INDICE Capitulo 1. introducción a las computadoras y a la programación Capitulo 2. El lenguaje de programación Java. aplicaciones y programas

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1 INDICE Capitulo 1. introducción a las computadoras y a la programación Qué es una computadora? Qué es un ordenador? Organización física de un computadora (hardware) dispositivos de entrada/salida (E/S) la memoria central (interna) la unidad central de proceso (UCP) el microprocesador almacenamiento secundario (memoria auxiliar) las computadoras multimedia Dispositivos de almacenamiento de información discos magnéticos discos ópticos: CD-ROM y DVD Comunicaciones: módem, redes RDSI y ADSL La computadora personal ideal para programación Concepto de algoritmo características de un algoritmo el software (los programas) los lenguajes de programación instrucciones a la computadora lenguajes maquina lenguajes de bajo nivel lenguajes de alto nivel traductores de lenguaje la compilaron y sus fases evolución del lenguaje Java: de C a Java pasando por C ventajas de C características técnicas de C versione actuales de C una breve historia de C Breve historia de Java 35 Resumen 35 Ejercicios 35 Capitulo 2. El lenguaje de programación Java. aplicaciones y programas la historia de Java Qué es Java? Java como lenguaje de Internet Java como lenguaje de propósito general características de Java sencillo orientado a objetos distribuido a objetos interpretado robusto seguro arquitectura neutra portable 44

2 alto rendimiento multihilo dinámico La maquina virtual Java (JVM) Evolución de las versiones de Java las nuevas actualizaciones la ultima actualización Java J2SE La programación orientada a objetos como base de Java Especificaciones del lenguaje Java Aplicaciones y applets Semejanzas y diferenciad entre aplicaciones y applets Herramientas de desarrollo Java el entorno de desarrollo JDK Edición, compilación y ejecución de programas Edición del programa compilación del programa ejecución de un programa Un ejemplo de creación práctica de programas Componentes de una aplicación Un aplicación práctica de Java Estructura de un programa aplicación en Java Referencia a miembros de un clase Errores de programación Errores de compilación (sintaxis) Errores de ejecución Errores lógicos 66 Resumen 66 Ejercicios 67 Capitulo 3. Conceptos fundamentales de programación orientada a objetos principios de la orientación a objetos abstracción Encapsulamiento herencia polimorfismo Clases, objetos y mensajes Qué es una clase? Qué es un objeto? Qué es un mensaje? UML: el lenguaje unificado de modelado representación grafica de clases y objetos representación grafica de la herencia creación y utilización de un objeto creación de objetos uso y acceso a un objeto definición de una clase creación de clases archivos de clases y compilación independiente 89

3 declaración de variables de instancia definición de métodos invocación de un método construcciones método main() Polimorfismo en Java Excepciones en Java el mecanismo de manejo de excepciones 98 Resumen 98 Ejercicios 98 Capitulo 4. Elementos básicos en Java Estructura general de un programa en Java declaración import declaraciones de clases método main() métodos definidos por el usuario comentarios Creación de un programa en Java El proceso de ejecución de un programa en Java Depuración de un programa en Java errores de sintaxis errores lógicos errores de regresión mensajes de error errores en tiempo de ejecución: excepciones Pruebas Los elementos de un programa en Java Tokens (elementos léxicos de los programas) identificadores palabras reservadas comentarios signos de puntuación y separados paquetes Tipos de datos en Java Enteros: Int, byte, short, long Tipos de coma flotante (flot/double) caracteres (char) El tipo de dato boolean El tipo void constantes constantes literales constantes declaradas final Variables Declaración inicialización de variables declaración o definición Duración de una variable Variables locales 136

4 Variables de clases acceso a variables de clase fuera de la clase Entradas y salidas Salida (System. Out) Entrada (Systems. In) Clases correspondientes a los tipos básicos Clase Integer Clase Long Clase Float y Double 143 Resumen 145 Ejercicios 146 Capitulo 5. Operadores y expresiones Operadores y expresiones operador de asignación operadores aritméticos asociatividad uso de paréntesis Operadores de incrementación y decrementación Operadores relacionales Operadores lógicos evaluación en cortocircuito Operadores I y & asignaciones booleanas (lógicas) Operadores de manipulación de bits Operadores de desplazamiento de bits (>>, >>>, <<) Operador condicional Operador coma Operadores, (), () el operador el operador () el operador () el operador instanceof Conversiones de tipos conversión implícita conversiones explicitas operador+con cadenas de caracteres Prioridad y asociatividad 169 Resumen 170 Ejercicios 170 Problemas 172 Capitulo 6. Estructura de selección: sentencias if y switch Estructuras de control la sentencia if sentencia if de dos alternativas if-else Sentencias if-else anidadas sangría en las sentencias if anidadas comparación de sentencias if anidadas y sentencias de sentencias if 185

