Introducción. Programación Java básica: Programación Java básica 7-2

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1 Programación Java básica 7-1 CAPITULO 7 Programación Java básica Objetivos Establecer cómo pasar del modelo de Objetos al lenguaje de programación. Identificar los componentes de un programa en Java. Representar en código Java las principales relaciones de asociación de clases Identificar y definir los diferentes tipos de datos primitivos. Identificar, definir y realizar operaciones con los operadores disponibles en Java. Definir y manejar arreglos unidimensionales y bidimensionales. Identificar, definir y caracterizar las instrucciones de control de flujo en Java. Aplicar las instrucciones selección y de ciclos o repeticiones en la solución de problemas. Aplicar las instrucciones de selección múltiple en la solución de problemas. Aplicar las instrucciones para manejo de saltos. Uso de los componentes JOPtionPane, ScrollPane y JTextArea para la entrada y salida.

2 Programación Java básica: Programación Java básica 7-2 Introducción En los capítulos anteriores se han presentado ejemplos y ejercicios que involucran la utilización de variables que almacenan tipos específicos de datos, así como constantes y operadores para realizar operaciones tanto aritméticas como relacionales. Para tal efecto se han diseñado aplicaciones que le dan forma a las clases asociadas con cada uno de los problemas a resolver. Aunque no se ha dado la estructura formal de las clases, tanto las aplicaciones como las applets ilustradas le dan al lector estudioso una idea de la estructura general que tienen estos tipos de programas en Java. Java es un lenguaje orientado a objetos, todo en Java se maneja como objetos. En las interacciones de los objetos se precisa el intercambio de mensajes y la realización de determinadas tareas, que involucran variables y operaciones a realizar entre estas. La manera como la información pueda ser almacenada en un campo o en una variable, está relacionada con el tipo de información que dicha variable almacena, para diferenciar una variable de otra en cuanto a lo que puede almacenar se utiliza el término tipo de dato. Java como lenguaje de programación, maneja varios tipos de datos, que se pueden utilizar al declarar variables y arreglos o matrices, definir también el tipo de dato (valores) que puede almacenar dicha variable, arreglo o matriz. En este capítulo se tratará en detalle el tema de los tipos de datos, así como sus rangos(valores que puede tomar un dato un tipo dado) y operaciones para su manipulación. Dentro de los tipos de datos estructurados se encuentran los arreglos o vectores que son conjuntos de elementos de un tipo dado a cada uno de los cuales se puede acceder mediante un nombre y un indice que indica la posición del elemento dentro del arreglo. Los arreglos tanto unidimensionales como bidimensionales se tratarán, junto con algunas aplicaciones para la manipulación este tipo de datos. Se plantea una serie de ejercicios que el lector debe realizar a fin de desarrollar las habilidades necesarias para incursionar con propiedad en el desarrollo de aplicaciones en Java. Se utilizará componentes Swing para denotar la entrada/salida. En contraste con la entrada salida de datos vía linea de comandos,presentada en algunos ejemplos de los capítulos anteriores.

3 Programación Java básica: Introducción 7-3 En ausencia de instrucciones de control del flujo en un programa, su ejecución se realiza en una sola dirección, de arriba a abajo, como está escrito el programa en lenguaje fuente. En el desarrollo de algoritmos mediante el lenguaje algorítmico, se presentaron las instrucciones para su control de flujo, fundamentalmente para selecciones, repeticiones y selecciones múltiples, las cuales hacen que el flujo se desvíe de su sentido natural de arriba-abajo. En el lenguaje de programación, a las instrucciones que se encargan de controlar el flujo de la ejecución de un programa se les denomina instrucciones de control. Este control se hace de la misma manera o similar, en todos los lenguajes de programación actuales. Las instrucciones de control en Java corresponden a las mismas instrucciones de control definidas en el lenguaje algorítmico: selección, repetición o iteración y de salto. Las instrucciones de selección permiten que el programa en su ejecución seleccione distintos caminos en función del resultado de una expresión lógica o del estado de una variable. Las de repetición o iteración permiten que el programa repita una serie de instrucciones hasta que se cumpla una condición dada. Las instrucciones de salto permiten que el flujo del programa salte incondicionalmente a otro lugar del mismo. Se presenta ademas en este capítulo las instrucciones de control en Java, acompañadas de sus definiciones sintácticas, así como de los ejemplos ilustrativos según sea el caso, a fin de que el estudiante se familiarice con su utilización y pueda enfrentar la codificación de programas para resolver problemas en el computador, utilizando el lenguaje Java. A lo largo del capítulo se presenta un número considerable de ejemplos resueltos, que acompañados de las explicaciones del caso, le permiten al lector resolver en Java de una manera práctica, virtualmente cualquiera de los problemas presentados hasta ahora. De la representación de objetos a Java Ya se ha indicado que, las clases representan generalizaciones de objetos con características y comportamiento similares. Las clases se definen o especifican con un nombre, atributos y métodos. Los objetos como instancias de una clase llevan nombre, atributos y métodos. Así, al modelar el dominio de un problema, se procede a identificar los objetos y su agrupación en clases, a su vez las clases se organizan jerárquicamente para identificar su estructura.

