GUIA 1. PROGRAMACION NO NUMERICA 1

Conceptos Básicos de POO

Se puede hablar de Programación Orientada a Objetos cuando se reúnen las características de: abstracción, encapsulación, herencia y polimorfismo; y los conceptos básicos que las forman: objetos, mensajes, clases, instancias y métodos.

Conceptos Básicos:

• Un objeto es una encapsulación abstracta de información, junto con los métodos o procedimientos para manipularla. Un objeto contiene operaciones que definen su comportamiento y variables que definen su estado entre las llamadas a las operaciones.

5 ¿QUÉ ES UN OBJETO?

Un objeto no es más que un conjunto de variables (o datos) y métodos (o funciones) relacionados entre sí. Los objetos en programación se usan para modelar objetos o entidades del mundo real (el objeto hijo, madre, o farmacéutica, por ejemplo). Un objeto es, por tanto, la representación en un programa de un concepto, y contiene toda la información necesaria para abstraerlo: datos que describen sus atributos y operaciones que pueden realizarse sobre los mismos. La siguiente figura muestra una representación visual de un objeto.

 

• Una clase equivale a la generalización o abstracción de un tipo específico de objetos.

¿QUÉ ES UNA CLASE?

Normalmente en el mundo real existen varios objetos de un mismo tipo, o como diremos enseguida, de una misma clase. Por ejemplo, mi bicicleta es una de las muchas bicicletas que existen en el mundo. Usando la terminología de la programación orientada a objetos, diremos que mi bicicleta es una instancia de la clase de objetos conocida como bicicletas. Todas las bicicletas tienen algunos estados o atributos (color, marcha actual, cadencia actual, dos ruedas) y algunos métodos (cambiar de marcha, frenar) en común. Sin embargo, el estado particular de cada bicicleta es independiente del estado de las demás bicicletas. La particularización de estos atributos puede ser diferente. Es decir, una bicicleta podrá ser azul, y otra roja, pero ambas tienen en común el hecho de tener una variable “color”. De este modo podemos definir una plantilla de

Variables y métodos para todas las bicicletas. Las plantillas para crear objetos son denominadas clases. Una clase es una plantilla que define las variables y los métodos que son comunes para todos los objetos de un cierto tipo.

En nuestro ejemplo, la clase bicicleta definiría variables miembros comunes a todas las bicicletas, como la marcha actual, la cadencia actual, etc. Esta clase también debe declarar e implementar los métodos o función miembro que permiten al ciclista cambiar de marcha, frenar, y cambiar la cadencia de pedaleo, como se muestra en la siguiente figura:

• Un mensaje representa una acción a tomar por un determinado objeto.
• Una instancia es la concreción de una clase.
• Un método consiste en la implementación en una clase de un protocolo de respuesta a los mensajes dirigidos a los objetos de la misma. La respuesta a tales mensajes puede incluir el envío por el método de mensajes al propio objeto y aun a otros, también como el cambio del estado interno del objeto.

Características:

La abstracción: Consiste en la generalización conceptual de un determinado conjunto de objetos y de sus atributos y propiedades, dejando en un segundo término los detalles concretos de cada objeto. ¿Qué se consigue con la abstracción? Bueno, básicamente pasar del plano material (cosas que se tocan) al plano mental (cosas que se piensan).

 

La encapsulación: Se refiere a la capacidad de agrupar y condensar en un entorno con límites bien-definidos distintos elementos. Cuando hablemos de encapsulación en general siempre nos referiremos, pues, a encapsulación abstracta. De manera informal, primero generalizamos (la abstracción) y luego decimos: la generalización está bien, pero dentro de un cierto orden: hay que poner límites (la encapsulación), y dentro de esos límites vamos a meter, a saco, todo lo relacionado con lo abstraído: no sólo datos, sino también métodos, comportamientos, etc.

Por un lado es una abstracción pues, de acuerdo con la definición establecida anteriormente, es en ésta donde se definen las propiedades y atributos genéricos de determinados objetos con características comunes (recordemos el ejemplo de la sala de cine). La Clase es, por otro lado, una encapsulación porque constituye una cápsula o saco que encierra y amalgama de forma clara tanto los datos de que constan los objetos como los procedimientos que permiten manipularlos. Las Clases se constituyen, así, en abstracciones encapsuladas.

