Orientação a Objetos

Considere um programa para um banco financeiro. É fácil perceber que uma entidade importante para o nosso sistema será uma conta. Primeiramente, suponha que você tem uma conta nesse banco com as seguintes características: titular, número, saldo e limite. Vamos começar inicializando essas características:

>>> numero = '123-4'
>>> titular = "João"
>>> saldo = 120.0
>>> limite = 1000.0

E se a necessidade de representar mais de uma conta surgir? Vamos criar mais uma:

>>> numero1 = '123-4'
>>> titular1 = "João"
>>> saldo1 = 120.0
>>> limite1 = 1000.0
>>> 
>>> numero2 = '123-5'
>>> titular2 = "José"
>>> saldo2 = 200.0
>>> limite2 = 1000.0

Nosso banco pode vir a crescer e ter milhares de contas e, da maneira que está o programa, seria muito trabalhoso dar manutenção.

E como utilizar os dados de uma determinada conta em outro arquivo? Podemos utilizar a estrutura do dicionário que aprendemos anteriormente e agrupar essas características. Isso vai ajudar a acessar os dados de uma conta específica:

conta = {"numero": '123-4', "titular": "João", "saldo": 120.0, "limite": 1000.0}

Agora é possível acessar os dados de uma conta pelo nome da chave:

>>> conta['numero']
'123-4'
>>> conta['titular']
'João'

Para criar uma segunda conta, crie outro dicionário:

conta2 = {"numero": '123-5', "titular": "José", "saldo": 200.0, "limite": 1000.0}

Avançamos em agrupar os dados de uma conta, mas ainda precisamos repetir seguidamente essa linha de código a cada conta criada. Podemos isolar esse código em uma função responsável por criar uma conta:

def cria_conta():
    conta = {"numero": '123-4', "titular": "João", "saldo": 120.0, "limite": 1000.0}
    return conta

Mas ainda não é o ideal, já que queremos criar contas com outros valores e tornar a criação dinâmica. Vamos então receber esse valores como parâmetros da função, e por fim retornamos a conta:

def cria_conta(numero, titular, saldo, limite):
    conta = {"numero": numero, "titular": titular, "saldo": saldo, "limite": limite}
    return conta

Desta maneira é possível criar várias contas com dados diferentes:

>>> conta1 = cria_conta('123-4', 'João', 120.0, 1000.0)
>>> conta2 = cria_conta('123-5', 'José', 200.0, 1000.0)

Para acessar o número de cada uma delas, fazemos:

>>> conta1['numero']
'123-4'
>>> conta2['numero']
'123-5'

Funcionalidades

Já descrevemos as características de uma conta e nosso próximo passo será descrever suas funcionalidades. O que fazemos com uma conta? Ora, podemos depositar um valor em uma conta, por exemplo. Vamos criar uma função para representar esta funcionalidade. Além do valor a ser depositado, precisamos saber qual conta receberá este valor:

def deposita(conta, valor):
    conta['saldo'] = conta['saldo'] + valor

Veja que estamos repetindo conta['saldo'] duas vezes nessa linha de código. O Python permite escrever a mesma coisa de uma maneira mais elegante utilizando o '+=':

def deposita(conta, valor):
    conta['saldo'] += valor

Podemos fazer algo semelhante com a função saca():

def saca(conta, valor):
    conta['saldo'] -= valor

Antes de testar essas funcionalidades, crie outra que mostra o extrato da conta:

def extrato(conta):
    print("numero: {} \nsaldo: {}".format(conta['numero'], conta['saldo']))

O extrato imprime as informações da conta utilizando a função print(). Agora podemos testar o código (supondo que o mesmo esteja em um arquivo chamado teste.py):

    conta = cria_conta('123-4', 'João', 120.0, 1000.0)
    deposita(conta, 15.0)
    extrato(conta)

    #numero: '123-4'
    #saldo: 135.0

    saca(conta, 20.0)
    extrato(conta)

    #numero: '123-4'
    #saldo 115.0

Ótimo! Nosso código funcionou como o esperado. Aplicamos algumas funções como deposita() e saca(), e ao final pudemos checar o saldo final com a função extrato().

