Prof. Renny Batista Programación III Octubre, 2015 Programación Orientada a Objetos – Parte I
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Transcript
Prof. Renny Batista Programación III Octubre, 2015
Programación Orientada a Objetos – Parte I
Contenido
Evolución de la Programación
Introducción a la programación orientada a objetos (POO)
Conceptos Básicos de la POO
Clases
Objetos
Atributos y Métodos
Sobrecarga de métodos
Encapsulación
Constructores
Paquetes
POO - Evolución
Evolución Tecnológica
Programación Hexadecimal
Programación Ensamblador
Programación alto nivel
Programación Orientada a Objetos
Evolución Conceptual
Programación Lineal
Programación Estructurada
Programación Orientada a Objetos
POO – Evolución de los lenguajes orientados a objetos
Algol
Pascal CLU C Smalltalk
Simula
Basic
Ada
Ada - 95
Object Pascal
Borland Pascal
Delphi
Actor Objetive-C C++ Visual Basic
Visual Basic .Net Java
Java2
C#
POO - Clasificación de los lenguajes orientados a objetos
Clasificación de los lenguajes orientados a objetos Wegner, Peter [1987]
Basados en Objetos
Basados en Clases
Orientados a Objetos
+ clases
+ herencia
POO - Clasificación de los lenguajes orientados a objetos
La clasificación de Wegner divide los lenguajes en tres categorías:
Lenguajes basados en objetos que soportan objetos Es decir, disponen de
componentes caracterizados por un conjunto de operaciones (comportamiento) y un
estado.
Lenguajes basados en clases que implican objetos y clases Es decir, disponen de
componentes tipo clase con operaciones y estado común. Una clase de un objeto se
construye con un «interfaz» que especifica las operaciones posibles y un «cuerpo»
que implementa dichas operaciones.
Lenguajes orientados a objetos que además de objetos y clases ofrecen mecanismos
de herencia entre clases. Esto es, la posibilidad de derivar operaciones y atributos de
una clase (superclase) a sus subclases.
POO – Conceptos Básicos
POO no es :
Un sistema de ventanas, ratones, iconos, etc
Un lenguaje de programación.
POO es :
La programación orientada a objeto puede describirse como el conjunto de disciplinas (ingeniería) que desarrollan y modelizan software que facilitan la construcción de sistemas complejos a partir de componentes.
POO – Conceptos Básicos
“Tenemos un carro y queremos aumentar su potencia…”
Opción Tradicional :
Construir un carro nuevo
Opción POO :
Cambiamos el carburador
Cambiamos las ruedas por otras más anchas
Añadimos un sistema turbo
Características de la POO
Los cuatro pilares de la programación orientada a objetos son: Abstracción, Encapsulación, Herencia y Polimorfismo.
Elementos de la POO en Java
Identificación de clases y objetos
Cuando se diseña un sistema orientado a objetos, se preguntan:
¿Por dónde comenzar?
La respuesta es primero encontrar clases, añadirles métodos y, posteriormente, atributos o datos de la clase.
La regla más simple para identificar clases es buscar nombres en el análisis del problema y en su dominio de definición; los métodos, por el contrario, corresponden a verbos; por ejemplo, en un sistema de operaciones en un banco, algunos nombres de clase pueden ser.
Clases
Concepto de clase
Una clase es una plantilla a partir de la cual se puede crear objetos. Una clase es una estructura de datos que encapsula variables (atributos) y funciones miembro (métodos). Se puede decir que una clase es una colección de objetos similares.
public class Nombre_clase {
// Declaración de campos o atributos
// Definición de métodos
}
La palabra class puede estar precedida por el modificador de acceso public.
La clase se guarda en un archivo .java cuyo nombre tiene que ser exactamente el mismo que el de la clase.
Una vez definida la clase con sus métodos, los programadores podrán crear objetos de la clase (instancias).
Clases
Representación de una Clase (UML)
Objetos
Concepto de objeto.
Un objeto es una instancia de una clase, un ejemplo concreto de esa clase; al igual que una variable es una instancia de un tipo de dato.