5 6.5. sentencia de control switch caso particular de case uso de sentencias de case Expresiones condicionales el operador Evaluación en cortocircuito de expresiones lógicas Puesta a punto de programas Errores frecuentes de programación 196 Resumen 197 Ejercicios 198 Problemas 199 Capitulo 7. Estructuras de control: bucles La sentencia while operadores de incremento y decremento (++,- -) terminaciones anormales de un ciclo diseño eficiente de bucles bucles while con cero iteraciones bucles controlados por centinelas bucles controlados por indicadores (banderas) la sentencia break en los bucles bucles while trae la sentencia break con etiqueta Repetición el bucle for diferentes usos del bucle for precauciones en el uso de for bucles infinitos los bucles for vacíos sentencias nulas en bucles for sentencias continue Repeticion: El bucle do-while diferencias entre while y do-while comparacion de bucle while, for y do-while diseño de bucles bucles para diseño de sumas y productos fin de un bucle otras técnicas de terminación de bucle bucles for vacíos bucles anidados 233 Resumen 236 Ejercicios 237 Problemas 239 Capitulo 8. Métodos métodos método main() Devolución de valores de un método llamada a un método Acceso a métodos Paso de argentos a métodos paso de parámetros por valor 252

6 lista de parámetros múltiples modificadores de acceso Métodos abstractos Sobrecarga de métodos sobrecarga de constructores ámbito (alcance) ámbito de la clase ámbito de método ámbito de bloque variables locales recursividad biblioteca de clases Java clase object clase system clase math 266 Resumen 269 Ejercicios 270 Problemas 270 Capitulo 9. Clases clases y objetos Qué son objetos? Qué son clases? definición de una clase objetos de clases acceso a miembros de la clase: encapsulamiento métodos de una clase tipos de métodos miembro métodos en línea implementación de clases Paquetes clases publicas sentencias package sentencia import Constructores constructor por defecto constructores alternativos constructores sobrecargados constructor a partir de otro objeto inicialización de miembros en constructores recolección de objetos método finaliza() clases compuestas Objeto que envía un mensaje: this Miembro static de un clase variables instancia static métodos static Errores de programación frecuentes 300 Resumen 302

7 Ejercicios 304 Problemas 306 Capitulo 10. Herencia y polimorfismo clases derivadas declaración de una clase derivada consideración de diseño herencia publica construcciones-inicializadores en herencia sintaxis del constructor métodos miembro de la clase derivada liberación de objetos de clases derivadas herencia múltiple redefinición de métodos en la clase derribada sobrecarga de métodos en la clase derivada conversiones entre objetos de clase derivada y clase base ligadura métodos abstractos clases abstractas ligadura dinámica mediante métodos abstractos polimorfismo el polimorfismo sin ligadura dinámica el polimorfismo con ligadura dinámica uso de polimorfismo ligadura dinámica frente a ligadura estática ventajas del polimorfismo métodos y clases no derivable: métodos y clases final clases final interfaces implementación de una interfaz jerarquías de interfaz herencia de clases e implementación de interfaz variables interfaz 341 Resumen 342 Ejercicios 343 Problemas 343 Capitulo 11. Arrays (listas y tablas) Arrays declararon de un array subíndices de un array almacenamiento de los arrays en memoria el tamaño de los arrays. Atributo lenght verificación del rango del índice de un array inicialización de un array Arrays de caracteres y cadenas de texto copia de arrays Arrays multidimensionales inicialización de arrays multidimensionales acceso a los elementos de arrays multidimensionales 364

8 lectura y escritura de elementos de arrays multidimensionales acceso de elementos mediante bucles Arrays de mas de dos dimensionales una aplicación práctica utilización de arrays como parámetros precauciones ordenación de listas algoritmo de la burbuja búsqueda en listas búsqueda secuencial 376 Resumen 381 Ejercicios 381 Problemas 383 Capitulo 12. Cadenas concepto de cadena declaración de variables objeto cadena inicialización de variables de cadena constructores de un objeto cadena lectura de cadenas método read() métodos print() asignación de cadenas cadenas como parámetros y arrays de cadenas Arrays de cadenas longitud y concatenación de cadenas el método lenght() concatenación de cadenas obtención de caracteres de una cadena obtención de un carácter: método charat() obtención de un arrays de caracteres: método getchars() obtención de una subcadena: método substring() comparación de cadenas método compareto() método equals() y equalsignorecase() método regiomatches() método startswith() y endswith() Conversión de cadenas método touppercase() método tolowercase() método trim() método replace() método tochararray() Conversión de otros tipos a cadenas Búsqueda de caracteres y cadenas método indexof() método lastindexof() clase StringBuffer constructores de StringBuffere 417