Exercício: Criando uma conta

1. Crie uma pasta chamada oo em sua workspace e crie um arquivo chamado teste_conta.py

2. Crie a função chamada cria_conta(), que recebe como argumento numero, titular, saldo e limite:

   def cria_conta(numero, titular, saldo, limite):

3. Dentro de cria_conta(), crie uma variável do tipo dicionário chamada conta com as chaves recebendo os valores dos parâmetros (numero, titular, saldo e limite), e ao final, retorne a conta:

   def cria_conta(numero, titular, saldo, limite):
       conta = {"numero": numero, "titular": titular, "saldo": saldo, "limite": limite}
       return conta

4. Crie uma função chamada deposita() no mesmo arquivo teste_conta.py que recebe como argumento uma conta e um valor. Dentro da função, adicione o valor ao saldo da conta:

   def deposita(conta, valor):
       conta['saldo'] += valor

5. Crie outra função chamada saca() que recebe como argumento uma conta e um valor. Dentro da função, subtraia o valor do saldo da conta:

   def saca(conta, valor):
       conta['saldo'] -= valor

6. E por fim, crie uma função chamada extrato(), que recebe como argumento uma conta e imprime o numero e o saldo:

   def extrato(conta):
       print("numero: {} \nsaldo: {}".format(conta['numero'], conta['saldo']))

7. Navegue até a pasta oo , digite os comandos no arquivo teste_conta.py e teste as funcionalidades:

       conta = cria_conta('123-7', 'João', 500.0, 1000.0)
       deposita(conta, 50.0)
       extrato(conta)
   
       #numero: '123-7'
       #saldo: 550.0
   
       saca(conta, 20.0)
       extrato(conta)
   
       #numero: '123-7'
       #saldo 530.0

8. (Opcional) Acrescente uma documentação para o seu módulo teste_conta.py e utilize a função help() para testá-la.

Neste exercício criamos uma conta e juntamos suas características (número, titular, limite, saldo) e funcionalidades (sacar, depositar, tirar extrato) num mesmo arquivo. Mas o que fizemos até agora foi baseado no conhecimento procedural que tínhamos do Python3.

Por mais que tenhamos agrupado os dados de uma conta, essa ligação é frágil no mundo procedural e se mostra limitada. Precisamos pensar sobre o que escrevemos para não errar. O paradigma orientado a objetos vem para sanar essa e outras fragilidades do paradigma procedural que veremos a seguir.

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Classes e Objetos

Ninguém deveria ter acesso ao saldo diretamente. Além disso, nada nos obriga a validar esse valor e podemos esquecer disso cada vez que utilizá-lo. Nosso programa deveria obrigar o uso das funções saca() e deposita() para alterar o saldo e não permitir alterar o valor diretamente:

conta3['saldo'] = 100000000.0

ou então:

conta3['saldo'] = -3000.0

Devemos manipular os dados através das funcionalidades saca() e deposita() e proteger os dados da conta. Pensando no mundo real, ninguém pode modificar o saldo de sua conta quando quiser, a não ser quando vamos fazer um saque ou um depósito. A mesma coisa deve acontecer aqui.

Para isso, vamos primeiro entender o que é classe e objeto, conceitos importantes do paradigma orientado a objetos e depois veremos como isso funciona na prática.

Quando preparamos um bolo, geralmente seguimos uma receita que define os ingredientes e o modo de preparação. A nossa conta é um objeto concreto assim como o bolo que também precisa de uma receita pré-definida. E a "receita" no mundo OO recebe o nome de classe. Ou seja, antes de criarmos um objeto, definiremos uma classe.

Outra analogia que podemos fazer é entre o projeto de uma casa (a planta da casa) e a casa em si. O projeto é a classe e a casa, construída a partir desta planta, é o objeto. O projeto da conta, isto é, a definição da conta, é a classe. O que podemos construir (instanciar) a partir dessa classe, as contas de verdade, damos o nome de objetos.

Pode parecer óbvio, mas a dificuldade inicial do paradigma da orientação a objetos é justamente saber distinguir o que é classe e o que é objeto. É comum o iniciante utilizar, obviamente de forma errada, essas duas palavras como sinônimos.

O próximo passo será criar nossa classe Conta dentro de um novo arquivo Python, que receberá o nome de conta.py. Criar uma classe em Python é extremamente simples em termos de sintaxe. Vamos começar criando uma classe vazia. Depois criaremos uma instância, um objeto dessa classe, e utilizaremos a função type() para analisar o resultado:

class Conta:
    pass

    #Em outro arquivo:
    from conta import Conta

    conta = Conta()
    print(type(conta))
    #<class '__main__.Conta'>

Vemos <class '_\main__.Conta'> pois o módulo onde se encontra a classe Conta é no módulo principal, ou seja, na nossa __main__. Agora, temos uma classe Conta.

