Paradigma Orientado a Objetos 

Clase

• Una clase representa sólo una abstracción, la “esencia” de un objeto
• Una clase representa a un conjunto de objetos que comparten una estructura común y un comportamiento común

Objeto

• Un objeto es una entidad concreta que existe en el espacio y en el tiempo . Ocupa una cierta cantidad de espacio (memoria o en el mundo físico).

• Un objeto es una instancia de una clase. Los objetos que comparten estructura y comportamiento similares pueden agruparse en una clase. En el paradigma orientado a objetos, los objetos pertenecen siempre a una clase, de la que toman su estructura y comportamiento.

• Un objeto representa un elemento, unidad o entidad individual e identificable, ya sea real o abstracta, con un rol bien definido en el dominio del problema. 

• Un objeto tiene un estado, comportamiento e identidad; la estructura y comportamiento de objetos similares están definidos en su clase común; los términos instancia y objeto son intercambiables. 

Estado

• El estado de un objeto abarca todas las propiedades/atributos (normalmente estáticas) del mismo más los valores actuales (normalmente dinámicos) de cada una de esas propiedades.

• Una propiedad es una característica inherente o distintiva, un rasgo o cualidad que contribuye a hacer que ese objeto sea ese objeto y no otro.

• Todas las propiedades tienen un valor. Este valor puede ser una mera cantidad o puede denotar a otro objeto.

  • Objetos: existen en el tiempo, son modificables, tienen estado, son instanciados y pueden crearse, destruirse y compartirse.

  • Valores simples: son atemporales, inmutables y no instanciados. ​ 

• Todos los objetos de un sistema encapsulan (protegen) algún estado, y que todo estado de un sistema está encapsulado en un objeto. 

Ejemplo

El objeto CAJA DE AHORRO tiene los atributos número, titular y saldo que constituyen su estado interno. Estas son las propiedades estáticas. Por otro lado, el contenido actual de cada atributo (por ejemplo 2345/13, Pedro y 1200,87) representan el valor dinámico de sus propiedades y son afectados por el comportamiento del objeto.

Comportamiento

• Ningún objeto existe en forma aislada, en vez de eso, los objetos reciben acciones, y ellos mismos actúan sobre otros objetos.

• El comportamiento es cómo actúa y reacciona un objeto, en términos de sus cambios de estado y paso de mensajes.

• Una operación es una acción que un objeto efectúa sobre otro con el fin de provocar una reacción. Las operaciones que los objetos cliente pueden realizar sobre un objeto, suelen declararse como métodos y forman parte de la declaración de la clase a la que pertenece ese objeto.

Ejemplo

El comportamiento del objeto CAJA DE AHORRO está compuesto por las acciones saldo, extraer, depositar, etc.

Operaciones

Una operación denota un servicio que un objeto que pertenece a una clase ofrece. Los tres tipos más comunes de operaciones son los siguientes:

• Modificador:  Una operación que altera el estado de un objeto
• Selector: Una operación que accede al estado del objeto, pero no lo altera.
• Iterador: Una operación que permite acceder a todos los objetos de una clase en algún orden, perfectamente establecido.

Hay otros dos tipos de operaciones habituales: representan la infraestructura necesaria para crear y destruir instancias de una clase, son:

• Constructor: Una operación crea un objeto y/o inicializa su estado.
• Destructor: Una operación que libera el estado de un objeto y/o destruye el propio objeto.

Responsabilidad de un objeto

Las responsabilidades de de un objeto se implementan mediante métodos, los cuales describen el comportamiento de un objeto.

Identidad

La identidad es aquella propiedad de un objeto que lo distingue de todos los demás objetos

Ejemplo

Un objeto CAJA DE AHORRO  es distinto de otro objeto caja de ahorro. Pueden tener o no el mismo número, titular o saldo. El primero puede tener como titular Pepe y el segundo Juan.

Ciclo de vida de un objeto

El tiempo de vida de un objeto se extiende desde el momento en que se crea por primera vez (y consume espacio por primera vez) hasta que se destruye. Para crear un objeto hay que declararlo o bien asignarle memoria dinámicamente; generalmente esto se realiza con la ayuda de los métodos constructores y destructores mencionados anteriormente.

La declaración e inicialización de objetos consume memoria RAM, por lo que su administración es de suma importancia para garantizar el correcto funcionamiento del programa. Dependiendo del lenguaje de programación que utilicemos es posible que, para liberar memoria, una vez que un objeto deja de ser necesario, debamos destruirlo de forma explícita. En cambio, otros lenguajes de programación están provistos de herramientas que se encargan automáticamente de esta tarea, liberándonos de la responsabilidad de destruir los objetos. 

