Programação Estruturada versus Programação Orientada a Objetos

A Wikipédia define a programação imperativa como um paradigma que descreve a computação como ações (comandos) e estados (variáveis) de um programa. O nome do paradigma, Imperativo, está ligado ao tempo verbal imperativo, onde o programador diz ao computador: faça isso, depois isso, depois aquilo... Este paradigma de programação se destaca pela simplicidade, uma vez que todo ser humano, ao se programar, o faz imperativamente, baseado na ideia de ações e estados, quase como um programa de computador.

Programação Estruturada

Em linguagens puramente imperativas, como Assembly, é muito fácil o programador criar códigos de difícil leitura, pois esse tipo de linguagem possui o que se chama de saltos (jumps) em sua estrutura. Estes saltos funcionam da seguinte forma: o programador define uma marcação (label) no código e depois, a partir de qualquer parte do programa, ele pode executar um desvio de fluxo de execução (salto) para aquela marcação. Pode ser que à primeira vista isso não tenha problema, contudo, na depuração do código, o programador fica em apuros com tantas marcações e saltos, pois isso dificulta o entendimento do fluxo de execução do programa.

Neste contexto, surge a programação estruturada, como uma forma de possibilitar que o programador tenha maior controle sobre sobre o fluxo de execução do programa. Para isso, segundo a Wikipédia, qualquer programa pode ser reduzido a 3 estruturas:

1. Estruturas de sequência: Onde uma tarefa é executada após a outra, linearmente.
2. Estruturas de decisão: Onde, a partir de um teste lógico, determinado trecho de código é excutado, ou não.
3. Estruturas de iteração: Onde, a partir de um teste lógico, determinado trecho de código é repetido por um número finito de vezes.

No trecho de código Python a seguir, podemos reparar o emprego das três estruturas citadas. Nas linhas 1, 2 e 3 temos um exemplo de uma estrutura de sequência. Cada linha é executada após a anterior, começando da primeira. Entre as linhas 5 e 9, temos uma estrutura de decisão, exemplificada pelo comando if. Na linha 5 este comando executa um teste lógico. Caso o valor seja verdadeiro, as linhas 6 e 7 serão executadas. Caso contrário, o fluxo se desvia para a linha 8, que executará a linha 9. Nas linhas 6 e 7, temos uma estrutura de iteração. Na linha 6 está declarada a estrutura, que regula quantas vezes a linha 7 será executada.

print "Tabuada!"
a = int(raw_input("Entre com a tabuada que deseja [0-9]: "))
print  # Apenas para deixar uma linha em branco.

if 0 <= a <= 9:
    for i in range(10):
        print "%d x %d = %.2d" % (a, i, a * i)
else:
    print "Entre ZERO e NOVE!"

Listagem 1. Exemplo de código estruturado.

Vantagens

• Provê um melhor controle sobre o fluxo de execução do código, quando comparada com a programação imperativa.
• É fácil de se entender, sendo amplamente usada em cursos introdutórios de programação.

Desvantagens

• Ainda se foca em como a tarefa deve ser feita e não em o que deve ser feito.
• Tende a gerar códigos confusos, onde tratamento dos dados são misturados com o comportamento do programa.

Programação Orientada a Objetos

Uma das desvantagens da programação estruturada, como foi citado, é a tendência em gerar códigos onde tratamentos de dados são misturados com o comportamento do programa. Além disso, caso o programador quisesse criar um programa semelhante a um que já tivesse feito, era complicado pegar determinadas partes deste programa já pronto e trazer para o novo projeto, uma vez que eram necessárias, na maior parte das vezes, realizar mudanças substanciais no código.

Neste cenário surgiu a Programação Orientada a Objetos (POO – lê-se Pê-Ó-Ó). Ela foi criada para tentar simular o mundo real dentro do computador e para isso utiliza objetos. Desta forma, fica a cargo do programador modelar objetos e a interação entre eles. Essa modelagem leva em consideração alguns conceitos, dentre os principais, pode-se citar:

• Classe: É o molde para criar objetos. Possui todas as especificações de um grupo deles. Ex.: Os objetos Eddie Vedder e Kurt Cobain, apesar de serem diferentes, derivam da mesma classe Pessoa. 
• Atributos: Definem características de objetos, e.g., a classe Pessoa tem os Atributos Nome, Endereço, Telefone e Sexo.
• Métodos: Definem o comportamento dos objetos, tendo seus nomes normalmente definidos por verbos. Para a classe Pessoa, por exemplo, podem haver os métodos Comprar, Vender e Alugar.
  