Como Python é uma linguagem dinâmica, podemos modificar esse objeto conta em tempo de execução. Por exemplo, podemos acrescentar atributos a ele:

    conta.titular = "João"
    print(conta.titular)
    #'João'

    conta.saldo = 120.0
    print(conta.saldo)
    #120.0

Mas o problema do código é que ainda não garantimos que toda instância de Conta tenha um atributo titular ou saldo. Portanto, queremos uma forma padronizada da conta de maneira que possamos criar objetos com determinadas configurações iniciais.

Em linguagens orientadas a objetos, existe uma maneira padronizada de criar atributos em um objeto. Geralmente fazemos isso através de uma função construtora - algo parecido com nossa função cria_conta() do exercício anterior.

Construtor

Em Python, alguns nomes de métodos estão reservados para o uso da própria linguagem. Um desses métodos é o __init__() que vai inicializar o objeto. Seu primeiro parâmetro, assim como todo método de instância, é a própria instância. Por convenção, chamamos este argumento de self. Vejamos um exemplo:

class Conta:
    def __init__(self, numero, titular, saldo, limite):
        self.numero = numero
        self.titular = titular
        self.saldo = saldo
        self.limite = limite

Agora, quando uma classe é criada, todos os seus atributos serão inicializados pelo método __init__(). Apesar de muitos programadores chamarem este método de construtor, ele não cria um objeto conta. Existe outro método, o __new__() que é chamado antes do __init_() pelo interpretador do Python. O método __new__() é realmente o construtor e é quem realmente cria uma instância de Conta. O método __init__() é responsável por inicializar o objeto, tanto é que já recebe a própria instância (self) criada pelo construtor como argumento. Dessa maneira, garantimos que toda instância de uma Conta tenha os atributos que definimos.

Agora, se executarmos a linha de código abaixo, vai acusar um erro:

    conta = Conta()
Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: __init__() missing 4 required positional arguments: 'numero', 'titular', 'saldo', and 'limite

O erro acusa a falta de 4 argumentos na hora de criar uma Conta. A classe Conta agora nos obriga a passar 4 atributos (numero, titular, saldo e limite) para criar uma conta:

    conta = Conta('123-4', 'João', 120.0, 1000.0)

Veja que em nenhum momento chamamos o método __init__(). Quem está fazendo isso por debaixo dos panos é o próprio Python quando executa conta = Conta(). Como vimos, ele chama o método __new__() que devolve um instância do objeto e em seguida chama o método __init__() toda vez que criamos uma conta. Podemos ver isto funcionando imprimindo uma mensagem dentro do método __init__():

def __init__(self, titular, numero, saldo, limite):
    print("inicializando uma conta")
    self.titular = titular
    self.numero = numero
    self.saldo = saldo
    self.limite = limite

e testar novamente:

    conta = Conta('123-4', 'João', 120.0, 1000.0)
inicializando uma conta

Ao criar uma Conta, estamos pedindo para o Python criar uma nova instância de Conta na memória, ou seja, o Python alocará memória suficiente para guardar todas as informações da Conta dentro da memória do programa. O __new__(), portanto, devolve uma referência, uma seta que aponta para o objeto em memória e é guardada na variável conta.

Para manipularmos nosso objeto conta e acessarmos seus atributos, utilizamos o operador "." (ponto):

    print(conta.titular)
    #'João'
    print(conta.saldo)
    #120.0

Como o self é a referência do objeto, ele chama self.titular e self.saldo da classe Conta.

Agora, além de funcionar como esperado, nosso código não permite criar uma conta sem os atributos que definimos anteriormente. Discuta com seus colegas e instrutor as vantagens da orientação a objetos até aqui.

Métodos

Como vimos, além dos atributos, nossa conta deve possuir funcionalidades. No arquivo teste_conta.py criamos as funções saca(), deposita() e extrato(). No paradigma orientado a objetos, as funcionalidades de um objeto são chamados de métodos - do ponto de vista do código, são as funções dentro de uma classe.

Vamos criar o método deposita() na classe Conta. Aqui, assim como o método __init__(), o método deposita() deve receber a instância do objeto (self) além do valor a ser depositado:

class Conta:

    # método __init__() omitido

    def deposita(self, valor):
        self.saldo += valor

Isso acontece porque o método precisa saber qual objeto conta ele deve manipular, qual conta vai depositar um determinado valor - e podemos ter muitas contas criadas no nosso sistema.

