Programación Orientada por Objetos. Prof. Yudith Cardinale Universidad Simón Bolívar Dpto de Computación y Tecnología de la Información

Transcripción

1 Programación Orientada por Objetos Prof. Yudith Cardinale Universidad Simón Bolívar Dpto de Computación y Tecnología de la Información

2 Contenido Introducción Conceptos básicos de POO Clase Herencia Objeto Método Evento Mensaje Propiedad o atributo Estado interno Componentes de un objeto Identificación de un objeto

3 Programación: Actividad compleja Los problemas que se intentan resolver con el software implican elementos complejos propios del área a la que pertenecen Además, es díficil gestionar el proceso de desarrollo de software No hay estándares o límites para la flexibilidad en la construcción de software

4 Crisis del software 1968: ingeniería del software y crisis del software (conferencia patrocinada por la OTAN) el software es caro, poco fiable y escaso Las metodologías estructuradas no han eliminado el problema se requiere un nuevo paradigma de diseño y programación de software La incapacidad humana de dominar la complejidad del software conlleva a: Proyectos retrasados Proyectos que exceden al presupuesto Proyectos deficientes que no cumplen los requerimientos

5 Programación Orientada por Objetos POO es un conjunto de técnicas que pueden utilizarse para desarrollar programas eficientemente. Es una manera de enfrentar la complejidad en los programas y la Crisis del software. Los objetos son los elementos principales de construcción de los programas.

6 La POO es... Un método de implementación en el que los programas se organizan como colecciones cooperativas de objetos, cada uno de los cuales representa una instancia de alguna clase y cuyas clases son todas miembros de una jerarquía de clases unidas mediante relaciones de herencia Grady Booch

7 La Programación convencional... Procedimientos y datos Estructuras de datos como variables o parámetros que se tratan separadamente de los procedimientos

8 Razones del éxito de la POO Razones del éxito de la POO La OO es adecuada para realizar aplicaciones de prototipos y simulación de programas Los mecanismos de encapsulamiento de la POO soportan un alto grado de reutilización de código, que se incrementa por los mecanismos de herencia Soporte de lenguajes OO estables y sólidos Soportan interfaces gráficas de usuarios

9 El modelo de objetos Objetos en el mundo real Propiedades Métodos Abstracción Clases y Objetos Encapsulamiento Mensajes Constructores Destructores Herencia

10 Todos los objetos tienen... Estado: Valor de sus características que los distinguen entre si (propiedades, sustantivos) Ejemplo: Objeto Perro - Características Nombre: FIDO Raza: Chihuahua Color: Café,... Comportamiento: Acciones que puede realizar (verbos) Ejemplo: Objeto Perro - Acciones Ladrar [ Guau Guau ] Comer [ Chomp Chomp ] Dormir [ Zzzzzzzz ], Identidad: Pertenece a su clase y tiene un nombre único

11 Cómo modelar un objeto real en un programa? Las características son PROPIEDADES o datos. Las acciones son METODOS u operaciones. Perro Nombre: FIDO Raza: Chihuahua Color: Café Objeto Perro Real Ladrar ( ) Comer( ) Dormir ( ) Abstracción de la clase Perro en software

12 Abstracción Se refiere a quitar propiedades y métodos de un objeto y quedarse solo con aquellas que sean necesarias. Perro Nombre: FIDO Raza: Chihuahua Color: Café Objeto Perro Real Propiedades: (Nombre,Raza,Color, etc.) Acciones: (Ladrar,Comer,Dormir, etc.) Ladrar ( ) Comer( ) Dormir ( ) Abstracción de Perro en un programa. NOTE que en la abstracción de Perro se eliminaron los etc.

13 Abstracción Denota las características esenciales de un objeto, donde se capturan sus comportamientos. Decidir qué es importante y qué no Enfoca y depende de lo que es importante Ignora y no depende de lo que no es importante Usa el encapsulamiento para reforzar una abstracción The purpose of abstraction is not to be vague, but to create a new semantic level in which one can be absolutely precise. Edsger Dijkstra

14 Clase Es una descripción de las características y acciones para un tipo de objetos. Una clase NO es un objeto. Es solo una plantilla o definición para crear objetos. Nombre de la Clase atributo 1 atributo 2 atributo n método 1 método 2 método m

15 Clase Contiene todas las características comunes de ese conjunto de objetos Clase = Modelo = Plantilla = Esquema = Descripción de la anatomía de los objetos. A partir de una clase se pueden definir [crear] muchos objetos independientes con las mismas características. Contiene las definiciones de las propiedades y comportamiento de un tipo de objeto concreto. La instanciación es la lectura de estas definiciones y la creación de un objeto a partir de ellas

16 Objeto Unidad que combina datos y funciones. Datos = Propiedades = Atributos = Características Funciones = Métodos = Procedimientos =Acciones Un objeto es creado a partir de una clase. Los datos y funciones están Encapsulados. Posee un nombre único (identificador). Un objeto es del tipo de una clase Un objeto es la instancia de una clase

17 Objeto & Clase

18 Objeto & Clase Punto R x, y; trasladar(a, b) Distancia(p) Clase Objetos

19 Ejemplo de Clase clase Automovil { // propiedades o atributos String color; int velocidad; } // métodos públicos void asignacolor(string _color){ color = _color; } int indicacolor(){ return color; }

20 Objeto Instancia de una clase. Identidad Comportamiento Estado Nombre del Objeto atributo 1 atributo 2 atributo n método 1 método 2 método m