Relaciones entre clases

En total existen tres tipos básicos de relaciones entre clases: 

• HERENCIA : Generalización/Especificación -> denota un tipo de relación “es un” o mejor aún, “se comporta

  como”.

• AGREGACIÓN: Todo/Parte -> denota una relación “parte de”.

• ASOCIACIÓN: que denota alguna dependencia semántica entre clases de otro modo

  independientes, muchas veces referenciada como hermano-hermano.

Herencia

Herencia

• La herencia es una herramienta que permite definir nuevas clases en base a otras clases.
• La herencia es una relación entre clases, en la que una clase comparte la estructura y/o el comportamiento definidos en una (herencia simple) o más clases (herencia múltiple).
• La clase de la que otras heredan se denomina “superclase”, o “clase padre”.
• La clase que hereda de una o más clases se denomina “subclase” o “clase hija”.
• La herencia define una jerarquía de “tipos” entre clases, en la que una subclase hereda de una o más superclases. 

• Una subclase habitualmente aumenta o restringe la estructura y el comportamiento existentes en sus superclases.
• Una subclase que aumenta una superclase se dice que utiliza herencia por extensión.
• Una subclase que restringe el comportamiento de sus superclases se dice que utiliza herencia por restricción.
• En la práctica no es muy claro cuando se usa cada caso; en general, es habitual que hagan las dos cosas.

Superclases y subclases

Clases abstractas y concretas

• Algunas de las clases tendrán instancias, es decir se crearán objetos a partir de ellas, y otras no.
• Las clases que tienen instancias se llaman concretas y las clases sin instancias son abstractas.
• Las clases abstractas existen para que el comportamiento y estructura interna comunes a una determinada variedad de clases pueda ser ubicado en un lugar común que pueda ser definido una vez y reutilizado una y otra vez.
• Las clases abstractas especifican de forma completa su comportamiento pero no necesitan estar completamente implementadas.
• Las subclases concretas heredan el comportamiento y estructura interna de sus superclases abstractas y agregan otras habilidades específicas a sus propósitos.

Reutilización de código

Las clases que heredan de otras clases heredan su comportamiento. Si una clase puede usar algo o todo el código que hereda, no necesita re-implementar esos métodos.

Redefinición

Una subclase puede redefinir un método de una superclase simplemente definiendo un método con el mismo nombre. El método en la subclase redefine y reemplaza al método de la superclase. Hay varias razones por la que puede ser útil redefinir un método la más común es: para especificar un comportamiento que depende de la subclase.

Toda redefinición debe conservar cantidad y tipo de parámetros y tipo de valor devuelto.

Se pueden redefinir métodos y valores por defecto para los atributos.

 

Ejemplo: polígono y rectángulo.

Respuesta a un mensaje

1. El objeto recibe un mensaje.
2. Se busca el mensaje en la clase del objeto receptor.
3. Si el mensaje es encontrado, se ejecuta el método correspondiente.
4. Si por el contrario, no se encuentra el mensaje en la clase del objeto, de lo busca en la superclase. Si no lo encuentra en la superclase se los busca en la superclase de la superclase, y así sucesivamente.
5. Si finalmente el mensaje no es encontrado, se detiene la ejecución y se da un mensaje de error porque el objeto no entiende el mensaje.

Generalización/Especialización

Son aspectos de una misma idea de herencia y frecuentemente son utilizados indistintamente.

• Herencia: se refiere al mecanismo de compartir atributos y métodos.
• Generalización: se utiliza para referirse a la herencia desde el punto de vista de la superclase. La superclase generaliza las subclases.
• Especialización: se utiliza para referirse a la herencia desde el punto de vista de la subclase. Las subclases refinan o especializan la superclase.

A medida que la jerarquía de herencia evoluciona los atributos y métodos comunes tienden a migrar hacia las superclases comunes.

Polimorfismo

El nombre de un método puede implicar comportamientos diferentes, conforme esté especificado en clases diferentes, en tanto y en cuanto estas clases estén relacionadas por una superclase común.

Polimorfismo es la habilidad de dos o más objetos de responder a mensajes con igual nombre, cada uno de su propia forma.

El polimorfismo es la propiedad que potencia el uso de la herencia y para poder utilizarla, las clases deben especificar los comportamientos con los mismos protocolos. 

