CONTENIDO. Programación orientada a objetos - POO. Clases. Constructores y destructores. Definiciones. Entrada y salida

Transcripción

1 INFORMÁTICA II 1

2 CONTENIDO 2 1 Programación orientada a objetos - POO 2 Clases 3 Constructores y destructores 4 Definiciones 5 Entrada y salida

3 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Los lenguajes de programación tradicionales dividían el mundo en dos: datos y operaciones sobre los datos. Datos Inmutables Estáticos Operaciones Actúan sobre los datos Sólo son útiles mientras actúen sobre los datos. Informática II 2012/1 3

4 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Esta división está soportada por la manera en que funcionan los computadores. MEMORIA DATOS PROCESADOR Instrucciones Informática II 2012/1 4

5 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Un lenguaje procedimental como C no divide las cosas de manera diferente. C ofrece formas para organizar datos (estructuras de datos) y operaciones (funciones). Los elementos de diseño en C son: Datos Funciones Informática II 2012/1 5

6 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS La POO no contradice esta visión del mundo, simplemente la reorganiza a un nivel mayor de abstracción. Agrupa datos y operaciones sobre los datos en una entidad denominada OBJETO. Los elementos de diseño en POO son: Informática II 2012/1 6

7 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Cada OBJETO tiene dos características principales: ATRIBUTOS (datos) COMPORTAMIENTO (operaciones sobre los datos) Ejm.: Informática II 2012/1 7

8 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS - POO El mundo real esta compuesto por elementos complejos, difícilmente pueden ser modelados por números simples o caracteres. La esencia de la POO es modelar objetos (cosas o conceptos) en vez de datos simples. 8

9 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Esta similitud con los objetos reales le da a la POO su gran poder y alcance. La POO le permite al programador diseñar software asimilándolo a procesos de la realidad. El diseño se basa en que cada OBJETO desempeñará un rol dentro del sistema. Informática II 2012/1 9

10 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Definición Características 10 Propuesta de programación que se basa en la creación de objetos y la cooperación entre los mismos. Herencia Abstracción Polimorfismo Encapsulamiento.

11 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS Caraterísticas Herencia Es la capacidad de creación de nuevas clases partiendo de una jerarquía de clases ya existente. Mecanismo fundamental para implementar la reutilización Abstracción Consiste en aislar un objeto (sistema modular). Centrase más en Que Hace y no Como lo Hace. Polimorfismo Capacidad que puede ser implementada en las clases la cual permite utilizar un mismo método de forma diferente Encapsulamiento Ocultamiento de los atributos de un objeto. Sólo es posible cambiarlos mediante las operaciones definidas para ese objeto

12 ENCAPSULACIÓN Encapsular es la capacidad de agrupar varios atributos y capacidades en una sola envoltura. Esconde al usuario su funcionamiento interno. a 3 b 5 c = a + b; 8 12

13 ENCAPSULAMIENTO El encapsulamiento permite abstraer la interfaz de una clase y ocultar sus detalles de implementación. Interfaz: Funciones que permiten interactuar con la clase. Encapsulan los datos internos. Implementación: Encapsulada por la interfaz. Informática II 2012/1 13

14 ENCAPSULACIÓN Un buen encapsulamiento permite al programador enfocarse en como usar las clases en vez de preocuparse en como funcionan internamente. El ocultamiento de los detalles de un sistema ayuda a que este sea usado por todos. La tecnología ha sido creada, en su mayoría gracias a esta estrategia. 14

15 HERENCIA O REUSO 15 La herencia permite generar nuevos tipos, tomando como base alguno ya implementado. Cuando una clase hereda de otra se dice que es derivada, ofreciéndole instantáneamente todas sus cualidades. Facilita la programación.

16 HERENCIA O REUSO 16 Poligono Rectángulo Triangulo

17 POLIMORFISMO 17 Polimorfismo se refiere a: el mismo nombre puede tomar muchas formas. Es la capacidad de otorgar diferentes capacidades a funciones con el mismo nombre. Simplifican la tarea del desarrollador, al no tener que recordar distintos nombres para comportamientos semejantes.