La herencia: Se aplica sobre las clases. O sea, de alguna forma las clases pueden tener descendencia, y ésta heredará algunas características de las clases "padres". Si disponemos las clases con un formato de árbol genealógico, tenderemos lo que se denomina una estructura jerarquizada de clases.

La OOP promueve en gran medida que las relaciones entre objetos se basen en construcciones jerárquicas. Esto es, las clases pueden heredar diferencialmente de otras clases (denominadas "superclases") determinadas características, mientras que, a la vez, pueden definir las suyas propias. Tales clases pasan, así, a denominarse "subclases" de aquéllas.

La herencia se implementa mediante un mecanismo que se denomina derivación de clases: las superclases pasan a llamarse clases base, mientras que las subclases se constituyen en clases derivadas. El mecanismo de herencia está fuertemente entroncado con la reutilización del código en OOP. Una clase derivada posibilita, el fácil uso de código ya creado en cualquiera de las clases base ya existentes.

El concepto de herencia constituye un estrato básico del paradigma de objetos, pero esto no significa que todas las relaciones entre clases en OOP deban ajustarse siempre a este modelo jerárquico. Es necesario establecer si la pretendida relación entre objetos es de pertenencia o de derivación. En una relación típica de pertenencia un objeto contiene al otro

Polimorfismo: Esta propiedad, como su mismo nombre sugiere múltiples formas, se refiere a la posibilidad de acceder a un variado rango de funciones distintas a través del mismo interfaz. O sea, que, en la práctica, un mismo identificador puede tener distintas formas (distintos cuerpos de función, distintos comportamientos) dependiendo, en general, del contexto en el que se halle inserto.

El polimorfismo se puede establecer mediante la sobrecarga de identificadores y operadores, la ligadura dinámica y las funciones virtuales. El término sobrecarga se refiere al uso del mismo identificador u operador en distintos contextos y con distintos significados.

La sobrecarga de funciones conduce a que un mismo nombre pueda representar distintas funciones con distinto tipo y número de argumentos. En el ámbito de la OOP, la sobrecarga de funciones equivale a que un mismo mensaje puede ser enviado a objetos de diferentes clases de forma que cada objeto respondería al mensaje apropiadamente.

La sobrecarga de operadores permite, por otro lado, el desarrollo de un código más coherente, como especialización de la sobrecarga de funciones, posibilitando la re-definición (para tipos de datos definidos-por-el-usuario) de las operaciones realizadas por éstos (+, -, *, >, etc.). Esto es, ocurre lo mismo que en la sobrecarga de funciones, pero aquí, en vez de identificadores de funciones, tenemos operadores.

Gracias a la ligadura dinámica, pueden invocarse operaciones en objetos obviando el tipo actual del éstos hasta el momento de la ejecución del código.


Otros Conceptos

• Agregación: Composición de un objeto por otros. Es una relación más débil que la que existe entre el atributo y el objeto al cual pertenece, y más fuerte que una asociación.
• Concurrencia: Propiedad que distingue un objeto activo de otro inactivo.
• Persistencia: Es la propiedad de un objeto cuya existencia trasciende el tiempo y/o el espacio (ej. el objeto continua existiendo luego de que su creador deja de existir / la ubicación de un objeto se mueve a un espacio de direcciones diferente de aquella donde fue creada).
• Visibilidad: capacidad de restringir el acceso a atributos y servicios de un objeto. Particularmente importante en el diseño e implementación. (ej.: público / protegido / privado)

 EJERCICIOS PROPUESTOS

1.    Escriba un programa en java para calcular el promedio de 5 calificaciones de un alumno.

2.    Se tiene un número entero positivo, Escriba un programa en java para calcular su cuadrado, su cubo y su raíz cuadrada.

3.    Escriba un programa en java  Dada la base y la altura de un triangulo calcular su área y su perímetro.

4.    Escriba un programa en java  Dado el precio de un producto y la cantidad de dinero entregada, calcule el vuelto que hay que dar al cliente.

5.    Escriba un programa en java  que determine si un numero leído desde el teclado es primo

6.    Escriba un programa en java en donde se declaren 3 variables globales y una local de tipo entero  y se le asigne un valor a cada una para calcular la suma de dicha variables.