PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS CON JAVA

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María Isabel Acosta Santos
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1 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS CON JAVA Angel García Beltrán y José María Arranz Santamaría Sección de Publicaciones Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales Universidad Politécnica de Madrid 2ª Edición Septiembre de 2007

2 2 A. García-Beltrán y J.M. Arranz

3 Programación orientada a objetos con Java 3 Esta publicación impresa y sus capítulos online están registrados por los autores. Esto significa que los contenidos, de forma total o parcial, se pueden leer, imprimir, compartir y distribuir libremente aunque con las consideraciones indicadas a continuación: Autoría: debe indicarse el nombre de los autores originales Uso no comercial: No debe utilizarse para usos comerciales. Sólo se permite para uso educacional por instituciones públicas o sin ánimo de lucro El contenido no debe alterarse o transformarse para ser incluido en trabajos derivados Programación Orientada a Objetos con Java (C) Angel García Beltrán y José María Arranz Santamaría agarcia@etsii.upm.es; jmarranz@dii.etsii.upm.es Sección de Publicaciones de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales Universidad Politécnica de Madrid

4 4 A. García-Beltrán y J.M. Arranz

5 Programación orientada a objetos con Java 5 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN EL LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN JAVA INSTALACIÓN DEL KIT DE DESARROLLO JAVA PRIMERAS PRÁCTICAS ESTRUCTURA DE UN PROGRAMA EN JAVA LA CLASE PRINCIPAL Y EL MÉTODO MAIN COMENTARIOS IDENTIFICADORES TIPOS DE DATO CATEGORÍAS DE TIPOS DE DATOS TIPOS DE DATO PRIMITIVOS EN JAVA LITERALES O CONSTANTES LITERALES DE TIPOS DE DATO PRIMITIVOS FORMATO DE REPRESENTACIÓN DE LOS DATOS NUMÉRICOS REALES DECLARACIONES DE VARIABLES DECLARACIÓN DE VARIABLES FINAL O CONSTANTES CONVERSIONES ENTRE TIPOS DE DATO OPERADORES OPERADOR ASIGNACIÓN OPERADORES ARITMÉTICOS OPERADORES ARITMÉTICOS INCREMENTALES OPERADORES ARITMÉTICOS COMBINADOS OPERADORES DE RELACIÓN OPERADORES LÓGICOS O BOOLEANOS EL OPERADOR CONDICIONAL OPERADORES DE BIT OPERADOR CONCATENACIÓN DE CADENAS SEPARADORES EXPRESIONES PRIORIDAD ENTRE OPERADORES SENTENCIAS SELECTIVAS O CONDICIONALES SENTENCIAS DE CONTROL DEL FLUJO DE UN PROGRAMA SENTENCIA IF-ELSE SENTENCIA SWITCH SENTENCIAS REPETITIVAS O BUCLES SENTENCIA FOR SENTENCIA WHILE SENTENCIA DO-WHILE OTRAS SENTENCIAS SENTENCIA BREAK SENTENCIA CONTINUE TRATAMIENTO DE EXCEPCIONES OPERACIONES DE ENTRADA Y SALIDA DE DATOS...86