19 CLASES 19 Las clases son simplemente una colección de variables (usualmente de diferentes tipos), combinados con un conjunto de funciones. La base de la encapsulación y de la abstracción. Las clases son capaces de encapsular todo tipo de variables, incluso otras clases. Las clases tienen variables miembro y funciones miembro.

20 CLASES Variables o datos miembro: Son las variables de la clase, ej. int ruedas, float altura, etc... Funciones miembro o métodos: Son las acciones que las clases pueden realizar, ej. Maullar, correr, volar, etc.. Los miembros de una clase puede ser catalogados como públicos, privados o protegidos. 20

21 Privados: MIEMBROS DE LA CLASE Públicos: Son accesibles desde algún lugar donde el objeto sea visible. Los métodos públicos son usados para acceder y manipular sus variables miembro privadas. Son miembros que sólo pueden ser accesibles desde otros miembros de la misma clase. Son utilizados para esconder información no relevante para el usuario. Por defecto, los miembros de una clase son declarados como privados. 21

22 CLASES Y OBJETOS Cuál es la relación entre clase y objeto? Una clase es una plantilla, mientras que un objeto es la instanciación de una clase. En este sentido una clase se parece a una estructura en C; se diferencia en que la clase tiene también funciones o métodos. El objeto es similar a la variable instanciada del tipo estructura. Un programa puede tener varios objetos del mismo tipo. Informática II 2012/1 22

23 DECLARACIÓN DE UNA CLASE // Declaracion de una clase class Gato { // datos miembro privados private: unsigned int suedad; unsigned int supeso; // funciones miembro públicas public: // elementos de acceso públicos unsigned int ObtenerEdad(); void AsignarEdad(unsigned int Edad); unsigned int ObtenerPeso(); void AsignarPeso(unsigned int Peso); void Maullar(); };

24 DECLARACIÓN DE UNA CLASE // Declaracion de una clase class Rectangulo { // Variables de instancia int ancho, alto; public: //Metodos void set_values(int a, int b) { ancho = a; alto = b; } int getarea() { return ancho*alto; } int getperimetro() { return (2*(ancho+alto)); } }; // Fin de clase Rectangulo Definición de métodos in-line, es decir

25 25 OBJETOS Un objeto es una clase hecha realidad: La clase es el molde para hacer objetos. int main(){ Rectangulo r1; int x; }

26 CÓMO ACCEDER A LOS MIEMBROS DE UNA CLASE? Los miembros de una clase pueden accederse cuando existe un objeto del tipo clase, y se accede utilizando el operador punto "." (Similar a las estructuras) Rectangulo r1; //instanciación de objeto r1 int p = r1.getperimetro(); Error común Tratar de acceder a los atributos de las clases. int a = Rectangulo.getArea(); 26

27 MÉTODOS DE LAS CLASES La declaración e implementación de los métodos de una clase es literalmente igual a la definición de una función regular. Salvo que se dice explícitamente a quien pertenece el método. class Rectangulo { public: int getarea(); //declaración del método private: int ancho,alto; }; //Implementación del método int Rectangulo::getArea() { return ancho*alto; } Método off-line. Implica la obligatoriedad del operador scope :: 27

28 OPERADOR SCOPE (::) Permite el acceso a un atributo aunque exista una variable local con el mismo nombre. El uso del scope delante del nombre de la variable, indica al compilador que debe utilizar la variable global, en lugar de la local También se usa para indicar pertenencia. // Algún método de la clase void Rectangulo::algunMetodo(){ int ancho = 29; int x = Rectangulo::ancho; } 28

29 MÉTODOS DE LAS CLASES // Declaracion de una clase class Rectangulo { // Variables de instancia int ancho, alto; public: // Metodos void set_values(int a, int b); int area(); }; // Fin de clase Rectangulo void Rectangulo::set_values(int a, int b) { ancho = a; alto = b; } int Rectangulo::area() { return ancho*alto; } 29