4 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-4 El desarrollo de la estructura y el comportamiento de una clase a partir de la cual se crean los diferentes objetos a utilizar en la solución de un problema es el trabajo de la programación orientada a objetos (POO), la cual implica obviamente el desarrollo en el lenguaje de programación, de los diferentes algoritmos que serán incluidos en cada uno de los métodos de las clases y que serán utilizados por los objetos que se creen a partir de estas clases. En Java todo son objetos, con lo cual, un programa es un objeto, que se crea a partir de la clase que lo representa cuando esta se ejecuta en un computador. Nótese que al ser compilado un programa en lenguaje fuente, se genera un archivo.class con el nombre de la respectiva clase. El objeto de la clase de un programa compilado, se crea a partir de la ejecución de esa clase, lo cual hace que, cada vez que se ejecute el archivo.class se crea en la memoria del computador una instancia de esta clase, o sea un objeto. Los datos o mensajes que se suministren a este objeto en tiempo de ejecución, harán que éste arroje los resultados esperados. Para responder a la pregunta de cómo pasar de la representación de objetos a su representación como un programa en Java o sea como un objeto en Java, vamos a resolver la siguiente situación alrededor de un problema a resolver. En el mundo de los objetos, un problema es un objeto. También puede suceder que, un objeto, tenga un problema. En cualquier caso, la solución a ese problema, no es otra cosa que un objeto también. Modelar una solución en términos de uno o varios objetos y su ejecución mediante un lenguaje de programación orientado a objetos, es la línea conductora del desarrollo de sistemas contemporáneo. Se presentan a continuación unos ejemplos, que persiguen ilustrar de manera muy general, la conversión del modelo de objetos de aplicaciones sencillas a su forma codificada en lenguaje Java. Problema No. 1: Desarrollar un programa en Java que permita calcular el área y el volumen de un cilindro, dados el radio de la base y la altura. Los valores a radio y altura se leen por el teclado. El área y el volumen se escriben en la pantalla. Suponemos en primer lugar que se han realizado los pasos de la Metodología para solución de problemas en el computador hasta el algoritmo y su prueba respectiva. Para efectos de ilustración se presenta el algoritmo respectivo: inicio /*variables de entrada, entero: radio, altura; variables de salida, real area, volumen.*/

5 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-5 escriba( Digite el valor del radio del la base ); lea(radio); escriba( Digite el valor de la altura ); lea(altura); /* pre: se han leido el radio y la altura como enteros mayores que cero*/ volumen = *radio*radio*altura; area = 2*3.1416*radio*radio + 2*3.1416*radio*altura; escriba( El volumen del cilindro es, volumen); escriba( El area del cilindro es, area); /* post: se ha calcula y escrito los valores de area y volúmen*/ fin; Aunque en un lenguaje procedimental, se puede codificar el algoritmo directamente, convirtiendo las instrucciones casi que literalmente a las instrucciones correspondientes del lenguaje de programación, el trabajo bajo objetos es algo diferente y la codificación del programa pasa por el diseño de la solución en su representación de objetos. En otros términos, la solución del problema anterior bajo el enfoque de objetos, significa que se debe diseñar un objeto que resuelva el problema propuesto. Como objeto debe tener nombre, atributos (que pueden ser también los objetos que tiene), así como los métodos correspondientes a su comportamiento. La clase solución podrá tener como nombre AreaVolCilindro, como atributos el radio, la altura, el área y el volumen. Se utilizará un sólo método, dentro del cual se llevarán a cabo los procesos de lectura, cálculos y generación de resultados. La clase puede tener, por ejemplo, la estructura según la clase definida en seguida: AreaVolCilindro entero radio,altura; real area, volumen; metodo1(); Figura 1 Clase AreaVolCilindro El algoritmo desarrollado para el problema, pasa a ser el método de la clase, ya que los métodos son los que definen el comportamiento de estas. De esta manera, los métodos contienen lo que lo que los objetos realizan y es el lugar

6 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-6 donde se codificarán, con algunas modificaciones, los algoritmos que se han desarrollado para la solución a un problema en particular. Puede afirmarse que, la denominación de funciones, dada en algoritmos, corresponde a métodos dentro de un objeto. Ejecutando la clase AreaVolCilindro, una vez se la haya compilado, se podrá resolver el problema indicado. Veamos la codificación de la clase AreaVolCilindro en lenguaje Java: 1. import javax.swing.joptionpane; 2. public class AreaVolCilindro{ 3. static int radio, altura; 4. static float area, volumen; 5. public static void main(string args[]){ 6. String dato1, dato2; 7. dato1 = JOptionPane.showInputDialog("Digite valor radio de la base:"); 8. radio = Integer.parseInt(dato1); 9. dato2 = JOptionPane.showInputDialog("Digite valor altura:"); 10. altura = Integer.parseInt(dato2); 11. area = (float)((2*3.1416*radio)*altura + 2*3.1416*radio*radio); 12. volumen = (float)(3.1416*radio*radio)*altura; 13. JOptionPane.showMessageDialog(null, "El area es = "+ area +"\nel volumen es = "+volumen ); Linea 1: indica que se está importando la clase JoptionPane del paquete javax.swing. Esta clase es del paquete Swing que se utilizará en adelante en el texto para la lectura y generación de resultados. Linea es el cuerpo de la clase AreaVolCilindro, de acuerdo al diseño establecido antes. Lineas 3-4: es la declaración de las variables o atributos de la clase AreaVolCilindro. Lineas 5-14: es el cuerpo del método principal de la clase, cuyo nombre es main(); es el único método de la clase. Linea 6: es la declaración de dos variables de tipo String(cadena) para almacenar los caracteres leidos mediante el componente JoptionPane. Linea 7: aquí se utiliza el método showinputdialog de la clase

7 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-7 JoptionPane, para generar la siguiente salida en la pantalla, en la cual se ilustra que se están digitando los caracteres 12 (uno y dos) para la base. Se debe presionar OK una vez se digite el valor indicado. Figura 2 Lectura de la base Linea 8: se convierte la cadena leída a un valor entero, asignado al radio mediante Integer.parseInt(dato1). A partir de esta linea, en la variable radio queda almacenado el valor numerico de tipo entero 12. Lineas 9-10: hacen lo mismo que las anteriores, pero esta vez para la altura: Figura 3 Lectura de la altura Lineas 11-12: calcula los valores para area y volumen. Linea 13: genera los resultados en la pantalla utilizando el método showmessagedialog, de la clase JoptionPane. Obsérvese cómo se ha construido la salida de los resultados, combinando tanto títulos como valores de las variables a escribir.