Utilizamos o operador '.' (ponto) através do objeto conta para chamar o método deposita:

>>> conta.deposita(20.0)

Ao ler esse código, o interpretador associa o objeto conta ao argumento self do método - note que não precisamos passar a conta como argumento, isso é feito por debaixo dos panos pelo Python.

Faremos o mesmo para os métodos saca() e extrato():

class Conta:

    # outros métodos omitidos

    def saca(self, valor):
        self.saldo -= valor

    def extrato(self):
        print("numero: {} \nsaldo: {}".format(self.numero, self.saldo))

Agora vamos testar nossos métodos:

    conta = Conta('123-4', 'João', 120.0, 1000.0)
    conta.deposita(20.0)
    conta.extrato()
    #numero: '123-4'
    #saldo: 140.0
    conta.saca(15)
    conta.extrato()
    #numero: '123-4'
    #saldo: 125.0

O saldo inicial era de 120 reais. Depositamos 20 reais, sacamos 15 reais e tiramos o extrato que resultou em 125 reais.

Por fim, o código de nossa Conta vai ficar assim:

class Conta:

    def __init__(self, numero, titular, saldo, limite):
        self.numero = numero
        self.titular = titular
        self.saldo = saldo
        self.limite = limite

    def deposita(self, valor):
        self.saldo += valor

    def saca(self, valor):
        self.saldo -= valor

    def extrato(self):
        print("numero: {} \nsaldo: {}".format(self.numero, self.saldo))

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Métodos com retorno

Em outras linguagens como C++ e Java, um método sempre tem que definir o que retorna, nem que defina que não há retorno. Como vimos no capítulo sobre funções, no Python isso não é necessário - mas podemos retornar algo no método saca(), por exemplo, indicando se a operação foi bem sucedida ou não. Neste caso, podemos retornar um valor booleano:

def saca(self, valor):
    if (self.saldo < valor):
        return False
    else:
        self.saldo -= valor
        return True

Veja que a declaração do método não mudou, mas agora ele nos retorna algo (um boolean). A palavra chave return indica que o método vai terminar ali, retornando tal informação.

Exemplo de uso:

    minha_conta.saldo = 1000
    consegui = minha_conta.saca(2000)
    if(consegui):
       print(“consegui sacar”)
    else:
        print(“não consegui sacar”)

#'não consegui sacar'

Ou então, podemos eliminar a variável temporária, se desejado:

    minha_conta.saldo = 1000
    if(minha_conta.saca(2000)):
        print(“consegui sacar”)
    else:
        print(“não consegui sacar”)

    #'não consegui sacar'

Mais adiante, veremos que algumas vezes é mais interessante lançar uma exceção (exception) nesses casos.

Objetos são acessados por referência

O programa pode manter na memória não apenas uma Conta, mas mais de uma:

    minha_conta = Conta()
    minha_conta.saldo = 1000

    meu_sonho = Conta()
    meu_sonho.saldo = 1500000

Quando criamos uma variável para associar a um objeto, na verdade, essa variável não guarda o objeto, e sim uma maneira de acessá-lo, chamada de referência (o self).

    c1 = Conta()

Ao fazer isso, já sabemos que o Python está chamando os métodos mágicos __new__() e __init__() que são responsáveis por construir e iniciar um objeto do tipo Conta.

O correto é dizer que c1 se refere a um objeto. Não é correto dizer que c1 é um objeto, pois c1 é uma variável referência. Todavia, é comum ouvir frases como “tenho um objeto c1 do tipo Conta”, mas isso é apenas uma abreviação para encurtar a frase “Tenho uma referência c1 a um objeto tipo Conta”.

Vamos analisar o código abaixo:

    c1 = Conta('123-4', 'João', 120.0, 1000.0) 
    c2 = c1 
    print(c2.saldo)
    #120.0
    c1.deposita(100.0) 
    print(c1.saldo) 
    #220.0 
    c2.deposita(30.0) 
    print(c2.saldo)
    #250.0 
    print(c1.saldo) 
    #250.0

O que aconteceu aqui? O operador “=” copia o valor de uma variável. Mas qual é o valor da variável c1? É o objeto? Não. Na verdade, o valor guardado é a referência (endereço) de onde o objeto se encontra na memória principal.

Ao fazer c2 = c1, c2 passa a fazer referência para o mesmo objeto que c1 referencia nesse instante. Quando utilizamos c1 ou c2 neste código, estamos nos referindo ao MESMO objeto – são duas referências que apontam para o mesmo objeto.

