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Lição 6 - Métodos e Funções

objetivo

Olá, estudante, que bom vê-lo por aqui! Na sequência de nossa última lição onde foram apresentados os módulos, pacotes e funções built-in, você terá como objetivo a apresentação de métodos e funções, suas características por definição e principalmente o seu uso e sintaxe através da linguagem de programação Python.

Uma função é um bloco de código que executa uma ação específica quando é chamada, sendo assim, pode receber argumentos como entrada, processá-los e retornar um valor de saída. Já os métodos são também funções, mas que estão associadas a objetos específicos. Eles são definidos dentro de classes e operam em instâncias dessas classes. Quando um método é chamado em um objeto, ele pode acessar e modificar os atributos desse objeto, além de executar ações relacionadas a ele. Os métodos são parte integrante da programação orientada a objetos e permitem que objetos interajam com seu ambiente e com outros objetos de maneira coesa.

Portanto, nesta lição, além de conhecer a conceitualização de métodos e funções, você também vai ver exemplos de aplicação e ao final saberá o quanto são fundamentais para escrever código modular, reutilizável e organizado. Vamos lá?

problematização

O uso de funções e métodos em programação é uma abordagem essencial para resolver problemas de maneira organizada e eficiente. Eles oferecem uma maneira de encapsular blocos de código em unidades reutilizáveis, permitindo que você quebre um problema complexo em partes gerenciáveis e trabalhe em cada parte individualmente.

Imagine que você está desenvolvendo um programa para gerenciar uma loja on-line. Você precisa lidar com tarefas como adicionar produtos ao estoque, processar pedidos dos clientes e gerar relatórios de vendas. Este é um ótimo exemplo para compreender como o uso de funções e métodos pode resolver esse problema. Você terá organização e clareza, pois poderá criar funções para cada tarefa específica, como “adicionarProduto()”, “processarPedido()” e “gerarRelatorio()”. Cada função teria um propósito claro e conteria o código relevante para essa tarefa. Isso torna o código mais legível e mais fácil de entender, uma vez que as ações são separadas em blocos de código independentes.

Com isso, você acaba de aprender que o uso de funções e métodos resolve problemas gerais de programação, permitindo a organização, a reutilização de código, a manutenção simplificada e a colaboração eficiente. Eles promovem a escrita de código modular, legível e fácil de manter, tornando a resolução de problemas complexos uma tarefa mais gerenciável.

case

No case de hoje vamos falar sobre a biblioteca Municipal de uma pequena cidade que possui um sistema de gerenciamento de livros e empréstimos, desenvolvido há muitos anos em linguagem procedural. O sistema original é um único arquivo gigante, difícil de entender e manter. Cada funcionalidade, como adicionar um novo livro, emprestar um livro ou gerar relatórios, está misturada no mesmo código.

Com isso, existem vários problemas como a dificuldade de manutenção, falta de reutilização de código (funcionalidades repetidas), legibilidade comprometida e riscos de erro. Sendo assim, a administração da biblioteca decidiu modernizar o sistema para melhorar sua eficiência e usabilidade. Eles contrataram uma equipe de desenvolvedores para realizar a refatoração - processo de reconstrução da estrutura interna do código sem alterar seu comportamento externo - e a reestruturação do código seguindo os seguintes passos:

Identificação de funcionalidades: a equipe analisa o código existente e identifica as diferentes funcionalidades do sistema, como gerenciamento de livros, empréstimos, usuários e relatórios.
Separação em funções: cada funcionalidade é isolada em uma função separada. Por exemplo, as funções “adicionarLivro()”, “emprestarLivro()” e “gerarRelatorio()” são criadas para cada tarefa específica.
Reutilização de código: as partes de código comuns são transformadas em funções reutilizáveis. Por exemplo, a validação de datas pode ser encapsulada em uma função “validarData()”.

Após a refatoração e a implementação das funções, o sistema de gerenciamento da biblioteca tem os seguintes ganhos: manutenção simplificada, reutilização de código, legibilidade aprimorada, minimização de erro, ou seja, o software agora é mais fácil de manter, de ler e de expandir, contribuindo para uma experiência de gerenciamento de biblioteca mais moderna e confiável. Sendo assim, mesmo essa situação sendo fictícia, conseguimos observar como será a utilização dos conteúdos que você aprenderá na lição de hoje!

Conceitualização

Métodos, Procedimentos e Funções são blocos de código reutilizáveis em programação, cada um com um propósito e contexto específico. Eles desempenham um papel fundamental na estruturação de programas, promovendo a modularidade, reutilização de código e organização. Na linguagem de programação Python, esses conceitos são implementados de maneira eficaz, permitindo uma abordagem estruturada e funcional da programação.