Asociación

Asociación

Una asociación denota una dependencia semántica y puede establecer o no, la dirección de esta dependencia, conocida como navegabilidad. Si se establece la dirección de la dependencia o navegabilidad, debe nombrarse el rol que desempeña la clase en relación con la otra. Esto es suficiente durante el análisis de un problema, donde sólo es necesario identificar esas dependencias.

 

Multiplicidad: existen tres tipos habituales de multiplicidad en una asociación:

• Uno a uno

• Uno a muchos

• Muchos a muchos 

Agregación

Agregación

• Es un caso particular de la asociación que denota posesión.
• Ensamble es la relación "todo-parte" o "es parte de" en la cual los objetos que representan los componentes de algo son asociados a un objeto que representa un todo.
• Es la relación que identifica cada una de las partes que componen a un objeto.
• Un objeto compuesto está formado por objetos componentes que son sus partes. Cada objeto parte tiene su propio comportamiento y el objeto compuesto es tratado como una unidad cuya responsabilidad es realizar la coordinación de las partes.

Tipos de conteción

• Contención física / por valor (composición): es una contención por valor, lo que significa que el objeto no existe independientemente de la instancia que lo encierra. El tiempo de vida de ambos objetos está en íntima conexión. 

• Contención por referencia: es un tipo menos directo de agregación, en este caso se pueden crear y destruir instancias de cada objeto en forma independiente. 

Modelo de Objetos 

El Modelo de Objetos 

• No hay un estilo de programación que sea el mejor para todo tipo de aplicaciones. 

• Cada uno de estos estilos de programación se basa en su propio marco de referencia conceptual. 

• El modelo de objetos es el marco de referencia conceptual para evaluar si se respeta el paradigma orientado a objetos.

• Hay cuatro elementos fundamentales en el modelo de objetos:

  •  Abstracción

  • Encapsulamiento

  • Modularidad

  • Jerarquía 

• Al decir fundamentales, quiere decirse que un modelo que carezca de cualquiera de estos elementos no es orientado a objetos.

• Hay tres elementos secundarios del Modelo de objetos:
  • Tipos (tipificación)
  • Concurrencia
  • Persistencia

• Por secundarios quiere decirse que cada uno de ellos es una parte útil del modelo de objetos, pero no esencial. 

Abstracción 

• Una abstracción denota las características esenciales de un objeto, que lo distingue de todos los demás y proporciona así fronteras conceptuales nítidamente definidas respecto a la perspectiva del observador. 

• Una abstracción se centra en la visión externa de un objeto por lo tanto sirve para separar el comportamiento esencial de un objeto de su implementación. La decisión sobre el conjunto adecuado de abstracciones para determinado dominio es el problema central del diseño orientado a objetos.

Encapsulamiento

• El encapsulamiento oculta los detalles de implementación de un objeto. 

• El encapsulamiento es el proceso de almacenar en un mismo compartimento los elementos de una abstracción, que constituyen su estructura y su comportamiento; sirve para separar la interfaz contractual de una abstracción y su implementación. 

• Se llama a esos elementos encapsulados secretos de una abstracción.

• La abstracción de un objeto debe preceder a las decisiones sobre su implementación. Esta implantación debe tratarse como un secreto de la abstracción, oculto para la mayoría de los clientes.
• Ninguna parte de un sistema complejo debe depender de los detalles internos de otras partes; mientras que la abstracción ayuda a las personas a pensar sobre lo que están haciendo, el encapsulamiento permite que los cambios hechos en los programas sean fiables con el menor esfuerzo.
• La abstracción y el encapsulamiento son conceptos complementarios:
  • la abstracción se centra en el comportamiento observable de un objeto
  • el encapsulamiento se centra en la implementación que da lugar a este comportamiento. El encapsulamiento se consigue a menudo ocultando todos los secretos de un objeto que no constituyen sus características esenciales; típicamente: la estructura de un objeto está oculta, así como la implementación de sus métodos.

Modularidad

• La modularidad es la propiedad que tiene un sistema que ha sido descompuesto en un conjunto de módulos cohesivos y débilmente acoplados.
• Cohesión: se refiere al grado de relación que tienen los componentes que conforman el sistema, es decir en qué grado comparten propiedades comunes. Lo esperado es que cada componente esté formado por elementos altamente relacionados entre sí.
• Acoplamiento: se refiere al grado de relaciones que tiene el componente con otros componentes o cuanto depende de otros para poder realizar sus tareas, en este caso esperamos que los componentes del sistema tengan un grado de acoplamiento bajo, lo que hace más fácil la tarea de mantener cada componente de forma individual.

• La modularización consiste en dividir un programa en módulos que puedan compilarse separadamente, pero que tienen conexiones con otros módulos. Las conexiones entre módulos son las suposiciones que cada módulo hace acerca de todos los demás.

