Associação entre Classes ou Objetos em Java

Na programação orientada a objetos (POO), a associação entre classes ou objetos é um relacionamento onde um objeto de uma classe se refere a outro objeto de outra classe. Essa associação pode ser simples ou complexa e pode ser representada de diversas maneiras. Três tipos principais de associação são usados para modelar o relacionamento entre objetos:

Composição
Agregação
Multiplicidade

1. Composição (Composição Forte)

A composição é um tipo de associação mais forte, onde um objeto "parte" de outro objeto. Se o objeto "pai" for destruído, seus objetos "filhos" também serão destruídos. Em outras palavras, o ciclo de vida dos objetos componentes depende do ciclo de vida do objeto que os contém.

Características da Composição:

Relacionamento forte: O objeto "pai" contém o objeto "filho" e controla seu ciclo de vida.
Destruição: Quando o objeto "pai" é destruído, o objeto "filho" também é destruído.
Exemplo: Uma casa e seus cômodos. Se a casa for destruída, os cômodos também serão destruídos, pois não existem independentemente.

Exemplo de Composição:

class Cômodo {
    private String nome;

    Cômodo(String nome) {
        this.nome = nome;
    }

    public String getNome() {
        return nome;
    }
}

class Casa {
    private Cômodo cozinha;
    private Cômodo sala;
    private Cômodo quarto;

    // Construtor que cria os cômodos como parte da casa
    Casa() {
        this.cozinha = new Cômodo("Cozinha");
        this.sala = new Cômodo("Sala");
        this.quarto = new Cômodo("Quarto");
    }

    public void mostrarCômodos() {
        System.out.println("Cômodos da casa: ");
        System.out.println(cozinha.getNome());
        System.out.println(sala.getNome());
        System.out.println(quarto.getNome());
    }

    // A Casa destrói automaticamente seus Cômodos quando a Casa é destruída.
}

public class TesteComposicao {
    public static void main(String[] args) {
        Casa casa = new Casa();
        casa.mostrarCômodos();
        // Se a casa for destruída, os cômodos também seriam.
    }
}

Explicação:

A Casa tem instâncias de Cômodo. No exemplo acima, quando a instância de Casa for destruída, os Cômodos (cozinha, sala, quarto) também seriam destruídos, pois são componentes da Casa e não existem independentemente.
A relação entre Casa e Cômodo é uma composição forte.

2. Agregação (Composição Fraca)

A agregação é uma forma de associação mais fraca em que o objeto "pai" pode conter objetos "filhos", mas esses objetos podem existir independentemente do "pai". Ou seja, se o objeto "pai" for destruído, os objetos "filhos" podem continuar existindo.

Características da Agregação:

Relacionamento mais fraco: O objeto "pai" contém o objeto "filho", mas não é responsável por seu ciclo de vida.
Existência independente: Os objetos "filhos" podem existir sem o objeto "pai".
Exemplo: Um departamento e seus funcionários. O departamento pode existir sem os funcionários, e os funcionários podem existir sem o departamento.

Exemplo de Agregação:

class Funcionario {
    private String nome;

    Funcionario(String nome) {
        this.nome = nome;
    }

    public String getNome() {
        return nome;
    }
}

class Departamento {
    private String nome;
    private Funcionario funcionario;

    Departamento(String nome, Funcionario funcionario) {
        this.nome = nome;
        this.funcionario = funcionario;
    }

    public void exibirInformacoes() {
        System.out.println("Departamento: " + nome);
        System.out.println("Funcionario: " + funcionario.getNome());
    }

    // Mesmo que o Departamento seja destruído, o Funcionário pode continuar existindo.
}

public class TesteAgregacao {
    public static void main(String[] args) {
        Funcionario funcionario = new Funcionario("Maria");
        Departamento departamento = new Departamento("RH", funcionario);
        departamento.exibirInformacoes();
        // O Departamento pode ser destruído, mas o Funcionário ainda existe.
    }
}

Explicação:

A agregação é uma associação mais fraca entre Departamento e Funcionario. Mesmo que o Departamento seja destruído, o Funcionario pode continuar existindo, já que ele é uma entidade independente.
A relação entre Departamento e Funcionario é uma agregação.