8 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-8 Figura 4 Resultados del área y volumen Vemos cómo se ha desarrollado en Java una clase solución al problema planteado. Cada vez que se ejecute esa clase en un computador, se generará un objeto solución para un problema en particular. Problema No. 2: Desarrollar un programa en Java que permita calcular el valor de la siguiente serie para sus N(N>0 y N< 20) primeros términos. El valor de N se deberá leer por el teclado y verificar que cumple la condición indicada. El resultado se debe mostrar por la pantalla. S = 1-2! + 3! +4! - 5! + 6! + 7!... Se supone nuevamente que se ha desarrollado el algoritmo y su respectiva prueba de escritorio, correspondiente a los pasos de la Metodología para la Solución de problemas en el Computador. Ahora la clase con la cual se resolverá el problema tendrá la siguiente estructura: SumaFactorial int suma, n; void main(); El nombre de la clase es SumaFactorial, tiene dos atributos de tipo entero: suma para el resultado y n para el número de términos de la serie; tiene un método en este caso el método principal main(), que denota una aplicación o clase principal. Puede desde luego crearse una clase SumaFactorial que no tenga un método principal, es decir que no sea una clase principal, sino que para su uso se requiera de otra clase, esta si principal. El mecanismo de utilización de los métodos de la clase SumaFactorial, podrá ser mediante la creación de un objeto del tipo SumaFactorial, o utilizando sus métodos haciendo

9 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-9 referencia al nombre de la clase. La solución presentada aquí es como una clase principal. Una forma sencilla de codificar la clase SumaFactorial en el cuerpo de un programa tipo aplicación es ilustrada a continuación: /* i variable indice del ciclo suma donde se lleva la sumatoria n el valor del numero de terminos nummas numero de signos + antes del signo - contsignos contador de signos + en cualquier momento facto donde se lleva acumulado el factorial */ import javax.swing.joptionpane; // importa class JOptionPane public class SumaFactorial{ static int suma, n; public static void main(string dato[]){ int nummas, contsignos, facto; String entrada; suma = 0; nummas = 1; contsignos =0; do{ entrada= JOptionPane.showInputDialog("Digite un valor para n: ); n= Integer.parseInt(entrada); while(n<1 n >19) facto = 1; for (i = 1; i<= n; i++){ facto=facto*i; if(nummas == contsignos){ suma = suma - facto; nummas = nummas +1; contsignos = 0; else{ suma = suma + facto; contsignos = contsignos +1; JOptionPane.showMessageDialog(null, "La serie da: " + suma, "Resultados", JOptionPane.PLAIN_MESSAGE ); Para este caso, el método main() contiene el desarrollo en Java del algoritmo respectivo para el cálculo de la sumatoria solicitada y la entrada y salida de valores por medio del componente JoptionPane, como en el problema

10 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-10 anterior. Cuando se ejecuta el archivo.class correspondiente a la clase SumaFactorial, según el programa Java anterior, se crea un objeto el cual operará según los datos que se suministren. Los resultados al ejecutar la clase se ilustran a continuación: Figura 5 Entrada de n Figura 6 Resultados de SumaFactorial Problema No.3: Desarrollar un programa en Java que permita calcular el valor de la serie indicada en el problema anterior, pero esta vez utilizando una clase con la siguiente estructura: SumaFactorial int n; int sumatoria(); void main();

11 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-11 Aquí se puede observar que la clase principal SumaFactorial tiene un atributo n, o sea el valor correspondiente al número de términos a calcular y dos métodos: uno para el cálculo de la sumatoria llamado sumatoria(), el cual devuelve o retorna un valor entero y el principal main(), para la lectura, llamado al método sumatoria() y escritura de resultados. A continuación se presenta la codificación de la clase SumaFactorial: 1. import javax.swing.joptionpane;// importa JOptionPane 2. public class SumaFactorial{ 3. static int n; 4. static int sumatoria() { 5. int i, facto; 6. int suma = 0; 7. int nummas = 1; 8. int contsignos = 0; 9. facto = 1; 10. for (i = 1; i<= n; i++){ 11. facto=facto*i; 12. if(nummas == contsignos){ 13. suma = suma - facto; 14. nummas = nummas +1; 15. contsignos = 0; 16. else { 17. suma = suma + facto; 18. contsignos = contsignos +1; return suma; public static void main(string arg[]){ 24. String entrada; 25. int resultado; 26. do{ 27. entrada= JOptionPane.showInputDialog( "Digite un valor para n:" ); 28. n= Integer.parseInt(entrada); 29. while(n<1 n>19); 30. resultado= sumatoria(); 31. JOptionPane.showMessageDialog(null, "La serie da: " + resultado, "Resultados",JOptionPane.PLAIN_MESSAGE ); La ejecución de la clase anterior arrojará los mismos resultados que los obtenidos anteriormente. Se presenta a continuación algunas explicaciones al código de la clase anterior: Lineas 2-33: es el cuerpo de la clase SumaFactorial.

12 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-12 Linea 3: declaración de la variable entera n como atributo de la clase. Lineas 4-22: cuerpo del método sumatoria, donde se calcula la sumatoria de los n primeros términos de la serie. Obsérvese que este método no tiene parámetros ya que el valor de n al ser declarado como atributo de clase (también puede entenderse como una variable global), puede ser accedido desde el interior del método. Así mismo este método retorna un valor entero, por eso el tipo del método es entero. Línea 21:instrucción mediante la cual el método sumaserie() devuelve el valor calculado, el cual es el resultado de la sumatoria y es un valor entero. Líneas 23-32: cuerpo del método principal main(). Linea 30: llamado al método sumaserie() y almacenamiento del valor devuelto en la variable resultado. Veamos a continuación una modificación de la versión anterior en donde se ha desarrollado la clase SumaFactorial1, con su atributo n, de tal manera que pueda ser usada por cualquier otra clase que se desarrolle, por ejemplo por la clase PruebaSumaFac, en donde se suministrará un valor para el atributo n y se llamará a la clase SumaFac mediante la creación de un objeto sumatoria. La clase PruebaSumaFac usa a la clase SumaFac. Obsérvese que en la clase SumaFac, se tiene un método sumatoria, que es el encargado de hacer las operaciones del algoritmo del cálculo de la serie dada Problema No. 4: Desarrollar un programa en Java que permita calcular el valor de la serie indicada en el problema anterior, pero esta vez utilizando la siguiente estructura de clases: PruebaSumaFac SumaFactorial int n; void main(); int sumatoria(); En este diagrama se está indicando que la clase SumaFactorial ahora no será una clase principal, pues no contiene el método main(), sin embargo contiene