• El objetivo de fondo de la modularización es la reducción del costo del software al permitir que los módulos se diseñen y revisen independientemente. La estructura de un módulo debería:

  •  Ser lo bastante simple como para ser comprendida en su totalidad

  •  Ser posible cambiar la implantación de los módulos sin saber nada de los otros módulos y sin afectar su comportamiento.

  •  Y la facilidad de realizar un cambio debería guardar una relación razonable con la probabilidad de que ese cambio fuese necesario. 

Jerarquía

• La jerarquía es una clasificación u ordenación de abstracciones

• Las dos jerarquías más importantes en un sistema complejo son

  •  Su estructura de clases (la jerarquía <<de clases>>). Herencia.

  • Su estructura de partes (la jerarquía <<de partes>>). Agregación.

Tipos

Los tipos son la puesta en vigor de la clase de objetos, de modo que los objetos de tipos distintos no pueden intercambiarse o, como mucho, pueden intercambiarse sólo de formas muy restringidas.

Un tipo es una caracterización precisa de propiedades estructurales o de comportamiento que comparten una serie de entidades.

La idea de congruencia es central a la noción de tipos. (ej. Las unidades de medida en física: al dividir distancia con tiempo, se espera algún valor que denote velocidad, no peso). Este es ejemplo de comprobación estricta de tipos, en los que las reglas del dominio dictan y refuerzan ciertas combinaciones correctas entre las abstracciones.

 

 

Existen varios beneficios importantes que se derivan del uso de lenguajes de tipos estrictos:

• Sin la comprobación de tipos un lenguaje puede “estallar” de forma misteriosa en ejecución en la mayoría de los lenguajes.

• En la mayoría de los sistemas, el ciclo editar-compilar-depurar es tan tedioso que la detección temprana de errores es indispensable.

• La declaración de tipos ayuda a documentar programas.

• La mayoría de los compiladores pueden generar código más eficiente si se han declarado los tipos.

• Los lenguajes sin tipos ofrecen mayor flexibilidad, pero la seguridad que ofrecen los lenguajes con tipos estrictos suele compensar la flexibilidad que se pierde. 

Beneficios de lenguajes fuertemente tipados

Concurrencia

• La concurrencia es la propiedad que distingue un objeto activo de uno que no está activo.

• Un sistema automatizado puede tener que manejar muchos eventos diferentes simultáneamente. Para esos casos es útil considerar utilizar un conjunto de procesadores o procesadores que soporten la multitarea. Un solo proceso denominado hilo de control es la raíz a partir de la cual se realizan acciones dinámicas independientes dentro del sistema. Todo programa tiene al menos un hilo de control, pero un sistema que implique concurrencia puede tener muchos hilos: algunos son transitorios y otros permanentes. 

Mientras que la Programación Orientada a Objetos (POO) se centra en la abstracción de datos, encapsulamiento y herencia, la concurrencia se centra en la abstracción de procesos y la sincronización. Cada objeto puede representar un hilo separado de control (una abstracción de un proceso). Tales objetos se llaman activos. En un sistema basado en diseño orientado a objetos, se puede conceptualizar al mundo con un conjunto de objetos cooperativos, algunos de los cuales son activos y sirven, así como centros de actividad independiente.

Hay que considerar como los objetos activos sincronizan sus actividades con otros 

Persistencia

La persistencia es la propiedad de un objeto por la que su existencia trasciende el tiempo (es decir, el objeto continúa existiendo después de que su creador deja de existir) y/o el espacio (es decir, la posición del objeto varía con respecto al espacio de direcciones en el que fue creado).

Un objeto de software ocupa una cierta cantidad de espacio en memoria y existe durante cierta cantidad de tiempo. Este espectro de persistencia de objetos abarca lo siguiente:

 

• Resultados transitorios en la evaluación de expresiones.

• Variables locales en la activación de procedimientos.

• Variables propias, variables locales y elementos del montículo cuya duración difiere de su

  ámbito.

• Datos que existen entre ejecuciones de un programa.

• Datos que existen entre varias versiones de un programa.

• Datos que sobreviven al programa. 