Podemos notar isso através da função interna id() que retorna a referência de um objeto:

    print(id(c1))
    #140059774918104
    print(id(c2))
    #140059774918104

Internamente, c1 e c2 vão guardar um número que identifica em que posição da memória aquela Conta se encontra. Dessa maneira, ao utilizarmos o “.” (ponto) para navegar, o Python vai acessar a Conta que se encontra naquela posição de memória, e não uma outra conta. Para quem conhece, é parecido com um ponteiro, porém você não pode manipulá-lo.

Outra maneira de notar esse comportamento é que o interpretador Python chamou os métodos __new__() e __init__() apenas uma vez (na linha c1 = Conta('123-4', 'João', 120.0, 1000.0)), então só pode haver um objeto Conta na memória. Compará-las com o operador “==” vai nos retornar True, pois o valor que elas carregam é o mesmo:

    print(id(c1) == id(c2))
    #True
    print(c1 == c2)
    #True

Podemos então ver outra situação:

    c1 = Conta("123-4", "Python", 500.0, 1000.0)
    c2 = Conta("123-4", "Python", 500.0, 1000.0)
    if(c1 == c2):
        print(“contas iguais”)

O operador "==" compara o conteúdo das variáveis, mas essas variáveis não guardam o objeto, e sim o endereço em que ele se encontra. Como em cada uma dessas variáveis guardamos duas contas criadas diferentemente, elas estão em espaços diferentes da memória, o que faz o teste no if valer False. As contas podem ser equivalentes no nosso critério de igualdade, porém elas não são o mesmo objeto. Quando se trata de objetos, pode ficar mais fácil pensar que o "==" compara se os objetos (referências, na verdade) são o mesmo, e não se possuem valores iguais.

Para saber se dois objetos têm o mesmo conteúdo, você precisa comparar atributo por atributo. Futuramente, veremos uma solução mais elegante para isso também.

Método transfere

E a funcionalidade que transfere dinheiro entre duas contas? Podemos ficar tentados a criar um método que recebe dois parâmetros: conta1 e conta2 do tipo Conta. Cuidado: já sabemos que os métodos de nossa classe Conta sempre recebem a referência, o self - portanto o método recebe apenas um parâmetro do tipo Conta, a conta destino (além do valor):

class Conta:

    # código omitido

    def transfere(self, destino, valor):
        self.saldo -= valor
        destino.saldo += valor

Para deixar o código mais robusto, poderíamos verificar se a conta possui a quantidade a ser transferida disponível. Para ficar ainda mais interessante, você pode chamar os métodos deposita e saca já existentes para fazer essa tarefa:

class Conta:

    # código omitido

    def transfere(self, destino, valor):
        retirou = self.saca(valor)
        if (retirou == False):
            return False
        else:
            destino.deposita(valor)
            return True

Quando passamos uma Conta como argumento, o que será que acontece na memória? Será que o objeto é clonado?

No Python, a passagem de parâmetro funciona como uma simples atribuição como no uso do “=”. Então, esse parâmetro vai copiar o valor da variável do tipo Conta que for passado como argumento para a variável destino. E qual é o valor de uma variável dessas? Seu valor é um endereço, uma referência, nunca um objeto. Por isso não há cópia de objetos aqui.

Esse último código poderia ser escrito com uma sintaxe muito sucinta. Como?

Transfere Para

Perceba que o nome deste método poderia ser transfere_para() ao invés de só transfere(). A chamada do método fica muito mais natural, é possível ler a frase em português que ela tem um sentido:

conta1.transfere_para(conta2, 50.0):

A leitura deste código seria "conta1 transfere para conta2 50 reais".

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Continuando com atributos

Os atributos de uma classe podem receber um valor padrão - assim como os argumentos de uma função. Nosso banco pode ter um valor de limite padrão para todas as contas e apenas em casos específicos pode atribuir um valor limite diferente.

Para aplicarmos essa regra de negócio, podemos atribuir um valor padrão ao limite, por exemplo, 1000.0 reais:

class Conta:

    def __init__(self, numero, titular, saldo, limite=1000.0):
        self.numero = numero
        self.titular = titular
        self.saldo = saldo
        self.limite = limite

E podemos inicializar uma conta:

    conta = Conta('123-4', 'joão', 120.0)

Veja que agora não somos obrigados a passar o valor do limite já que ele possui um valor padrão de 1000.0 e podemos acessá-lo pela conta:

    print(conta.limite)
1000.0

Quando declaramos as variáveis na classe Conta, aprendemos que podemos atribuir um valor padrão para cada uma delas. Imagine que comecemos a aumentar nossa classe Conta e adicionar nome, sobrenome e cpf do titular da conta. Começaríamos a ter muitos atributos e, se você pensar direito, uma Conta não tem nome, nem sobrenome nem cpf, quem tem esses atributos é um cliente. Assim, podemos criar uma nova classe e fazer uma agregação - agregar um cliente a nossa conta. Portanto, nossa classe Conta tem um Cliente.