Funções

Uma função é um bloco de código que executa uma tarefa específica quando é chamada visando atingir um objetivo específico (PEREIRA, 2010). Sendo assim, ela pode receber argumentos como entrada, processá-los e retornar um valor de saída. São características das funções:

Reutilização: funções permitem escrever um código que pode ser usado várias vezes em diferentes partes do programa.
Modularidade: funções dividem o código em unidades independentes, facilitando a compreensão e manutenção.
Abstração: as implementações detalhadas são ocultas, permitindo que você se concentre na lógica de alto nível.
Aplicação em Python: Definir e chamar funções é uma prática comum em Python. Funções podem ser criadas usando a palavra-chave def e chamadas usando o nome da função seguido por parênteses.

Veja um exemplo de função na figura 1:

Figura 1 - Exemplo de função em Python Fonte: o autor.

#PraCegoVer: a Figura 1 tem na linha 1 def somar_numeros(a, b): na linha 2 resultado = a + b na linha 3 return resultado na linha 4 numero1 = 5 na linha 5 numero2 = 7 na linha 6 soma = somar_numero(numero1, numero2) na linha 7 print(“A soma de”, numero1, “e”, numero2, “é:”, soma).

Agora, entenda o passo a passo dos exemplos da Figura 1:

Linha 1, 2 e 3: definição da função somar_numeros(a, b) função que soma dois numeros e retorna o valor já calculado.

Linha 4 e 5: cria duas variáveis já com valores predefinidos para uso da função a seguir.

Linha 6: chama a função somar_numeros com os valores das variáveis numero1 e numero2 e atribui seu resultado na variável soma.

Linha 7: Exibe na tela a frase A soma de 5 e 7 é: 12.

Procedimentos

Um procedimento é um bloco de código semelhante a uma função, mas não retorna um valor. Ele executa ações específicas e pode modificar o estado do programa. São características dos procedimentos:

Foco na Ação: procedimentos são usados quando a ênfase está na execução de tarefas e na modificação de estados, em vez de retornar valores.
Modificação de Estado: procedimentos frequentemente modificam variáveis ou objetos existentes, alterando o estado do programa.
Aplicação em Python: embora Python não tenha um tipo específico chamado "procedimento", você pode criar funções sem retornos para simular comportamentos de procedimentos.

Veja um exemplo de procedimento na Figura 2:

Figura 2 - Exemplo de procedimento em Python Fonte: o autor.

#PraCegoVer: a Figura 02 na linha 1 temos def saudacao(nome): na linha 2 print(“Olá, “ + nome + “! Bem-vindo(a)!”) na linha 3 saudacao(“Alice”) e na linha 4 saudacao(“Bob”).

Agora, entenda o passo a passo dos exemplos da Figura 2:

Linha 1 e 2: definição do procedimento saudacao(nome) procedimento que exibe a frase de salvação com o nome informado pelo usuário. Mesmo usando a palavra reservada (que cria uma função) pode-se considerar um procedimento por não haver retorno de valor.

Linha 3: executa o procedimento saudacao(“Alice”) que exibe direto na tela a frase Olá, Alice! Bem-vindo(a)!

Linha 4: executa o procedimento saudacao(“Bob”) que exibe direto na tela a frase Olá, Bob! Bem-vindo(a)!

Métodos

Um método é uma função associada a um objeto específico em programação orientada a objetos. Ele opera em instâncias da classe à qual está associado. São características dos métodos:

Contextualização: métodos permitem que objetos interajam com seu ambiente e com outros objetos de maneira organizada e coesa.
Compartilhamento de Dados: métodos têm acesso aos atributos do objeto e podem modificá-los conforme necessário.
Encapsulamento: métodos podem ser usados para ocultar a implementação interna do objeto e fornecer uma interface pública.
Aplicação em Python: métodos são definidos dentro de uma classe e podem ser chamados usando a notação de ponto em instâncias dessa classe.

Veja um exemplo de método na Figura 3:

Figura 3 - Exemplo de método em Python Fonte: o autor.

#PraCegoVer: a Figura 3 tem na linha 1 class Circulo: na linha 2 def __init__(self, raio): na linha 3 self.raio = raio na linha 4 def calcular_area(sefl): area = 3.14 * self.raio ** 2 na linha 6 return area na linha 7 circulo1 = Circulo(5) na linha 8 area_circulo1 = circulo1.calcular_area() e na linha 9 print(“A área do círculo é:”, area_circulo1).

Agora, entenda o passo a passo dos exemplos da Figura 3:

Linha 1: criação da classe Circulo.

Linhas 2 e 3: criação do método construtor da classe que recebe o valor de raio.

Linhas 4, 5 e 6: criação do método calcular_area().

Linha 7: instancia um objeto circulo1 da classe Circulo passando o valor 5 no construtor.

Linha 8: chama o método calcular_area() e atribui seu resultado na variável area_circulo1.

Linha 9: Exibe na tela a frase A área do círculo é: 246.49.