30 ATRIBUTOS DE CLASE Normalmente, las clases definen la anatomía de los objetos que se construirán con base en ella. La clase solo define los atributos, pero es realmente el objeto quien puede usarlos. Por lo tanto los atributos no pertenecen a la clase sino a los objetos. Sin embargo, es posible crear atributos que sean propios de la clase y no de los objetos. Atributos estáticos. 30

31 ATRIBUTOS DE CLASE Datos estáticos. static <tipo_dato> <variable> Las variables de clase, se acceden a través de: El nombre de la clase a través del operador scope. Objetos de esa clase, usando el operador punto o el de indirección (->). // Declaracion de una clase class MiClase { public: // Variables de instancia static int este; // Metodos }; // Fin de clase // Entrada al programa int main() { } // Como usar la variable estática en // el programa? return 0; 31

32 ATRIBUTOS DE CLASE Métodos estáticos. static <cuerpo_del_método> Los métodos de clase, se acceden a través de: El nombre de la clase a través del operador scope. Objetos de esa clase, usando el operador punto o el de indirección (->). Su definición debe ser necesariamente in-line. // Declaracion de una clase class MiClase { public: // static este; static void smethod() { este--; } }; // Fin de clase // Entrada al programa int main() { // Como usar el método estático // en el programa? return 0; } 32

34 CONSTRUCTORES Y DESTRUCTORES Los constructores y destructores son métodos especiales de las clases. Es posible hacer un objeto de diferentes maneras. La destrucción de un objeto consiste en borrar su huella de la memoria. Usados para inicializar y liberar la memoria de las clases respectivamente: class Rectangulo{ Public: Rectangulo(); //Declaración de un constructor ~Rectangulo(); //Declaración de un destructor }; 34

35 CONSTRUCTORES Y DESTRUCTORES Los constructores pueden tomar parámetros de entrada y no retornan nada a su salida Los destructores no retornan ni reciben parámetros. Es una buena práctica declarar los destructores, si se declaran los constructores. Todo programa en C++ declara un constructor y un destructor de facto No importa que este no haya sido creado por el programador. 35

36 CONSTRUCTORES El constructor es una función Es invocado automaticamente cuando se declara un objeto. Capaz de crear objetos a partir de unas directrices dadas por los parámetros de entrada. Moldea objetos en un sentido más concreto que un constructor por defecto. Siempre tiene el mismo nombre de la clase. No retorna ningún dato. A través de él son creados e inicializados los nuevos objetos de la clase. 36

37 DESTRUCTORES El destructor es una función Capaz de borrar objetos de la memoria una vez estos no sean útiles. Es recomendable crearlo si se ha creado un destructor. Siempre tiene el mismo nombre de la clase precedido de la " ~ ". No retorna ningún dato. No son necesarios si los objetos son estáticos. 37

39 MÉTODOS CONSTANTES 39 Si un método de una clase es declarado como constante, quiere decir que dicho método no podrá cambiar ninguna de las variables miembro de la clase. void Func() const; //método declarado constante Las funciones de acceso usualmente son declaradas como constantes. Solo consultan el valor de las variables, pero no los modifican. Usualmente se usan para proteger la información de cada objeto.

40 40 DECLARACIONES Y DEFINICIONES Usualmente las declaraciones de todas las clases son colocadas en archivos de cabecera (.h,.hpp), pues será allí donde se buscará primero las declaraciones. La definición de las clases se encuentran en archivos.cpp. El compilador GNU de C++ es el g++.

41 ESPACIOS NOMBRES (NAMESPACE) 41 1 Zona especial donde se pueden definir variables, clases, objetos, etc. 2 3 Estas zonas o espacios son diferenciables de las otras. Así es posible definir parámetros con el mismo nombre en diferente ámbitos. Los espacios de nombres facilitan la programación cuando los proyectos son muy grandes. Ello gracias a que se facilita la programación así haya parámetros con el mismo nombre.