O atributos de uma Conta também podem ser referências para outras classes. Suponha a seguinte classe Cliente:

class Cliente:

    def __init__(self, nome, sobrenome, cpf):
        self.nome = nome
        self.sobrenome = sobrenome
        self.cpf = cpf

class Conta:

    def __init__(self, numero, cliente, saldo, limite):
        self.numero = numero
        self.titular = cliente
        self.saldo = saldo
        self.limite = limite

E quando criarmos um Conta, precisamos passar um Cliente como titular:

    cliente = Cliente('João', 'Oliveira', '1111111111-1')
    minha_conta = Conta('123-4', cliente, 120.0, 1000.0)

Aqui aconteceu uma atribuição, o valor da variável cliente é copiado para o atributo titular do objeto ao qual minha_conta se refere. Em outras palavras, minha_conta tem uma referência ao mesmo Cliente que cliente se refere, e pode ser acessado através de minha_conta.titular.

Você pode realmente navegar sobre toda estrutura de informação, sempre usando o ponto:

    print(minha_conta.titular)
    #<__main__.Cliente object at 0x7f83dac31dd8>

Veja que a saída é a referência a um objeto do tipo Cliente, mas podemos acessar seus atributos de uma forma mais direta e até mais elegante:

    print(minha_conta.titular.nome)
    #'João'

Tudo é objeto

Python é uma linguagem totalmente orientada a objetos. Tudo em Python é um objeto! Sempre que utilizamos uma função ou método que recebe parâmetros, estamos passando objetos como argumentos. Não é diferente com nossas classes. Quando uma conta recebe um cliente como titular, ele está recebendo uma instância de Cliente, ou seja, um objeto.

O mesmo acontece com numero, saldo e limite. Strings e números são classes no Python. Por este motivo que aparece a palavra class quando pedimos para o Python nos devolver o tipo de uma variável através da função type:

    print(type(conta.numero))
    #<class 'str'>
    print(type(conta.saldo))
    #<class 'float'>
    print(type(conta.titular))
    #<class '__conta__.Cliente'>

Um sistema orientado a objetos é um grande conjunto de classes que vai se comunicar, delegando responsabilidades para quem for mais apto a realizar determinada tarefa. A classe Banco usa a classe Conta, que usa a classe Cliente, que usa a classe Endereco, etc... Dizemos que esses objetos colaboram, trocando mensagens entre si. Por isso, acabamos tendo muitas classes em nosso sistema, e elas costumam ter um tamanho relativamente curto.

Composição

Fizemos, no ponto anterior, uma agregação. Agora nossa classe Conta tem um Cliente e associamos estas duas classes. Todavia, nossa classe Cliente existe independente da classe Conta. Suponha agora que nossa Conta possua um histórico, contendo a data de abertura da conta e suas transações. Podemos criar uma classe para representar o histórico, como no exemplo abaixo:

import datetime

class Historico:

    def __init__(self):
        self.data_abertura = datetime.datetime.today()
        self.transacoes = []

    def imprime(self):
        print("data abertura: {}".format(self.data_abertura))
        print("transações: ")
        for t in self.transacoes:
            print("-", t)  

Agora precisamos modificar nossa classe Conta de modo que ela tenha um Historico. Mas aqui, diferente da relação do cliente com uma conta, a existência de um histórico depende da existência de uma Conta:

class Conta:

    def __init__(self, numero, cliente, saldo, limite=1000.0):
        self.numero = numero
        self.cliente = cliente
        self.saldo = saldo
        self.limite = limite
        self.historico = Historico()

E podemos, em cada método para manipular uma Conta, acrescentar a operação nas transações de seu Historico:

class Conta:

    #código omitido

    def deposita(self, valor):
        self.saldo += valor
        self.historico.transacoes.append("depósito de {}".format(valor))

    def saca(self, valor):
        if (self.saldo < valor):
            return False
        else:
            self.saldo -= valor
            self.historico.transacoes.append("saque de {}".format(valor))

    def extrato(self):
        print("numero: {} \nsaldo: {}".format(self.numero, self.saldo))
        self.historico.transacoes.append("tirou extrato - saldo 
        de {}".format(self.saldo))

    def transfere_para(self, destino, valor):
        retirou = self.saca(valor)
        if (retirou == False):
            return False
        else:
            destino.deposita(valor)
            self.historico.transacoes.append("transferencia de {} 
            para conta {}".format(valor, destino.numero))
            return True