13 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-13 un método para la sumatoria y un atributo como en el problema anterior. Por tanto la utilización de la clase SumaFactorial se deberá hacer mediante su llamado dentro del cuerpo de otra clase, en este caso PruebaSumaFac que es una clase principal pues contiene el método main(). Dicho en terminología de objetos, la clase PruebaSumaFac usa la clase SumaFactorial, o sea que entre estas dos clase hay una relación de uso, en el sentido explicado antes. En esta situación dentro del cuerpo de la clase PruebaSumaFac se deberá crear una instancia u objeto del tipo SumaFactorial, con el cual se podrá invocar el método sumatoria(), para el cálculo de la serie según el número de términos indicado. A continuación el código fuente en Java tanto de la clase SumaFactoial como de la clase PruebaSumaFac que usa a la primera. Se debe compilar cada una por separado y dejándo los archivos PruebaSumafac.class y SumaFactorial.class en el mismo directorio. 1. public class SumaFactorial{ 2. static int n; 3. int sumatoria() { 4. int i, facto; 5. int suma = 0; 6. int nummas = 1; 7. int contsignos = 0; 8. facto = 1; 9. for (i = 1; i<= n; i++){ 10. facto=facto*i; 11. if(nummas == contsignos){ 12. suma = suma - facto; 13. nummas = nummas +1; 14. contsignos = 0; 15. else { 16. suma = suma + facto; 17. contsignos = contsignos +1; return suma; Lineas 1-22: cuerpo de la clase SumaFactorial. El cálculo del valor de la sumatoria se hace ahora mediante una clase sencilla, o no principal, que tiene un atributo de clase n y un método sumatoria(). Obsérvese que ya no existe dentro de esta clase el método main().

14 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java import javax.swing.joptionpane; // importa class JOptionPane 2. class PruebaSumaFac{ 3. public static void main(string arg[]){ 4. String entrada; 5. int numero, resultado; 6. SumaFactorial sumaserie = new SumaFactorial(); 7. do{ 8. entrada= JOptionPane.showInputDialog( "Digite un valor para n:" ); 9. numero= Integer.parseInt(entrada); 10. while(numero<1 numero>19); 11. sumaserie.n = numero; 12. resultado= sumaserie.sumatoria(); 13. JOptionPane.showMessageDialog(null, "La serie da: " + resultado, "Resultados", JOptionPane.PLAIN_MESSAGE ); Lineas 1-15: cuerpo de la clase principal PruebaSumaFac que usa el método sumatoria() de la clase SumaFactorial, mediante la creación de una instancia u objeto de esta, llamado sumaserie. Linea 6: se crea un objeto llamado sumaserie del tipo SumaFactorial, invocando un método constructor SumaFactorial() mediante la cláusula new. En otros términos, crea una nueva instancia de SumaFactorial con el nombre sumaserie. Linea 11: le asigna a la variable o atributo n, del objeto sumaserie, elvalor leído y almacenado en numero. Linea 12: invoca el método sumatoria() del objeto sumaserie, para calcular el valor de la serie. El resultado es almacenado en la variable resultado. Los resultados obtenidos al ejecutar la clase PruebaSumaFac son los mismos que los obtenidos en las versiones anteriores. Debe anotarse que, la clase SumaFactorial en su última versión, podrá ser utilizada por cualquier otra clase para el cálculo de la serie indicada. Con estos ejemplos se ilustra de manera general el proceso de pasar de la representación de objetos al lenguaje de programación Java.

15 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-15 Componentes de un programa Java En los ejemplos presentados se ha visto que la estructura de un programa Java se forma a partir de una o más clases. Cada una de estas clases tienen sus atributos y los métodos propios. En cada programa Java hay una clase principal, a partir de la cual se ejecuta éste. Un programa se puede conformar de más de una clase, en cuyo caso las demás clases diferentes a la clase principal se deben compilar por separado y almacenarse en el mismo directorio donde se ha compilado la clase principal. Cada clase está formada por atributos, los cuales pueden ser variables de algún tipo u objetos, así como de métodos, los cuales están formados por instrucciones tanto aritméticas, lógicas y relacionales, de instrucciones de control de flujo como son los ciclos y las repeticiones. Dentro del cuerpo de los métodos se encuentran además las variables, que pueden ser de tipo entero, lógico, carácter, booleano, la invocación de métodos y objetos y el manejo de funciones. Las relaciones entre clases Cada una de las relaciones entre objetos señaladas en la Unidad anterior, herencia, uso y composición, se pueden representar dentro del código de un programa Java. Codificación de la relación es-un La relación es-un dada entre clases, es la relación de especialización de una en otra, es decir, aquella que implementa las relaciones de herencia. La forma más común de representar esta relación es mediante subclases de una clase. Por ejemplo, si se tiene una clase AnimalMamifero, una subclase de ésta es Carnivoros. Dado que un Carnivoro es un AnimalMamifero, su codificación quedaría de la siguiente manera: public class Carnívoro extends AnimalMamifero{... Cualquier característica de tipo public, tanto atributos como métodos de la clase AnimalMamifero, es también una característica de Carnívoro, es decir la clase Carnívoro, hereda todas las carcterísticas públicas de AnimalMamifero. Solo bastaría agregarle a Carnívoro las características propias, atributos y métodos que lo caracterizan, en este caso que lo especializan como animal carnívoro.