Para crear un objeto se llama al constructor de la clase (un método o función con el mismo nombre que la clase) con el operador: new.
public class Principal {
public static void main(){
Nombre_clase obj = new Nombre_clase();
obj.miMetodo();
}
}
Variable que almacenará la referencia al objeto
Creación del objeto Llamada a los métodos del objeto
Objetos
Atributos
Propiedad o atributo:
Contenedor de un tipo de datos asociados a un objeto (o a una clase de objetos), que hace los datos visibles o no desde fuera del objeto y esto se define como las características predeterminadas de un objeto, y cuyo valor puede ser alterado por la ejecución de algún método.
public class Nombre_de_clase{
Tipo_acceso tipo idAtributo;
// Otros atributos
}
Tipo de dato almacenado en el atributo (Variable
primitiva o de algún tipo de objeto).
Miembros de una clase (Métodos)
Los métodos definen el comportamiento de los objetos de una clase, estos métodos pueden hacer uso campos o atributos para almacenar información sobre el objeto, información que puede ser utilizada posteriormente por cualquiera de los métodos del objeto.
Se accede a los miembros de un objeto a través del operador punto (.)
Un método también es un bloque de código al que se le puede transferir el control de ejecución de un programa y ejecutar dicho código.
Los métodos se suelen dividir en los que se usan internamente en la clase (métodos private) y los que son accesibles desde el exterior de la clase (métodos public).
Los métodos en Java siempre son miembros de clases, no hay métodos o funciones fuera de ellas.
Métodos
Declaración de un método en Java:
public class Nombre_Clase {
[acceso] tipo idAtributo;
// Otros atributos
[acceso] tipo nombreMétodo (tipo parámetro1, tipo parámetro2,..) {
// Código del método
[return valor;]
}
// Otros métodos
}
Tipo de dato devuelto por el método
Parámetros de Llamada
Valor devuelto por el método
Métodos
Ejemplo:
Métodos
Invocación al Método
objeto.metodo(argumento1, argumento2,… argumento_n); Llamada al
método
Declaración del método
tipo método(tipo parametro1, parametro2,… argumento_n){ // Código del método . . . [return valor;] // valor de retorno (opcional) }
Operador de invocación al método (punto)
Métodos
Ejemplos de métodos
public void saludarVariasVeces (String nombre, int veces) {
for (int i=0; i<veces; i++ )
System.out.println(“Hola ”+nombre);
}
private int sumar (int n1, int n2) {
int s;
s = n1 + n2;
return (s);
}
Si un método no devuelve ningún valor, entonces el tipo de retorno es void.
El método main()
Toda aplicación Java está compuesta por al menos una clase. La cual debe contener un método estático llamado main() que esta declarada con el modificador de acceso public. Este método es el punto de arranque de un programa Java.
El método main() debe cumplir con las siguientes características:
Ha de ser un método publico.
Ha de ser un método estático.
No puede devolver ningún resultado (tipo void)
Ha de declarar un array de cadenas de caracteres en la lista de parámetros o un número variable de argumentos.
public class Nombre_Clase {
public static void main(String[] args) {
// Código del método
}
}
public class Nombre_Clase {
public void asignarDatos(String nombre) {
}
public void asignarDatos(String nombre, int edad) {
//método sobrecargado
}
}
Sobrecarga de métodos
Otra de las ventajas que nos ofrece la POO es poder tener en una misma clase varios métodos con el mismo nombre, a esto se le llama sobrecarga de métodos.
Para que un método pueda sobrecargarse es imprescindible que se de la siguiente condición: cada versión del método debe distinguirse de las otras en el numero o tipo de parámetro.
Constructores
¿Qué es un constructor?
Un constructor es una función o método que se llama automáticamente al crear un objeto de una clase.
El constructor reserva memoria para el objeto e inicializa sus variables.
Los constructores no tienen valor de retorno (ni void) y tienen el mismo nombre que la clase.
class Mi_Clase {
public Mi_Clase(){
// tareas a hacer al crear un objeto
// de tipo MiClase
}
}
Constructores
Múltiples constructores
Una clase puede tener varios constructores, cada uno con parámetros de entrada diferentes.