E testamos:

    cliente1 = Cliente('João', 'Oliveira', '11111111111-11')
    cliente2 = Cliente('José', 'Azevedo', '222222222-22')
    conta1 = Conta('123-4', cliente1, 1000.0)
    conta2 = Conta('123-5', cliente2, 1000.0)
    conta1.deposita(100.0)
    conta1.saca(50.0)
    conta1.transfere_para(conta2, 200.0)
    conta1.extrato

    #numero: 123-4 
    #saldo: 850.0

    conta1.historico.imprime()

    #data abertura: 2018-05-10 19:44:07.406533
    #transações: 
    #- depósito de 100.0
    #- saque de 50.0
    #- saque de 200.0
    #- transferencia de 200.0 para conta 123-5
    #- tirou extrato - saldo de 850.0

    conta2.historico.imprime()

    #data abertura: 2018-05-10 19:44:07.406553
    #transações: 
    #- depósito de 200.0

Quando a existência de uma classe depende de outra classe, como é a relação da classe Histórico com a classe Conta, dizemos que a classe Historico compõe a classe Conta. Esta associação chamamos Composição.

Mas, e se dentro da nossa Conta não colocássemos self.historico = Historico(), e ao invés disso tentássemos acessá-lo diretamente? Faz algum sentido fazer historico = Historico()?

Quando o objeto é inicializado, ele vai receber o valor default que definimos na classe:

class Conta:

    def __init__(self, numero, cliente, saldo, limite):
        #iniciando outros parâmetros
        self.historico = Historico()

Com esse código, toda nova Conta criada já terá um novo Historico associado, sem necessidade de instanciá-lo logo em seguida da instanciação de uma Conta.

Atenção: para quem não está acostumado com referências, pode ser bastante confuso pensar sempre em como os objetos estão na memória para poder tirar as conclusões de o que ocorrerá ao executar determinado código, por mais simples que ele seja. Com o tempo, você adquire a habilidade de rapidamente saber o efeito de atrelar as referências, sem ter de gastar muito tempo para isso. É importante nesse começo você estar sempre pensando no estado da memória. Além disso, lembrar que no Python “uma variável nunca carrega um objeto, e sim uma referência para ele” facilita muito.

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Para saber mais: outros métodos de uma classe

O interpretador adiciona alguns atributos especiais somente para leitura a vários tipos de objetos de uma classe, sendo um deles o __dict__.

Isso acontece porque a classe Conta possui alguns métodos, dentre eles o __init__() e o __new__(), que são chamados para criar e inicializar um objeto desta classe, respectivamente. Caso você queira saber quais outros métodos são implementados pela classe Conta, você pode usar a função embutida dir(), que irá listar todos métodos e atributos que a classe possui.

>>> dir(Conta)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', 
'__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'extrato', 'deposita', 'limite', 'numero', 'saca', 'saldo', 'transfere_para', 'titular']

Dessa lista, já conhecemos o __init__(), o __new__() e os métodos e atributos que definimos quando construímos a classe Conta. Na verdade, quando usamos a função dir(), o interpretador chama o atributo __dir__ dessa lista. Um outro atributo bastante útil é o __dict__, que retorna um dicionário com os atributos da classe.

    cliente = Cliente('João', 'Oliveira', '111111111-11')
    conta = Conta('123-4', cliente, 1000.0)
    print(conta.__dict__)
    #{'saldo': 1000.0, 'numero': '123-4', 'titular': <__main__.Cliente object at                  0x7f0b6d028f28>, 'limite': 1000.0}

Mas não é comum acessá-lo dessa maneira. Esses métodos iniciados e terminados com dois underscores são chamados pelo interpretador, e são conhecidos como métodos mágicos. Existe outra função embutida do Python, a função vars(), que chama exatamente o __dict__ de uma classe. Obtemos o mesmo resultado usando vars(conta):

    vars(conta)
    #{'saldo': 1000.0, 'numero': '123-4', 'titular': <__main__.Cliente object at                    0x7f0b6d028f28>, 'limite': 1000.0}

Repare que o __dict__ e o vars() retornam exatamente um dicionário de atributos de uma conta como tínhamos modelado no início deste capítulo. Portanto, nossas classes utilizam dicionários para armazenar informações da própria classe.