6 6 A. García-Beltrán y J.M. Arranz 8. SENTENCIA RETURN Y MÉTODOS DECLARACIÓN Y USO DE MÉTODOS RETURN Y VOID RECURSIÓN O RECURRENCIA SOBRECARGA DE MÉTODOS OBJETOS Y CLASES CLASES INSTANCIAS MODIFICADORES DE VISIBILIDAD CLASES ANIDADAS E INTERNAS EL OPERADOR INSTANCEOF JAVADOC ALGUNAS CLASES ESTÁNDAR DE JAVA (I) CLASES CONTENEDORAS O WRAPPERS OBJETOS DE LA CLASE CHARACTER OBJETOS DE LA CLASE STRING OPERACIONES CON INSTANCIAS DE LA CLASE STRING OTROS MÉTODOS PARA TRABAJAR CON OBJETOS DE LA CLASE STRING ALGUNAS CLASES ESTÁNDAR DE JAVA (II) OBJETOS DE LA CLASE ARRAY OPERACIONES CON ARRAYS ARRAY DE OBJETOS ARRAYS MULTIDIMENSIONALES TIPOS DE ATRIBUTOS VARIABLES DE INSTANCIA VARIABLES DE CLASE (STATIC) CONSTANTES O VARIABLES FINALES (FINAL) CONSTRUCTORES CONSTRUCTORES DECLARACIÓN DE UN CONSTRUCTOR MÁS SOBRE LA DECLARACIÓN Y USO DE VARIOS CONSTRUCTORES TIPOS DE MÉTODOS MÉTODOS DE INSTANCIA MÉTODOS DE CLASE PARÁMETROS O ARGUMENTOS USO ALTERNATIVO DE THIS COMO REFERENCIA AL PARÁMETRO IMPLÍCITO PASO POR VALOR Y PASO POR REFERENCIA VARIABLES LOCALES HERENCIA DEFINICIÓN DE HERENCIA JERARQUÍA DE CLASES SOBREESCRITURA DE MÉTODOS HEREDADOS...162

7 Programación orientada a objetos con Java LA CLASE OBJECT HERENCIA Y CONSTRUCTORES CLASES Y MÉTODOS ABSTRACTOS CLASES Y MÉTODOS FINALES AGREGACIÓN Y ANIDACIÓN AGREGACIÓN, ASOCIACIÓN O COMPOSICIÓN ANIDACIÓN O DESCOMPOSICIÓN DE CÓDIGO INTERFACES DECLARACIÓN DE UNA INTERFAZ IMPLEMENTACIÓN DE UNA INTERFAZ EN UNA CLASE JERARQUÍA ENTRE INTERFACES UTILIZACIÓN DE UNA INTERFAZ COMO UN TIPO DE DATO PACKAGES O PAQUETES CÓMO SE ORGANIZA UN CONJUNTO DE ARCHIVOS FUENTE DE JAVA? IDENTIFICACIÓN DE UN PAQUETE ACCESO A LOS COMPONENTES DE UN PAQUETE MODIFICADORES DE ACCESO A LOS COMPONENTES RECOMENDACIONES PARA LA GESTIÓN DE ARCHIVOS DE JAVA TRATAMIENTO DE EXCEPCIONES ERROR DE EJECUCIÓN DE UN PROGRAMA TIPOS DE ERRORES TRATAMIENTO DE ERRORES (PREVISIBLES) TRATAMIENTO DE ERRORES CLÁSICO TRATAMIENTO DE ERRORES MODERNO (EXCEPCIONES) COLECCIONES INTRODUCCIÓN INTERFACES INTERFAZ COLLECTION INTERFAZ ITERATOR INTERFAZ SET INTERFAZ LIST INTERFAZ MAP TABLA RESUMEN IDENTIDAD DE LOS ELEMENTOS DE UNA COLECCIÓN ORDENACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE UNA COLECCIÓN ALGORITMOS PREDEFINIDOS USO DE ARCHIVOS Y ENTRADA Y SALIDA DE DATOS LA CLASE FILE CLASES STREAMS CLASES PARA TRABAJAR CON FLUJOS DE CARACTERES CLASES PARA TRABAJAR CON FLUJOS DE BYTES ENTRADAS Y SALIDAS ESTÁNDAR EN JAVA SALIDA DE DATOS POR PANTALLA LECTURA DE DATOS POR TECLADO DATOS DE DISTINTOS TIPOS PRIMITIVOS EN ARCHIVOS...252