3. Multiplicidade

A multiplicidade descreve quantas instâncias de uma classe podem estar associadas a uma instância de outra classe. Ela indica o número de objetos que podem estar relacionados entre si.

Tipos de Multiplicidade:

1:1: Um objeto de uma classe está relacionado a exatamente um objeto de outra classe.
1:N: Um objeto de uma classe pode estar relacionado a vários objetos de outra classe (um para muitos).
N:M: Vários objetos de uma classe podem estar relacionados a vários objetos de outra classe (muitos para muitos).

Exemplo de Multiplicidade 1:N:

class Autor {
    private String nome;

    Autor(String nome) {
        this.nome = nome;
    }

    public String getNome() {
        return nome;
    }
}

class Livro {
    private String titulo;
    private Autor autor; // Um autor para muitos livros

    Livro(String titulo, Autor autor) {
        this.titulo = titulo;
        this.autor = autor;
    }

    public void exibirInformacoes() {
        System.out.println("Livro: " + titulo);
        System.out.println("Autor: " + autor.getNome());
    }
}

public class TesteMultiplicidade {
    public static void main(String[] args) {
        Autor autor = new Autor("J.K. Rowling");
        Livro livro1 = new Livro("Harry Potter e a Pedra Filosofal", autor);
        Livro livro2 = new Livro("Harry Potter e a Câmara Secreta", autor);

        livro1.exibirInformacoes();
        livro2.exibirInformacoes();
        // Um autor pode escrever vários livros, mas cada livro tem exatamente um autor.
    }
}

Explicação:

A relação entre Autor e Livro é de 1:N. Um Autor pode escrever vários Livros, mas cada Livro tem exatamente um Autor.
Este tipo de associação é um exemplo de multiplicidade 1:N.

Exemplo de Multiplicidade N:M:

class Estudante {
    private String nome;

    Estudante(String nome) {
        this.nome = nome;
    }

    public String getNome() {
        return nome;
    }
}

class Curso {
    private String nome;
    private List<Estudante> estudantes = new ArrayList<>();

    Curso(String nome) {
        this.nome = nome;
    }

    public void adicionarEstudante(Estudante estudante) {
        estudantes.add(estudante);
    }

    public void exibirInformacoes() {
        System.out.println("Curso: " + nome);
        for (Estudante estudante : estudantes) {
            System.out.println("Estudante: " + estudante.getNome());
        }
    }
}

public class TesteMultiplicidadeNM {
    public static void main(String[] args) {
        Estudante estudante1 = new Estudante("Ana");
        Estudante estudante2 = new Estudante("Carlos");

        Curso curso = new Curso("Matemática");
        curso.adicionarEstudante(estudante1);
        curso.adicionarEstudante(estudante2);

        curso.exibirInformacoes();
        // Muitos estudantes podem estar matriculados em muitos cursos.
    }
}

Explicação:

A relação entre Estudante e Curso é de N:M. Muitos Estudantes podem estar matriculados em muitos Cursos, e um Curso pode ter muitos Estudantes.
A multiplicidade N:M implica que o relacionamento é mais complexo, e frequentemente exigirá uma classe intermediária (como uma tabela de relacionamento em banco de dados).

Conclusão

Composição: Relacionamento forte, onde o ciclo de vida do objeto "filho" depende do objeto "pai". Se o objeto "pai" for destruído, o objeto "filho" também será.
Agregação: Relacionamento mais fraco, onde o objeto "pai" pode conter objetos "filhos", mas esses objetos podem existir independentemente.
Multiplicidade: Refere-se à quantidade de objetos de uma classe que podem ser associados a objetos de outra classe. Pode ser 1:1, 1:N, ou N:M.