedades: Características Observáveis do Objeto

As propriedades são características observáveis de um objeto. São reconhecidas porque descrevem a aparência de um objeto que podemos medir com um nível predeterminado. Cada propriedade deve ter um valor atribuído que identifica unicamente o objeto.

Polimorfismo: Múltiplas Formas do Mesmo Método

Polimorfismo se refere à capacidade de várias classes derivadas de um ancestral utilizarem o mesmo método de forma diferente.

Herança: Reutilização e Extensão de Objetos

Um objeto é um herdeiro de outro quando possui todas as suas propriedades e métodos, e reconhece todos os seus eventos, mas pode desfrutar de propriedades, métodos e eventos adicionais. Herança é definida como o recurso pelo qual objetos são derivados uns dos outros.

Encapsulamento: Protegendo os Dados Internos

Encapsulamento é a propriedade de objetos que esconde seus detalhes internos, garantindo que o conteúdo de informação de um objeto esteja oculto para o mundo exterior.

Mensagens: Comunicação entre Objetos

A mensagem é essencialmente uma ordem enviada a um objeto para indicar que ele execute alguma ação. Mensagem também é definida como a informação completa que um objeto emissor transmite a um objeto receptor. A mensagem tem três elementos: o objeto receptor, o tipo de evento e os dados necessários para o receptor. Quando um evento ocorre, o objeto receptor conhece o objeto remetente, o evento ocorrido e o valor dos dados associados a esse evento.

Classes: Organização e Agrupamento de Objetos

Os objetos são organizados em famílias claramente definidas. A família é reconhecida porque reúne um grupo de objetos que herdam elementos em comum. O modelo de programação visual, assim como a natureza, organiza os objetos em classes (famílias), e uma classe é o conjunto de objetos pertencentes a uma família.

Instanciação: Criando Objetos a partir de Classes

Instanciação é a criação de um objeto pertencente a uma classe (diz-se que é a instância da classe). O objeto criado possui os atributos, propriedades e métodos da classe a que pertence.

Estruturas de Dados Essenciais

Estruturas de Dados: Árvores

Uma árvore é uma estrutura de dados amplamente utilizada que imita a forma de uma árvore (um conjunto de nós conectados).

B-Árvores: Otimização para Bancos de Dados

B-árvores são estruturas de dados em árvore comumente encontradas em implementações de bancos de dados e sistemas de arquivos. Elas são árvores de busca balanceadas onde cada nó pode ter mais de dois filhos.

Árvores Binárias: Estrutura e Componentes

Uma árvore binária é uma estrutura de dados onde cada nó sempre tem um filho esquerdo e um filho direito. Eles não podem ter mais de dois filhos (daí o nome "binário"). Se um filho tem uma referência nula, ou seja, não armazena dados, então isso é chamado de um nó externo (ou folha). Caso contrário, o filho é chamado de nó interno.

Hashing: Funções e Identificação de Dados

Hashing refere-se a uma função ou método para gerar chaves que representam, de forma quase exclusiva, um documento, registro, arquivo, etc., resumindo ou identificando um conjunto de dados através da probabilidade, usando uma função hash. Um hash é o resultado da função ou algoritmo. Os conjuntos variam em como começam e terminam, e como afetam as semelhanças de saída ou padrões de entrada. A propriedade fundamental do hashing é que, se dois resultados da mesma função são diferentes, então as duas entradas que geraram esses resultados também são diferentes. Idealmente, não deveria haver a mesma chave para objetos diferentes, mas colisões podem ocorrer, já que o intervalo de chaves possíveis é geralmente muito menor do que o número total de objetos possíveis.