8 8 A. García-Beltrán y J.M. Arranz SERIALIZACIÓN DE OBJETOS CONCURRENCIA E HILOS INTRODUCCIÓN PROGRAMAS DE UN ÚNICO HILO O DE FLUJO ÚNICO PROGRAMAS MULTIHILO O DE FLUJO MÚLTIPLE LA CLASE THREAD LA INTERFAZ RUNNABLE CICLO DE VIDA DE UN HILO PROGRAMACIÓN DE HILOS O SCHEDULING EL MODIFICADOR SYNCHRONIZED OTROS MÉTODOS DE UTILIDAD PARA HILOS SINCRONIZADOS COMUNICACIÓN ENTRE HILOS GRUPOS DE HILOS APÉNDICE: EL LENGUAJE UNIFICADO DE MODELADO, UML DIAGRAMA DE CLASES REPRESENTACIÓN DE LAS CLASES REPRESENTACIÓN DE LOS OBJETOS RELACIONES ENTRE CLASES RELACIÓN DE HERENCIA RELACIÓN DE ASOCIACIÓN RELACIÓN DE DEPENDENCIA INTERFACES PROGRAMACIÓN CON INTERFACES GRÁFICAS DE USUARIO (GUI) JFC Y SWING ELEMENTOS DE UNA APLICACIÓN GRÁFICA UN PRIMER PROGRAMA QUE EMPLEA COMPONENTES SWING COMPONENTES GRÁFICOS LA CLASE JCOMPONENT GENERACIÓN Y ORGANIZACIÓN DE COMPONENTES GRÁFICOS UNA APLICACIÓN GRÁFICA CON INTERACCIÓN UNA APLICACIÓN CON UTILIDAD APÉNDICE. QUÉ ES EL JDK (JAVA DEVELOPERS KIT)?...305

9 Programación orientada a objetos con Java 9 PRÓLOGO Este pequeño manual sirve de referencia para el seguimiento de las asignaturas Programación en Java y Programación Orientada a Objetos con Java impartidas en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid. Pero además puede servir como guía de autoaprendizaje o como material de referencia o de apoyo dentro de un primer curso de programación. Los capítulos han sido redactados por los profesores del Departamento de Automática, Ingeniería Electrónica e Informática Industrial: Ángel García-Beltrán (del capítulo 1 al 17 y del 21 al 24) y José María Arranz (del 19 al 20). Los objetivos principales de esta obra son la presentación de los elementos fundamentales del lenguaje de programación Java y la introducción a la metodología de la programación orientada a objetos. Dentro de cada capítulo se han descrito los diferentes elementos básicos de la programación con Java acompañados de ejemplos sencillos de utilización. Todos los programas de ejemplo son deliberadamente pequeños y sencillos para ilustrar cada concepto explicado. A pesar de la simpleza, todos los programas ejemplo pueden compilarse y ejecutarse de forma independiente. Al final de cada capítulo se han incluido algunas cuestiones y ejercicios propuestos que sirven de autoevaluación para los lectores de esta obra. Estos ejercicios son una parte muy importante de esta obra ya que si el estudiante los realiza, asimilará los conceptos mostrados en cada capítulo más eficazmente y ganará una experiencia muy valiosa en el empleo del compilador y del intérprete de Java. Asímismo, junto con la descripción de los diferentes elementos de programación en Java, se han incluido las correspondientes convenciones estándar de codificación seguidas por Sun y recomendadas para otros programadores 1. Estas convenciones abarcan los identificadores de archivos, la organización de archivos, la indentación, los comentarios, las declaraciones, las sentencias, los espacios en blanco, las convenciones para identificadores en general y otras prácticas de programación. Las convenciones de código son importantes para los programadores por varias razones: El 80% del coste del ciclo de vida del software se dedica a mantenimiento Prácticamente nunca el software es mantenido durante su vida útil por el autor original. Las convenciones de código facilitan la legibilidad del software permitiendo a los programadores entender el nuevo código más rápida y directamente. Si se envía el código fuente como un producto, es necesario asegurarse que está bien presentado y empaquetado como cualquier otro producto que se pudiera crear. El ordenador y el entorno de programación (compilador, intérprete...) son excelentes maestros. Es altamente recomendable experimentar con cada una de los elementos y características del lenguaje Java que vayan estudiándose y analizar los mensajes de error y de advertencia obtenidos al compilar y ejecutar los programas. Java es una marca comercial de Sun Microsystems Inc. 1 Revisado y actualizado el 20 de abril de 1999

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