9 Conversión a String numero de caracteres de una cadena StringBuffer obtención y cambio de caracteres de una cadena StringBuffer añadir e insertar en StringBuffer añadir en StringBuffer: append() insertar en StringBuffer: insert() eliminar y cambiar caracteres en StringBuffer la clase StringTockenizer 425 Resumen 425 Ejercicios 426 Problemas 427 Capitulo 13. Ordenación y búsqueda algoritmos de ordenación básicos ordenación por intercambio ordenación por selección algoritmos de selección análisis del algoritmos de ordenación por selección ordenación por inserción codificación en java del algoritmo de ordenación por inserción análisis del algoritmo de ordenación por inserción ordenación por burbuja algoritmo de la burbuja codificación en Java del algoritmo de la burbuja análisis del algoritmo de la burbuja búsqueda en listas: búsqueda secuencial y binaria búsqueda secuencial algoritmo de búsqueda secuencial búsqueda binaria algoritmo de búsqueda binaria análisis de los algoritmo de búsqueda complejidad de la búsqueda secuencial análisis de la búsqueda binaria comparación de la búsqueda binaria y secuencial 449 Resumen 450 Ejercicios 450 Problemas 451 Capitulo 14. Listas enlazadas fundamentos teóricos clasificación de las listas enlazadas operaciones en listas enlazadas definición de un nodo referencia de cabecera y cola la referencia null construcción de una lista insertar un elemento en una lista búsqueda de un elemento borrado de un nodo en una lista lista doblemente enlazada 471

10 definición de clase para una lista doblemente enlazada insertar un elemento en una lista doblemente enlazada borrado de un elemento en una lista doblemente enlazada listas circulares insertar un elemento en una lista circular borrado de un elemento en una lista circular recorrer los elemento en una lista circular listas enlazadas genéricas Clase object definición de clase lista genérica 484 Resumen 486 Ejercicios 486 Problemas 487 Capitulo 15. Pilas y colas concepto de pila especificaciones de un apila el tipo pila implementado con arrays especificación de la clase Pila Implementación de las operaciones sobre Pilas operaciones de verificación del estado de Pila Colas colas implementadas con arrays definición de la clase cola definición de una cola con un array circular definición de la clase cola con un array circular realización de una cola con una lista enlazada definición de la clase cola con listas enlazadas colas de prioridades construcción de una cola de prioridades definición de la clase cola de prioridades 511 Resumen 513 Ejercicios 513 Problemas 514 Capitulo 16. Árboles Árboles generales representación de un árbol resumen de definiciones árboles binarios equilibrio árboles binarios completos estructura de un árbol binario representación en Java árbol binario clase árbol binario operaciones en árboles binarios árboles de expresión reglas para la construcción de árboles de expresión recorrido de un árbol recorrido preorden 537

11 recorrido enorden recorrido postorden profundidad de un árbol binario árbol binario de búsqueda creación de un árbol binario de búsqueda implementación de un nodo de árbol binario de búsqueda operaciones en árboles binarios de búsqueda búsqueda insertar un nodo método insertar() eliminación de un nodo método eliminar() aplicaciones de árboles en algoritmos de exploración visista a las hojas de un árbol eliminación de todos los nodos de un árbol 556 Resumen 557 Ejercicios 558 Problemas 559 Capitulo 17. Recursividad la naturaleza de la recursividad métodos recursivos recursividad indirecta: métodos mutuamente recursivos condición de terminación de la recursión recursión versus iteración directrices en la toma de decisión interacción/recursión recursión infinita resolución de problemas con recursión Torres de Hanoi búsqueda binaria recursiva ordenación rápida (quicksort) algoritmo quicksort en Java análisis del algoritmo quicksort ordenación mergesort algoritmo mergesort en Java 588 Resumen 589 Ejercicios 590 Problemas 591 Capitulo 18. Archivos y flujos flujos flujos: jerarquías de clases clases: FileInputStream y FileOutputStream clases ByteArrayInputStream y ByrteArrayOutputStream clases PipeinputStream y PipeOutputsTream clases Filtro clases DataInputStream y DataOutnputStream clase PrintStream clase File información de un archivo 608

12 18.5. archivos secuenciales Creación del archivo secuencial Atletas consulta de un registro del archivo secuencial Atletas actualización de un archivo secuencial archivos de acceso aleatorio Creación de un objeto RandomAccessFile métodos de posicionamiento proceso que crea y añade registros en un archivo directo consultas de registros en un archivo directo 622 Resumen 262 Ejercicios 627 Problemas 628 Capitulo 19. Excepciones condiciones de error en programas Por que considerar las condiciones de error? El tratamiento de los códigos de error Manejo de excepciones en java El mecanismo de manejo de excepciones en Java el modelo de manejo de excepciones diseño de excepciones bloques try lanzamiento de excepciones captura de una excepciones: catch cláusula finally clases de excepciones definidas en Java clases de excepciones a comparar métodos que informan de la excepción nuevas clases de excepciones especificaciones de excepciones Aplicaciones prácticas de manejo de excepciones calcular las raíces de una ecuación de segundo grado control de las excepciones en una estructura tipo Pila 656 Resumen 658 Ejercicios 659 Apéndices A. Palabras reservadas Java 661 B. Prioridad de operadores 663 C. Guía de sintaxis del leguaje Java D. Entorno de desarrollo SDK de Java 2 (JDK 2) 699 E. Glosario de términos de programación 703 F. Recursos Java: revistas, Web, lecturas recomendadas 713 Índice 717