42 ESPACIOS DE NOMBRES 42 El espacio de nombres más famoso es el de la biblioteca estándar de estrada salida Esta está definida en el iostream.h Se usa para omitir el encabezado de los de todos los atributos de E/S std::cout << Ingrese el valor: << std::endl; std::cin >> variable; Se usa el espacio de nombres estándar. #include <iostream> using namespace std; int main(void) { int x; cout << Por fin nos libramos del encabezado << endl; cin >> x; return 0; }

43 EJEMPLO // Archivo "puntos2.h namespace espacio_2d { class Punto { private: float x; float y; public: float getx() {return x;} float gety() {return y;} }; } // En el main using namespace espacio_2d; using namespace std; // Archivo "puntos3.h namespace espacio_3d { class Punto { private: float x; float y; float z; public: float getx() {return x;} float gety() {return y;} float getz() {return z;} }; } int main(void) { Punto p1; Espacio_3D::Punto p2; } cout << p1.getx(); cout << p2.getz(); 43

45 ENTRADA SALIDA Un programa debe operar Con datos o estímulos a su entrada. Estos estímulos pueden ser datos entregados por otro programa, por un usuario, por un sensor por una máquina externa. Con respuestas en su salida. Estas respuestas pueden ir desde información que se imprime a un usuario en la pantalla, hasta acciones sobre un sistema, almacenar una archivo, guardar un registro en una base de datos, etc. 45

46 ENTRADA SALIDA Existen asociaciones por defecto para la entrada y la salida en C++ La entrada estándar es el teclado. La salida estándar es la pantalla. La biblioteca iostream pertenece al estándar para C++ cout es un objeto proveído por la biblioteca para manejar la entrada estándar. cin es un objeto proveído por la biblioteca para manejar la salida estándar. 46

47 SALIDA ESTÁNDAR El objeto cout Tiene la potencia para manejar cualquier dato en la salida estándar sin necesidad de proveer detalles acerca de los mismos. Pensemos en la función printf de C A través del operador de concatenación (<<) es posible enlazar los datos que se quiere mostrar en la salida estándar. El compilador resuelve como hacer la conversión de tipos para mostrar la información de manera correcta. 47

48 ENTRADA ESTÁNDAR El objeto cin Tiene la potencia para manejar cualquier dato en la entrada estándar sin necesidad de proveer detalles acerca de los mismos. Pensemos en la función scanf de C A través del operador de concatenación (>>) es posible atrapar los datos que ingresan desde el teclado. El compilador resuelve como hacer la conversión de tipos para obtener la información de manera correcta. 48

49 ENTRADA SALIDA Ejemplos std::cout << Adios Real Madrid\n ; int x, y = 120,* p = &x; std::cout << Ingrese el valor de x: ; std::cin >> x; std::cout << El valor ingresado fue: << *p << \n ; std::cout << El valor de la suma es: ; std::cout << (x + y) << std::endl; 49

50 ARGUMENTOS DE ENTRADA AL MAIN Por lo general, la función main tiene un comportamiento muy estándar En la mayoría de los compiladores de C la función main no entrega ni recibe parámetros. En la mayoría de los compiladores de C++ la función main puede tener dos prototipos posibles Retorna un int y no recibe parámetros. int main() {} Retorna un int y recibe un entero y un vector de apuntadores a char. int main(int argc, char *argv[]) {} Esta variable contiene el número de argumentos de entrada con las que se llama el programa Este vector contiene las referencias a los parámetros de entrada al programa 50

51 RESUMEN: 51 Conceptos: Clase Definición de los atributos y comportamiento de un tipo de objeto concreto. Objeto Es la instanciación de una clase. Atributos Son las propiedades que posee cada uno de los objetos Métodos Son cada uno de las funciones (comportamiento) de un objeto.

52 BIBLIOGRAFÍA man, no dude en utilizarlo!! Como Programar en C++ - Deithel & Deithel Ed. PRENTICE HALL Sams Teach Yourself C++ in One Hour a Day, J. Liberty,S. Rao, B. Jones 52

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