16 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-16 Codificación de la relación tiene-un Esta relación se da por en la composición de un objeto a partir de otros, por ejemplo, la mayoría de objetos en su habitación están formados por otros objetos. La LamparaDeMesaDeNoche, se compone del objeto bombillo, del objeto portalampara y otros. El perrito Lucas de su vecina, tiene un collar de dientes de Tiburón, etc Sea por ejemplo la clase LamparaDeMesa, la cual tiene un bombillo, un suiche y un porta lámpara, su codificación quedaría de la siguiente manera: public class LamparaDeMesa { private Bombillo bombillolampara; private Suiche interruptorlampara;... Indica que la clase LamparaDeMesa tiene un objeto bombillolampara del tipo Bombillo y un objeto interruptorlampara de tipo Suiche. Obviamente puede contener más objetos. Codificación de la relación utiliza-una En el desarrollo de una clase puede verse la necesidad de utilizar instancias provistas por otras clases, por ejemplo la clase Persona, requerirá de una instancia RelojDespertador, a fin de fijar la hora para su alarma. En este caso la siguiente codificación ilustra la relación Persona usa-un RelojDespertador: public class Persona{ RelojDespertador mirelojdespertador = new RelojDespertador(); mirelojdespertador.fijarhoraalarma(lahora);... En el código anterior se crea un objeto mirelojdespertador a partir de la clase relojdespertador, luego se usa el método fijarhoraalarma (lahora), que está contenido dentro de la clase RelojDespertador, para fijar la hora de la alarma en lahora, valor suministrado como argumento de este método. Identificadores en Java Por identificadores se entiende los nombres dados a variables, métodos, clases, paquetes e interfaces (que se definirán más adelante). Los identificadores no son

17 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-17 cosas u objetos, justamente son la forma de llamar esas cosas u objetos. A lo largo del texto, a través de los diferentes ejercicios y ejemplos se ha manejado identificadores como System.out.println, String, args, variable1, grabadora, Ejemplo01 y otros. Los identificadores, se pueden formar de letras, números, el símbolo _ (subrayado) y el símbolo $. Los identificadores se deben iniciar con una letra, con el símbolo _ (subrayado) ó con el signo $. Cada variable u objeto toma un nombre o identificador con el cual se identifican en el programa, aplicación o applet. Una buena práctica es asignar nombres significativos y mnemotécnicos para los identificadores, lo más cercanos a los significados que ellas tienen o representan en el dominio del problema. Un nombre de variable no puede contener espacios, tampoco se puede iniciar con un número. Los siguientes son nombre válidos de identificadores: variable mivariable MIVARIABLE x i _mivariable $mivariable _9pins andronauta OClaroEsta Los siguientes son nombres inválidos de identificadores: Mi Variable // Contiene espacio en blanco 9pines // Inicia con un dígito a+c // El signo + no es un carácter alfanumérico chequeo1-2-3 // El signo menos no es un carácter alfanumérico O'Reilly // El apóstrofe no es un carácter alfanumérico OReilly_&_Associates // El símbolo ampersand no es alfanumérico Si se desea que un identificador se inicie con un número, anteponga el símbolo _ (subrayado) al nombre o identificador, por ejemplo, si se desea usar como identificador 8Ciclos, el nombre válido sería _8Ciclos. Como norma de codificación en Java, se recomienda que cada palabra de las que conforman el nombre de un identificador se inicie con una letra mayúscula y las demás letras con minúsculas. Para el caso de variables, métodos y objetos, la primera palabra se iniciará con minúscula, en el caso de las clases, el

18 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-18 identificador se inicia con mayúscula, notación que se ha propuesto y utilizado en los capítulos anteriores. Los siguientes ejemplos ilustran este sistema de codificación de identificadores: pesoespecifico // para una variable volumentotallago// para el nombre de un método FiguraGeometrica // para denotar la clase FiguraGeometrica cuadradorojo // puede denotar un objeto El espacio en blanco El espacio en blanco corresponde al carácter que se produce cuando se presiona la barra de espaciamiento en el teclado del computador y que se utiliza para separar palabras. Existen en Java otros cuatro espacios en blanco: la tabulación horizontal (horizontal tab), la alimentación de formas (form feed), el retorno de carro o enter (carriage return) y la alimentación de una línea (line feed). Cuando se presiona la tecla de enter o de retorno, se produce la inserción de una línea o un retorno de carro, lo cual se refleja en el código fuente como una nueva línea. Aparte del uso de espacios en blanco en las literales de caracteres (String), Java sin importar cuantos espacios se utilicen los toma como uno. Se usa también para separar operandos, símbolos, palabras. El número de espacios que utilice es solamente para una mejor presentación visual a quien lee el programa en lenguaje fuente. Dentro del cuerpo de una literal tipo carácter de los caracteres mencionados que Java toma como un solo espacio en blanco, sólo se permite escribir directamente el carácter espacio en blanco. Retornos de carro, tabulaciones, lineas y formas de alimentación, pueden ser insertadas utilizando las secuencias de escape: Secuencia de escape Descripción \ddd Carácter octal (ddd) \uxxxx Carácter UNICODE hexadecimal (xxxx) \' Comilla simple \ Comilla doble \\ Barra invertida \r Retorno de carro \n Nueva línea (salto a nueva línea) \f Alimentación de página (salto a nueva página)