Os demais métodos mágicos estão disponíveis para uso e não utilizaremos por enquanto. Voltaremos a falar deles em um outro momento.

Exercício: Primeira classe Python

1. Crie um arquivo chamado conta.py na pasta oo criada no exercício anterior.

2. Crie a classe Conta sem nenhum atributo e salve o arquivo.

   class Conta:
       pass

3. Vá até a pasta onde se encontra o arquivo conta.py e crie um novo arquivo, chamado conta_teste.py. Dentro deste arquivo importe a classe Conta do módulo conta.

       from conta import Conta

4. Crie uma instância (objeto) da classe Conta e utilize a função type() para verificar o tipo do objeto:

       conta = Conta()
       type(conta)
   <class 'conta.Conta'>

   Além disso, crie alguns atributos e tente acessá-los.

5. Abra novamente o arquivo conta.py e escreva o método __init__(), recebendo os atributos anteriormente definidos por nós que toda conta deve ter (numero titular, saldo e limite):

   class Conta:
   
       def __init__(self, numero, titular, saldo, limite):
           self.numero = numero
           self.titular = titular
           self.saldo = saldo
           self.limite = limite

6. No arquivo conta_teste.py, Tente criar uma conta sem passar qualquer argumento no construtor:

       conta = Conta()
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   TypeError: __init__() missing 4 required positional arguments: 'numero', 'titular', 'saldo', and 'limite

   Note que o interpretador acusou um erro. O método __init__() exige 4 argumentos 'numero', 'titular', 'saldo' e 'limite'.

7. Agora vamos seguir o exigido pela classe, pela receita de uma conta:

       conta = Conta('123-4', 'João', 120.0, 1000.0)

8. O interpretador não acusou nenhum erro. Vamos imprimir o numero e titular da conta:

       print(conta.numero)
   '123-4'
       print(conta.titular)
   'João'

9. Crie o método deposita() dentro da classe Conta. Esse método deve receber uma referência do próprio objeto e o valor a ser adicionado ao saldo da conta.

   def deposita(self, valor):
       self.saldo += valor

10. Crie o método saca() que recebe como argumento uma referência do próprio objeto e o valor a ser sacado. Esse método subtrairá o valor do saldo da conta.

    def saca(self, valor):
        self.saldo -= valor

11. Crie o método extrato(), que recebe como argumento uma referência do próprio objeto. Esse método imprimirá o saldo da conta:

    def extrato(self):
        print("numero: {} \nsaldo: {}".format(self.numero, self.saldo))

12. Modifique o método saca() fazendo retornar um valor que representa se a operação foi ou não bem sucedida. Lembre que não é permitido sacar um valor maior do que o saldo.

    def saca(self, valor):
        if (self.saldo < valor):
            return False
        else:
            self.saldo -= valor
            return True

13. Crie o método transfere_para() que recebe como argumento uma referência do próprio objeto, uma Conta destino e o valor a ser transferido. Esse método deve sacar o valor do próprio objeto e depositar na conta destino:

    def transfere_para(self, destino, valor):
        retirou = self.saca(valor)
        if (retirou == False):
            return False
        else:
            destino.deposita(valor)
            return True

14. Por fim, crie duas contas no arquivo teste-conta.py e verifique os métodos criados.

    conta.deposita(50.0)
    conta.extrato()
    conta.saca(20.0)
    conta.extrato()

15. (Opcional) Crie uma classe para representar um cliente do nosso banco que deve ter nome, sobrenome e cpf. Instancie uma Conta e passe um cliente como titular da conta. Modifique o método extrato() da classe Conta para imprimir, além do número e o saldo, os dados do cliente. Podemos criar uma Conta sem um Cliente? E um Cliente sem uma Conta?

16. (Opcional) Crie uma classe que represente uma data, com dia, mês e ano. Crie um atributo data_abertura na classe Conta. Crie uma nova conta e faça testes no console do Python.

17. (Desafio) Crie uma classe Historico que represente o histórico de uma Conta seguindo o exemplo da apostila. Faça testes no console do Python criando algumas contas, fazendo operações e por último mostrando o histórico de transações de uma Conta. Faz sentido criar um objeto do tipo Historico sem uma Conta?

Agora, além de funcionar como esperado, nosso código não permite criar uma conta sem os atributos que definimos anteriormente. Discuta com seus colegas e instrutor as vantagens da orientação a objetos até aqui.