Un constructor de una clase puede llamar a otro constructor de la misma clase en su primera línea de código, usando el operador this.
Java crea automáticamente un constructor por defecto cuando no existen otros constructores; tal constructor inicializa las variables de tipo numérico, como int o float a cero, las variables de tipo boolean a true y las referencias a null.
class Mi_Clase {
private String cadena_texto;
// Este constructor llama al otro
public Mi_Clase(){
this(“Programación en Java..!”);
}
public Mi_Clase(String cadena) {
cadena_texto = cadena;
}
}
Atributos y Métodos Estáticos
Los atributos de clase static son compartidas por todos los objetos de la clase; se declaran de igual manera que otra variable, añadiendo como prefijo la palabra reservada static; por ejemplo:
Las variables miembro static no forman parte de los objetos de la clase sino de la propia clase; se accede a ellas de la manera habitual, simplemente con su nombre; desde el exterior se accede con el nombre de la clase, el selector y el nombre de la variable
public class Conjunto { private static int k = 0; static Arraylist lista = null; // ... }
Atributos y Métodos Estáticos
La llamada a los métodos static se realiza mediante la clase: NombreClase.metodo(), respetando las reglas de visibilidad; aunque también se pueden llamar con un objeto de la clase, no es recomendable debido a que son métodos dependientes de la clase y no de los objetos.
Los atributos estáticos deben llevar un modificador de acceso que permita su uso desde el exterior de la misma, este puede ser public, protected o ninguno.
Un método estático no puede hacer referencia a elementos no estáticos de su misma clase.
Un método estático no puede hacer uso de la palabra reservadas super y this.
Muchos métodos de la biblioteca Java se definen como static; por ejemplo, los métodos matemáticos de la clase Math: Math.sin(), Math.sqrt().
Atributos y Métodos Estáticos
Declaración de un método estático
public class Nombre_Clase {
static tipo idAtributo;
// Otros atributos
static tipo nombreMétodo (parámetro…) {
// Código del método
[return valor;]
}
// Otros métodos
}
Palabra reservada para la definición de elementos
estáticos
Biblioteca de clases de Java
Java incorpora una amplia biblioteca de clases e interfaces denominado Java API; sus clases se pueden utilizar para formar otras nuevas, crear objetos, utilizar sus métodos.
La biblioteca se organiza por paquetes que contienen colecciones de clases; para emplear estas últimas sin tener que hacerlas preceder del nombre del paquete se utiliza la sentencia import.
Algunos de los paquetes más utilizados son:
javax.swing
java.applet
java.awt
java.io
java.lang
java.net
java.util
Encapsulación
¿Qué es la encapsulación?
La encapsulación es una de las características de la POO mediante la cual se protege el acceso a los datos y funciones de un programa mediante sus modificadores de acceso.
Por defecto, una clase, sus funciones y sus variables solo son accesibles desde otra clase del mismo paquete.
Modificadores de Acceso
Los modificadores de acceso se utilizan para definir la visibilidad de los miembros de una clase (atributos y métodos) y de la propia clase. En Java existen cuatro modificadores de acceso:
private: Su uso está restringido al interior de la clase. Lo que significa que solamente puede ser utilizado en el interior de su misma clase. Este modificador puede ser aplicado a métodos y atributos, pero no a la clase.
(ninguno): La no utilización de modificador proporciona lo que se conoce como el acceso por defecto. Si una clase, atributo o método tienen acceso por defecto, únicamente las clases de su mismo paquete tendrán acceso al mismo.
protected: Es empleado en la herencia. Cualquier método o atributo definido como protected en una clase puede ser utilizado por cualquier otra clase de su mismo paquete y además por cualquier subclase de ella, independientemente del paquete en que esta se encuentre. Una clase no puede ser protected, sólo sus miembros.
public: Este modificador ofrece el máximo nivel de visibilidad. Un elemento (clase, método o atributo) public será visible desde cualquier clase, independientemente del paquete en que se encuentre.
java
Organización de Clases: Los Paquetes
Los paquetes es la forma que tiene Java de organizar los archivos con las clases necesarias para construir las aplicaciones. Java incorpora varios de ellos, por ejemplo: java.lang, java.io, o java.util, con las clases básicas para la construcción de programas: System, String, Integer, Scanner.