19 Programación Java básica: De la representación de objetos a Java 7-19 Secuencia de escape Descripción \t Tabulación \b Retroceso No se puede cortar una cadena (String) de carácteres a través de una línea, como por ejemplo en el siguiente caso: String verso = No llores por amor, alza la cara que no digan tus ojos que se te ha acabado la paz en el alma. ; En lugar de esa construcción se debe utilizar la secuencia de escape \n yel operador de concatenación de carácteres +, de la siguiente manera: String verso = No llores por amor\n + alza la cara\n + que no digan tus ojos\n + que se te ha acabado\n + la paz en el alma. ; Obsérvese que, una instrucción sí se puede cortar a través de múltiples líneas, sin embargo una literal de carácteres (String) no es permitido. Tipos de datos Los tipos de datos hacen referencia tanto al tipo de contenido, como a la forma como es almacenado en la memoria del computador. Accesar al contenido de un tipo de datos en particular se hace mediante nombres o identificadores. Los tipos de datos disponibles en Java, también denominados primitivos, son muy similares a los tratados en el Capítulo 2, sobre Lenguaje Algorítmico y obviamente similares a la mayoría de los lenguajes de programación, como en el caso los lenguajes C y C++. Estos tipos de datos son: los lógicos (booleanos), de formato corto (short), enteros(int), de formato largo (long), de punto flotante (float), de formato extendido (double) y para manejo de caracteres (char), cabe anotar que en su implementación se encuentran algunas diferencias según el lenguaje de programación. Veamos algunos aspectos generales sobre los tipos de datos, comparando C++ y Java:

20 Programación Java básica: Tipos de datos 7-20 En C y C++ la manipulación de tipos de datos es dependiente del compilador y la máquina, por ejemplo en el tamaño de los enteros. En Java se especifica cada tipo de dato de manera independiente. Java previene acerca de la conversión arbitraria entre variables con tipos de datos no similares. Únicamente se permite la conversión entre variables de tipo numérico, así como la conversión entre superclases y subclases del mismo objeto. Todas las variables numéricas en Java tienen signo. En Java cada variable, cada expresión, tienen un tipo de dato. Así mismo cada tipo está definido estrictamente. El compilador Java comprueba todas las asignaciones, bien explícitas o mediante paso de parámetros en llamadas de métodos, todas las conversiones, expresiones y parámetros, para asegurar la compatibilidad de los tipos de datos. Dependiendo de la tarea a realizar, se requerirá definir clases, entendidas como plantillas en Java, con las cuales se pueden crear instancias de objetos de la aplicación del mundo real. Como se vio antes, tanto aplicaciones como applets se diseñan sobre la base de la estructura o jerarquía de clases, cuyos datos miembros pueden ser a su vez clases, o tener la forma de instancias de clases que vienen incorporadas en el lenguaje Java. Sea el caso de una clase denominada CamionDeCarga que puede contener, entre otros, los siguientes tipos de datos miembros o atributos: Atributos de la Clase CamionDeCarga Valores de atributos para el objeto micamion marca Ford 7000 fabricante Ford Motor Co. color Rojo ladrillo numeromotor SF capacidadmotor 7,000 cc placanumero NOC 890 numeroejes 2 dueño Federico García combustible Diesel En esa lista se observa que fabricante, puede ser a su vez una clase y contendría entonces la información sobre su dirección, nombre, teléfono,

21 Programación Java básica: Tipos de datos 7-21 página web, métodos para vender, financiar, hacer mantenimiento y otros. Los demás atributos hacen referencia a tipos simples que pueden contener información numérica o alfanumérica. Los atributos capacidadmotor y numeroejes al hacer referencia a un valor numérico, deberán tener la forma de almacenamiento numérico sin decimal. La identificación mediante la placanumero hace referencia a una cantidad de tipo alfa-numérico, entendida como una cadena de caracteres. En el caso del objeto micamion se encuentran tipos de datos que hacen referencia a cantidades numéricas y de cadenas de caracteres, consideradas del tipo de dato simple, o tipo de datos primitivos. Veamos ahora el caso de un objeto mirelojdespertador, el cual es una instancia de la clase RelojDespertador, con entre otros, los siguientes atributos, y sus valores: Atributos de la Clase RelojDespertador marca color serie tipomaterial Valores de atributos para el objeto mirelojdespertador Pony Azul Cielo Ax Metal-Plástico precio $5, tipofunciones Alarma nombredueño Usted horaactual 8:00 p.m. horaalarmaactual 5:00 a.m. operacion De cuerda Se puede identificar que entre sus atributos hay uno con información numérica con decimales como es el caso del precio y de contenido alfabético como es el color y alfanumérico como la serie. Todos ellos son tipos de datos primitivos, como se explica a continuación. Tipos de Datos primitivos Java trae definidos los siguientes tipos de datos primitivos :

22 Programación Java básica: Tipos de datos 7-22 Para manejo de cantidades enteras, o sea aquellas que no tienen decimales: byte, short, int, long. Para manejo de cantidades de punto flotante, o con decimales: float, double. Manejo de los símbolos de un conjunto de caracteres como por ejemplo letras, números y caracteres especiales: char. Para cantidades con valores lógicos, falso o verdadero: boolean. Enteros Los enteros representan las cantidades que no tienen parte decimal o fraccionara. Gran parte del trabajo computacional se fundamenta en la manipulación de cantidades enteras con signo, es decir que pueden tomar valores positivos o negativos. El tamaño, es una cantidad expresada en número de bits (dígitos binarios) asignados en la memoria del computador para almacenar un valor. Representa el comportamiento para las variables y expresiones del respectivo tipo, haciendo referencia al rango de valores que se pueden almacenar en las variables de ese tipo. Hay cuatro tipos de datos enteros, dependiendo de las necesidades de rangos de almacenamiento por parte las variables a utilizar. La siguiente lista indica los tamaños en bits y rangos para los tipos de datos enteros: Tipo de dato Tamaño en bits Rango de valores permitido long a int a short a byte a 127 La memoria del computador se mide en bytes u octetos de bits. Un dígito binario o bit, puede almacenar un uno o un cero. Es decir que la máxima cantidad entera almacenada en un bit es el entero 1. Si hay dos bits, el máximo valor es 11 binario que corresponde al decimal 3, si hay 7 bits el máximo valor es binario que corresponde al decimal 127. Como en Java una