• Abstração: É a habilidade de se concentrar nos principais aspectos de um grupo de objetos, em vez de se preocupar com as suas especificações. Ex.: Para a classe Pessoa são definidas as principais características comuns à maioria das pessoas, sem que haja preocupação especial com objetos muito específicos e, por conseguinte, pouco comuns (e.g., pessoas com dedos a mais ou a menos).
• Encapsulamento: É a habilidade de esconder de outros objetos, as características intrínsecas de um dado objeto. Toda a comunicação inter objetos deve ser realizada via métodos. Um objeto não deve ser capaz de acessar, e tampouco alterar, atributos de outro objeto diretamente.
• Associação: É a habilidade pela qual um objeto utiliza recursos de outro. Por exemplo: Corda é parte de um Violão.
  
• Herança: É a capacidade de criar subclasses a partir de uma superclasse. Essas subclasses herdam, então, todas as características da superclasse. É normalmente definida como uma associação do tipo "é um", e.g., Cliente é uma Pessoa.
• Polimorfismo: É o princípio pelo qual uma subclasse sobrescreve um comportamento (método) herdado de sua superclasse. Por exemplo, a classe Pessoa implementa o método Comprar, mas a classe Cliente, derivada da classe Pessoa, precisa de algo mais específico, envolvendo mais dados. Então a classe Cliente sobrescreve o método Comprar, tornando-o mais específico.
  

Estes são alguns conceitos da POO. Sugiro a leitura da página da Sun, na seção de leituras recomendadas, no rodapé deste texto, para mais informações sobre eles. No código abaixo temos implementadas algumas das características da POO, que foram citadas. É um código bastante simples, sem aplicação direta em problemas reais. Contudo, serve como exemplo de implementação de Classes, Atributos, Herança, Polimorfismo e instanciação de objetos.

# -*- coding: utf8 -*-

class Pessoa:
    def __init__(self, nome_, endereco_, telefone_, sexo_):
        self.__nome = nome_
        self.__endereco = endereco_
        self.__telefone = telefone_
        self.__sexo = sexo_
    
    def comprar(self):
        pass
    
    def vender(self):
        pass
    
    def alugar(self):
        pass

class Cliente(Pessoa):
    def __init__(self, nome_, endereco_, telefone_, sexo_):
        Pessoa.__init__(self, nome_, endereco_, telefone_, sexo_)
    
    def comprar(self, nome):
        print "Sobrecarregando o método comprar()"

#
# Main
# 

eddie = Pessoa("Eddie Vedder", "Seatle", "555-6332", "M")
kurt = Pessoa("Kurt Cobain", "Paradise", "555-disk_god", "M")

Listagem 2. Exemplo de código Orientado a Objetos.

Vantagens

• Provê uma melhor organização do código.
• Contribui para o reaproveitamento de código.

Desvantagens

• Não possui o mesmo desempenho de códigos estruturados similares.
• Seus conceitos são de difícil compreensão se comparados aos conceitos da Programação estruturada.

Conclusão

Foram apresentados os principais conceitos da Programação Estruturada e da Orientada a Objetos. Ambos paradigmas são herdeiros do Paradigma Imperativo, mas proveem novas funções, criando novas abordagens para o mesmo.

O Paradigma Estruturado é o que domina atualmente cursos introdutórios de programação, mas é o Paradigma Orientado a Objetos que é a estrela da festa em sistemas maiores. Dificilmente encontra-se um grande projeto de software sem a utilização de POO, sendo este, requisito fundamental para profissionais da área de programação. Em suma, cada paradigma tem suas vantagens e desvantagens, sendo indicados para fins específicos. Enquanto que no Estruturado temos simplicidade de termos e facilidade de aprendizagem, que o levam para as primeiras aulas de programação, no Orientado a Objetos, temos mais recursos e melhores organização e reaproveitamento de código, colocando em um novo nível, os paradigmas Imperativo e Estruturado, dos quais ele herda características.

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Leituras Recomendadas

• UNICAMP – Página da Faculdade de Engenharia Elétrica da UNICAMP sobre Programação Estruturada.
• Guia do Hardware – Programação Orientada a Objetos.
• Sun – Object-Oriented Programming Concepts

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