21 Ejemplo de Objeto clase Agencia { public static void main (String args[]) { Automovil autodeportivo = new Automovil(); Automovil camioneta = new Automovil (); } autodeportivo.asignacolor( rojo ); camioneta.asignacolor( azul ); System.out.println( color de camioneta + camioneta.indicacolor()); System.out.println( color del auto deportivo + autodeportivo.indicacolor()); }

22 Herencia Es la facilidad mediante la cual la clase B hereda en ella cada uno de los atributos y operaciones de la clase A Clase A Clase B Clase C Herencia Simple Clase B Clase C Clase A Herencia Múltiple

23 Herencia Polígono Figura Cerrada Elipse Pentágono Cuadrilátero Círculo Rectángulo Rombo Una clase heredera proporciona los atributos y métodos de la clase heredada, y puede añadir otros nuevos. La clase heredera puede modificar el comportamiento heredado (por ejemplo, redefiniendo algún método heredado). La herencia es transitiva. Los objetos de una clase que hereda de otra pueden verse como objetos de estaúltima.

24 Herencia Resultado = Suma de las distancias entre los puntos Polígono R perimetro() Cuadrado R lado; R perimetro() Resultado = 4*lado Una clase heredera proporciona los atributos y métodos de la clase heredada, y puede añadir otros nuevos. La clase heredera puede modificar el comportamiento heredado (por ejemplo, redefiniendo algún método heredado). La herencia es transitiva. Los objetos de una clase que hereda de otra pueden verse como objetos de estaúltima.

25 Mensaje una comunicación dirigida a un objeto, que le ordena que ejecute uno de sus métodos con ciertos parámetros asociados al evento que lo generó.

26 Evento Es un suceso en el sistema (tal como una interacción del usuario con la máquina, o un mensaje enviado por un objeto). El sistema maneja el evento enviando el mensaje adecuado al objeto pertinente. También se puede definir como evento, a la reacción que puede desencadenar un objeto, es decir la acción que genera.

27 Estado interno es una variable que se declara privada, que puede ser únicamente accedida y alterada por un método del objeto, y que se utiliza para indicar distintas situaciones posibles para el objeto (o clase de objetos). No es visible al programador que maneja una instancia de la clase.

28 Encapsulamiento Significa reunir a todos los elementos que pueden considerarse pertenecientes a una misma entidad, al mismo nivel de abstracción. Esto permite aumentar la cohesión de los componentes del sistema.

29 Encapsulamiento Permite incluir en una sola entidad información y operaciones que operan sobre esa información. Permite: Componentes públicos [Accesibles, Visibles]. Componentes privados [No accesibles, Ocultos]. Restricción de accesos indebidos..

30 Ocultación Cada objeto está aislado del exterior, es un módulo natural, y cada tipo de objeto expone una interfaz a otros objetos que especifica cómo pueden interactuar con los objetos de la clase. El aislamiento protege a las propiedades de un objeto contra su modificación por quien no tenga derecho a acceder a ellas, solamente los propios métodos internos del objeto pueden acceder a su estado. Esto asegura que otros objetos no pueden cambiar el estado interno de un objeto de maneras inesperadas, eliminando efectos secundarios e interacciones inesperadas. Algunos lenguajes relajan esto, permitiendo un acceso directo a los datos internos del objeto de una manera controlada y limitando el grado de abstracción. La aplicación entera se reduce a un agregado o rompecabezas de objetos.

31 Polimorfismo comportamientos diferentes, asociados a objetos distintos, pueden compartir el mismo nombre, al llamarlos por ese nombre se utilizará el comportamiento correspondiente al objeto que se esté usando. O dicho de otro modo, las referencias y las colecciones de objetos pueden contener objetos de diferentes tipos, y la invocación de un comportamiento en una referencia producirá el comportamiento correcto para el tipo real del objeto referenciado. Cuando esto ocurre en "tiempo de ejecución", esta última característica se llama asignación tardía o asignación dinámica. Algunos lenguajes proporcionan medios más estáticos (en "tiempo de compilación") de polimorfismo, tales como las plantillas y la sobrecarga de operadores de C++.

32 Recolección de basura la Recolección de basura o Garbage Collector es la técnica por la cual el ambiente de Objetos se encarga de destruir automáticamente, y por tanto desasignar de la memoria, los Objetos que hayan quedado sin ninguna referencia a ellos. Esto significa que el programador no debe preocuparse por la asignación o liberación de memoria, ya que el entorno la asignará al crear un nuevo Objeto y la liberará cuando nadie lo esté usando. En la mayoría de los lenguajes híbridos que se extendieron para soportar el Paradigma de Programación Orientada a Objetos como C++ u Object Pascal, esta característica no existe y la memoria debe desasignarse manualmente.

33 Sistemas Convencionales ENTRADA DATOS PROCESOS SALIDA ESTRUCTURAS

34 Abstracción de Procesos leer r t = r*r a = t* muestra a area funcion areacirculo(radio) { t = r*r; a = t* regresa a; }

35 Evolución de los lenguajes Programación Estructurada Programación lógica Programación funcional Programación Orientada a Objeto Programación Orientada a agentes (en desarrolllo)

36 Caracaterísticas de Java Java Java Java compilación class class class carga Maquina virtual de Java ejecución Unix Windows solaris Linux Hardware

37 Requerimientos para usar Java Kid de desarrollo SDK de java Incluye el compilador java.sun.com API de Java (Application Program Interface) java.sun.com/api Editor JCreator