23 Programación Java básica: Tipos de datos 7-23 cantidad numérica tiene signo, para el caso de los enteros uno de los bits se deja para el signo. De esta manera, la capacidad de almacenamiento de valores enteros en 8 bits (de los cuales toma uno para el signo, el de la izquierda por ejemplo) será uno para el signo y en los siete restantes binario que corresponde al decimal 127. Igual calculo se puede hacer para el almacenamiento en tamaño de 16, 32 o 64 bits. Declaración de variables enteras Para decidir si se debe crear una variable entera es necesario conocer el tamaño máximo y mínimo que se espera deba contener el dato representado por dicha variable y asignarle un nombre con el cual se haga referencia. Si se desea un contador que tome valores entre 1 y 100, de acuerdo a la tabla anterior el tipo recomendado es el byte ya que su rango comprende los valores del contador a utilizar. Con la siguiente instrucción se declara una variable contador con el tipo byte. byte contador; Los índices de arreglos, como por ejemplo el arreglo arg[] usado como argumento en el método main(string arg[]) puede ser de tipo int, ya que su rango difícilmente superaría los 128 elementos. Pero si se requiere un arreglo con mayor numero de indices, se utilizaría el tipo short. Para el caso de tres variables cuyos valores están dentro del rango del tipo int su declaración se puede hacer con short numerovehiculos, numeroestudiantes, cantidadpedida; Si se desea usar variables enteras de tamaño de 64 bits, o sea de tipo long la siguiente declaración lo establece para las variables indicadas: long variablelarga, otralarga, unagrandota; Valores reales Los valores reales o de punto flotante se utilizan para cálculos que requieran mayor precisión, la cual se define como la cantidad de dígitos significativos que maneja el computador exactamente para un tipo de datos dado. Por ejemplo, la raíz cuadrada y las funciones trigonométricas como el seno y el coseno. Estos tipos de datos almacenan los bits mas significativos, o sea la mantisa, aparte del exponente. Todas las funciones matemáticas trascendentes como sin(), cos(), sqrt() devuelven valores de doble precisión.

24 Programación Java básica: Tipos de datos 7-24 Como en el caso de los valores enteros, en los de coma flotante se presentan en dos tamaños: float y double, que representan números de precisión simple y de precisión doble. float almacena sus valores en 32 bits y se denomina precisión sencilla, su rango de valores es establecido de acuerdo a : mínimo valor negativo máximo valor negativo mínimo valor positivo máximo valor positivo Los valores en precisión float o simple, requieren la mitad del espacio que la precisión doble, siendo más rápida, sin embargo es imprecisa cuando los valores son muy grandes o muy pequeños. Las variables float son útiles cuando no se requiere mucha precisión. double almacena sus valores en 64 bits y se denomina de precisión doble, su rango de valores es establecido de acuerdo a: mínimo valor negativo máximo valor negativo mínimo valor positivo máximo valor positivo Los valores en precisión double son muy útiles cuando se hacen cálculos con números de gran valor o tras de muchos cálculos iterativos o repetitivos, por ejemplo para el cálculo de convergencia de funciones. Las funciones matemáticas trascendentes, como sin(), cos() y sqrt() por ejemplo, devuelven valores del tipo double. En ambos casos, float y double, una parte del tamaño en bits se toma para el signo de la mantisa, otro para la mantisa, otro para el signo del exponente y otra parte para el exponente. Dando así los rangos de valores indicados. Nótese que aunque el rango cubierto es muy grande, la precisión se limita al número de dígitos significativos de cada tipo. Declaración de variables reales Ejemplo 1: En el siguiente programa se calcula el área de un círculo mediante la clase AreaCirculo.

25 Programación Java básica: Tipos de datos 7-25 // calculo del area de un circulo import javax.swing.joptionpane; // importa class JOptionPane class AreaCirculo { public static void main(string args[]) { double pi, radio, area; radio = 10.8; pi = ; area = pi*radio*radio; JOptionPane.showMessageDialog(null, "El area del circulo con radio "+radio+" es "+area, "Resultados", JOptionPane.PLAIN_MESSAGE ); Cuyo resultado se presenta enseguida: Figura 7 Salida de la clase AreaCirculo Valores char El tipo de datos para almacenar caracteres es el char. Java utiliza el código Unicode para representar caracteres. Este sistema define un conjunto de caracteres completamente internacional, que puede representar todos los caracteres encontrados en todos los idiomas y lenguas. Es la unificación de docenas de conjuntos de caracteres como latino, griego, arábigo y muchos mas. Para lograr esto el tipo de dato char utiliza 16 bits, por tanto el rango de caracteres es de 0 a ( en binario). Tiene sentido la utilización del sistema unicode ya que Java esta diseñado apara permitir que los applets se puedan utilizar en todo el mundo. Información sobre unicode está disponible en y en Declaración de variables char Los siguientes son algunos ejemplos de declaración de variables tipo char, char ca1;

26 Programación Java básica: Tipos de datos 7-26 char ca2 = carácter 2 ; [] {???????? char ca3 = \n ; Ejemplo 2: En el siguiente programa se usan variables tipo char: // uso de variables char import javax.swing.joptionpane; // importa class JOptionPane class AgregaCaracteres{ public static void main(string args[]) { char parte1, parte2; parte1 = 88; // código que representa x parte2 = 'Y'; JOptionPane.showMessageDialog(null, "parte1 y parte2: "+parte1+" "+parte2,"resultados",joptionpane.plain_message); Se obtiene el siguiente resultado: Figura 8 Resultados clase AgregaCaracteres Valores Booleanos Por definición, los valores booleanos tienen un bit de almacenamiento, solo pueden tomar uno de dos valores, true (verdadero) o false (falso). Este es el tipo que devuelven los operadores de comparación relacionales, como en la expresión area1 < area2, o el requerido en las expresiones condicionales que controlan el flujo como if, for, do, while. Una variable de este tipo, al ser creada toma como valor predeterminado false. Declaración de variables booleanas Ejemplo 3: En el siguiente programa se utilizan variables booleanas, // Utilización de variables booleanas class ChequeaBooleana{