Métodos, procedimentos e funções são construções essenciais em programação que ajudam a criar um código organizado, reutilizável e de fácil manutenção. Em Python, eles desempenham papéis fundamentais em diversos paradigmas de programação, desde a abordagem procedural até a orientação a objetos, oferecendo flexibilidade e clareza na implementação de lógica complexa e funcionalidades específicas.

saiba aplicar

Um técnico em desenvolvimento de sistemas precisa entender sobre métodos, procedimentos e funções por vários motivos. Primeiramente, essas estruturas organizam o código em blocos lógicos, tornando-o mais legível. Além disso, permitem a reutilização de códigos em diferentes partes do programa, economizando tempo e esforço na programação. Sendo assim, compreender sobre esse assunto é fundamental, pois através desse conhecimento você terá mais eficiência na hora do seu trabalho!

Agora, chegou a sua vez de colocar os seus conhecimentos em prática e criar as funções do case desta lição. Primeiro, você irá acessar o ambiente para codificar, neste caso vamos usar o site OnlineGDB que pode ser acessado clicando aqui. Com o site aberto você irá selecionar no canto superior direito na opção Language a linguagem de programação Python 3. Selecione todo o código que vem automaticamente no arquivo main.py e digite o seguinte código conforme a Figura 4:

Figura 4 - Biblioteca Municipal print(f’0 livro “{título}” foi emprestado. ’ )Fonte: o autor.

#PraCegoVer: a Figura 04 em sua linha 1 tem livros = [] na linha 2 está vazia na linha 3 def adicionarLivro(titulo, autor): na linha 4 quatro espaços em branco e livro = {'titulo'; titulo, 'autor': autor, 'emprestado': False} na linha 5 quatro espaços em branco e livros.append(livro) na linha 6 quatro espaços em branco e print(f'O livro “{titulo}” de {autor} foi adicionado à biblioteca.') na linha 7 não temos nada na linha 8 def emprestarLivro(titulo): na linha 9 quatro espaços em branco e for livro in livros: na linha 10 oito espaços em branco e if livro['titulo'] == titulo and not livro['emprestado']: na linha 11 doze espaços em branco e livro['emprestado'] = True na linha 12 doze espaços em branco e print(f'O livro "{titulo}" foi emprestado.') na linha 13 doze espaços em branco e return, na inha 14 print(f’0 livro “{título}” foi emprestado. ’ ) na linha 15 não temos nada na linha 16 def gerarRelatorio(): na linha 17 quatro espaços em branco e total_livros = len(livros) na linha 18 quatro espaços em branco e emprestados = sum(livro['emprestado'] for livro in livros) na linha 19 quatro espaços em branco e disponiveis = total_livros - emprestados na linha 20 não temos nada na linha 21 quatro espaços em branco e print(f'Total de livros na biblioteca: {total_livros}') na linha 22 quatro espaços em branco e print(f'Livros emprestados: {emprestados}') na linha 23 print(f'Livros disponíveis: {disponiveis}') na linha 24 não temos nada na linha 25 adicionarLivro('Dom Casmurro', 'Machado de Assis') na linha 26 adicionarLivro('1984', 'George Orwell') na linha 27 adicionarLivro('O Hobbit', 'J.R.R. Tolkien') na linha 28 não temos nada na linha 29 emprestarLivro('Dom Casmurro') na linha 30 emprestarLivro('O Hobbit') na linha 31 emprestarLivro('1984') na linha 32 não temos nada e na linha 33 gerarRelatorio().

Após a implementação, clique no botão “run” na parte superior da janela para executar o código.

Segue algumas explicações sobre o código da Figura 3:

Linha 01: Cria uma lista vazia.
Linhas 03 a 06: Cria um procedimento que recebe um título e um autor como argumento e o adiciona na lista de livros (criada na linha 1) e exibe mensagem de que o livro daquele autor foi adicionado à biblioteca (lista de livros).
Linhas 8 a 14: Cria o procedimento emprestarLivro que recebe um argumento livro e percorre por toda a lista de livros verificando se aquele título existe e se não está emprestado para ao encontrar o livro atualize a propriedade “emprestado” para true (formalizando aqui o empréstimo) e caso não encontre o livro imprime que aquele livro já foi emprestado.
Linhas 16 a 23: Cria o procedimento gerarRelatorio() que verifica a quantidade de livros na lista (livros), soma o número de livros na lista (livros) que foram emprestados e encontra o número de livros disponíveis pela subtração do total de livro menos os livros emprestados.
Linhas 25 a 27: Utiliza o procedimento adicionarLivro() para inclusão de 3 títulos na lista (livros).
Linhas 29 a 31: Utiliza o procedimento empresarLivro() para realizar o empréstimo dos 3 livros adicionados anteriormente.
Linha 33: Utiliza o procedimento gerarRelatorio() para verificar qual o total de livros da biblioteca, quantos foram emprestados e quantos estão disponíveis.

E agora, consegue me dizer qual será o resultado gerado pelo procedimento gerarRelatorio()? Execute o código, implemente atualizações que considere pertinente de acordo com o que conhece de uma biblioteca, compartilhe com seus colegas e professores para uma bela conversa em sala de aula.

REFERÊNCIAS

PEREIRA, S. L. Algoritmos e lógica de programação em C: uma abordagem didática. 1. São Paulo: ed. Érica, 2010.

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