Un paquete es un directorio en el que se almacenan los archivos .class con los bytecodes de la clase; un paquete puede a su vez estar compuesto de otros subpaquetes.
String.class lang
java.lang.String Paquete principal
Subpaquete
Clase
Organización de Clases: Los Paquetes
Ventajas de la utilización de paquetes
Permiten organizar las clases de manera estructurada. Los paquetes permiten agrupar clases que tengan algún tipo de relación lógica. Esto facilita su localización y utilización en un programa.
Evitan conflictos de nombres. Una clase localizada en un determinado paquete se identifica mediante lo que se conoce como nombre cualificado de la clase. Este se compone del nombre de la clase, precedido por los nombres de los subpaquetes hasta llegar al paquete principal, separados por un “.” Esto permite que en un programa se pueda utilizar dos o mas clases que tengan el mismo nombre y que se encuentren en distintos paquetes.
Importar clases y paquetes de clases
Para importar una clase se utiliza la sentencia import al principio del archivo de código .java, antes de la definición de la clase:
import java.util.Vector;
public class Nombre_Clase {
public static void main(String[] args) {
Vector v;
}
}
public class Nombre_Clase {
public static void main(String[] args) {
java.util.Vector v;
}
}
Nombre cualificado de la clase
Importa la clase para su utilización
Paquetes de uso general
java.lang: Incluye las clases de uso fundamentales para la realización de cualquier programa en Java. Dado que sus clases son de uso común en los programas, el compilador importa el paquete completo de forma implícita. Por lo que no deberá utilizarse la sentencia import para importar clases de este paquete.
java.io: Contiene las clases para gestión de entradas y salidas de datos en java. Independientemente del dispositivo E/S que se utilice. Java utiliza siempre las mismas clases para enviar datos a la salida y leer datos de la entrada.
java.util: En este paquete encontraremos clases para utilidades varias, tales como el tratamiento de colecciones de objetos, la manipulación de fechas o la construcción de expresiones regulares.
Ejercicio
Se pretende desarrollar una aplicación que simule el funcionamiento de un cajero automático. Primero se debe crear una clase llamada Cuenta, que administre las operaciones sobre la cuenta. Además del constructor y atributos que se estimen necesarios la clase contará con los métodos:
void ingresar(float c). Agrega al saldo de la cuenta la cantidad recibida.
void extraer(float c) Descuenta del saldo la cantidad recibida. Tras la llamada a este método el saldo no podrá quedar en negativo.
float getSaldo(). Devuelve el saldo actual.
Por otro lado, existirá una clase con el método main encargada de la captura y presentación de datos y administración de la cuenta. Al iniciarse la aplicación se mostrará el siguiente menú.
1. Crear cuenta vacía
2. Crear cuenta saldo inicial
3. Ingresar dinero
4. Sacar dinero
5. Ver saldo
6. Salir
Ejercicio Continuación
La opción 1 crea un objeto Cuenta con saldo 0, la opción 2 solicita una cantidad y crea un objeto Cuenta con ese saldo inicial.
En la opción 3 se solicita una cantidad y la ingresa en el objeto creado en las opciones 1 y 2 (debe haber pasado antes por estas opciones), mientras que la opción 4 se solicita una cantidad y la extrae del objeto creado en las opciones 1 o 2 (también debe haber pasado antes por estas opciones).
Finalmente, la opción 5 muestra el saldo, mientras que la 6 finaliza el programa, lo que provocará que el objeto Cuenta se destruya y se pierda el saldo.
El menú vuelve a presentarse en pantalla mientras no se elija la opción de salir
Bibliografías
Martín, Antonio. Programador Certificado Java 2. Curso Práctico. Editorial
RA-MA. 2da Edición.
Joyanes L., Zahonero I. Programación en Java 6. Algoritmos, programación orientada a objetos e interfaz gráfica de usuarios. McGRAW-HILL, 1ra Edición.
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