27 Programación Java básica: Tipos de datos 7-27 public static void main(string args[]){ boolean vara, varb; varb = false; vara = true; System.out.println( varb tiene el valor + varb); varb = true; System.out.println( varb tiene el valor + varb); // expresion booleana para controlar una selección if (vara){ System.out.println( Se ejecuta esta instrucción ); Al ejecutarse el programa generara el siguiente resultado por la línea de comandos: varb tiene el valor false varb tiene el valor true Se ejecuta esta instrucción Literales en Java Literales son código fuente de Java que significan justamente lo que ellas dicen en su asignación literalmente. Una literal es una constante, por ejemplo, Soy una Applet, es una literal tipo String y significa que tiene almacenado el mensaje o cadena Soy una Applet. Para el compilador aunque tiene mas de un carácter, representa una sola cosa: una literal tipo String. Así mismo 9.86 aunque tiene mas de un dígito o carácter, es considerado como una literal numérica. Cada tipo de datos permite la manipulación del mismo tipo de literales según el tipo. Literales de tipo entero Los enteros son el tipo más utilizado en el trabajo en el computador, cualquier valor numérico entero es un literal entero. Por ejemplo los valores, 1, 2, 45, 67, 98, son valores literales enteros los cuales son valores decimales por cuanto están en base 10, aunque hay otras bases como la octal en base 8 y la hexadecimal en base 16, con las cuales también se pueden definir literales numéricas enteras. Los valores octales en Java van precedidos por un 0 (cero), por lo cual el valor 06 representa una literal entera en base octal. El rango de los dígitos octales van del 0 al 7. La base hexadecimal es una base común para los números utilizados por los

28 Programación Java básica: Tipos de datos 7-28 programadores que coincide con el tamaño de palabra en módulo 8, como el almacenamiento en 8, 16, 32 o 64 bits visto antes. Una literal hexadecimal se representa con el prefijo 0X, seguido de los dígitos hexadecimales cuyo rango es de 0 al 15, por lo que hay que utilizar las letras de la A alaf para representar a los números decimales 10 al 15. Los literales enteros crean por defecto un valor tipo int, que en Java tiene un tamaño de 32 bits. Cuando se asigna un valor literal a una variable entera byte o short, no se genera error alguno si el literal esta dentro del rango del tipo destino. Para las literales o constantes enteras a especificar como long es necesario decirle de forma explícita al compilador que el valor literal es de tipo long, mediante la adición de la letra L (mayúscula o minúscula) al final de la literal. Los siguientes son algunos ejemplos de asignación de constantes enteras a variables: Constante1 = L; // entero decimal en 64 bits Constante2 = 0X6785ABL; // hexadecimal entero en 64 bits Constante3 = 30567; // entero decimal en 32 bits Constante4 = ; // entero octal en 32 bits Constante5 = L; // entero octal en 64 bits Literales en coma flotante o de números reales Los valores literales de coma o punto flotante representan cantidades decimales con una componente fraccionaria, en notación estándar o sea la cifra entera seguida de un punto decimal y un conjunto de dígitos expresando la parte fraccionaria, o en notación científica al expresar el número en notación estándar con un sólo dígito entero y adicionalmente con una componente que expresa la potencia que debe elevarse el valor 10 como factor multiplicador del número. El exponente se indica con E, o e, seguido de un número decimal con signo. Por ejemplo en notación estándar y 2345 E-3 en notación científica. Las literales de coma flotante son almacenadas por defecto en doble precisión (double) o sea en 64 bits. Si se desea especificar una literal tipo float en 32 bits, se le debe añadir a la constante una F, o f al final. Los siguientes son algunos ejemplos de literales de coma flotante: Constante1 = E 23; Constante2 = E-21; Constante3 = F; Constante4 = ;

29 Programación Java básica: Tipos de datos 7-29 Literales Booleanos Un valor booleano se expresa solamente con uno de los dos valores lógicos, true (verdadero) y false (falso). Los valores true y false, no son equivalentes a representación o expresión numérica alguna, es decir no equivalen a 1 y 0 respectivamente como en C o C++. Las siguientes son asignaciones literales booleanos a dos variables, obviamente del tipo de datos booleano. Respuesta1 = true; Respuesta2 = false; Literales Char Estas literales se almacenan en 16 bits sin signo, y corresponden a índices del conjunto de caracteres Unicode. Estos literales se pueden convertir a enteros y ser manipulados con los operadores de los enteros. Un carácter literal tipo char se representa dentro de un par de comillas simples ( ). Los caracteres visibles en ASCII se introducen directamente entre el par de comillas. Aquellos que no se los puede representar directamente se utilizan secuencias de escape, como por ejemplo \n, para el carácter cuyo función es crear una nueva línea, o \r para el retorno de carro. Las siguientes son algunas secuencias de escape: \ddd carácter octal \uxxxx caracter UNICODE hexadecimal (xxxx) \ comilla simple \ comilla doble \\ barra invertida \rretorno de carro \nnueva linea \falimentar página \ttabulador \bretroceso Literales String o de cadena de caracteres Este tipo de literales son similares a las usadas en todos los lenguajes de programación, cualquier cosa colocada entre un par de comillas dobles. Una literal String es una coleción de carácteres (letras, dígitos, signos de puntuación, etc.) que se escribe en una sola linea, ya que Java no tiene carácter de escape para indicar continuación de línea. Cadena1= Soy toda una cadena ; CadenaOtra = Soy otra cadena y que? ;