Los lenguajes de programación tradicionales suelen tratar los tres primeros tipos de persistencia de objetos; la persistencia de los tres últimos tipos pertenece al dominio de la tecnología de bases de datos 

•  

Lenguajes de programación

Lenguajes de Programación

Los lenguajes de programación son todos los símbolos,caracteres y reglas de uso que permiten a las personas "comunicarse" con las computadoras

Programación

Se diseña

Se codifica

Se escribe

Se prueba

Se depura

Código

Código Fuente

Recorrido en el tiempo

• 1957-1959 

• 1970

• 1972

• 1983

• 1987

• 1991

• 1993

• 1995

Fortran,LISP,COBOL

PASCAL

C

C++, Objective-C

PERL

PYTHON
RUBY

JAVA - PHP - JavaScript

 

 

 

 

Tipos de lenguajes de programación

Nivel de Abstraccion del Procesador

El paradigma de Programación

Forma de Ejecución

Bajo nivel

Medio Nivel

Alto Nivel

Compilados

Interpretados

Imperativo

Declarativo

Estructurado

Orientado a objetos

Funcional

Lógico

JAVA

INICIOS

1991              Lenguaje de programación de electrodomésticos

 

 

1995              Lenguaje de programación de computadoras

 

Entendiendo JAVA

Características de Java

• Orientado a objetos

• Independiente de la plataforma

• Compilado e Interpretado

• Robusto

• Gestiona la memoria automáticamente

• No permite el uso  de técnicas de programación inadecuada

• Multihilos

• Cliente-servidor

• Con mecanismos de seguridad incorporados

• Con herramientas de documentación  incorporada

A  tener en cuenta...

• Case Sensitive: hay diferencia  entre mayúscula y minúsculas

• Cada instrucción termina con ;

• Una instrucción puede abarcar mas de una línea

• Se pueden dejar espacios  y tabuladores

• Se marcan bloques de código agrupado con "{}"

Qué es un programa?

Es un algoritmo escrito en algún lenguaje de programación de computadoras.

Pasos para la construcción de un programa

DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

ANÁLISIS DEL PROBLEMA

DISEÑO DEL ALGORITMO

CODIFICACIÓN

PRUEBA Y DEPURACIÓN

Tipos de datos

Variables

• Los primeros lenguajes de programación no usaban objetos, solo variables. Una variable podríamos decir que es un espacio de la memoria RAM a la que asignamos un contenido.

• Se puede almacenar distintos tipos de datos.

• En base al tipo de datos seleccionado serán las operaciones que podamos realizar con esa variable, por ejemplo: si tenemos la variable edad deberíamos seleccionar un tipo de datos como integer (número entero) ya que las operaciones relacionadas serán de comparación, sumas o restas y no es necesario tener una profundidad de decimales.

Constantes

• Se declaran utilizando la palabra "final".

• Si no se las declara static, ocupan lugar en memoria por cada instancia de la clase.

• No se puede modificar su valor.

• Por convención se las suele declarar en mayúscula.

• Se inicia en el mismo momento de declararla.

• La palabra final también puede aplicarse a clases, lo que indica que esa clase no puede ser heredada.

Tipos de datos primitivos

• Entidades elementales: un número, un carácter, un valor verdadero o falso.

• Un tipo primitivo es un dato elemental.

Tipos objetos

Los objetos son entidades complejas que pueden estar formadas por la agrupación de muchas variables y métodos.

Tipos de la biblioteca estándar de Java	String (cadenas de texto) Muchos otros (p.ej. Scanner, TreeSet, ArrayList…)
Tipos definidos por el programador	Cualquiera que se nos ocurra, por ejemplo Taxi, Autobus, Tranvia
arrays	Serie de elementos o formación tipo vector o matriz.
Tipos envoltorio o wrapper (Equivalentes a los tipos primitivos pero como objetos.)	Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, Boolean

Importante

• Un objeto es una cosa distinta a un tipo primitivo, aunque “porten” la misma información. Tener siempre presente que los objetos en Java tienen un tipo de tratamiento y los tipos primitivos, otro. Que en un momento dado contengan la misma información no significa en ningún caso que sean lo mismo. El tipo primitivo es algo elemental y el objeto algo complejo.

• Un tipo primitivo es un dato elemental y carece de métodos, mientras que un objeto es una entidad compleja y dispone de métodos.

•  Los nombres de tipos primitivos y envoltorio se parecen mucho. 

• Una cadena de caracteres es un objeto. El tipo String en Java nos permite crear objetos que contienen texto (palabras, frases, etc.). El texto debe ir siempre entre comillas.

Arrays

• Serie de elementos, cada uno de los cuales lleva asociado un índice numérico 0, 1, 2, 3, … , n-1

• En java los arrays son objetos, instancias de la clase Array, la cual dispone de algunos métodos útiles.

• Un array puede estar compuesto por datos primitivos o objetos.

Trabajando con arrays

• Creación

 

• Recorrido

 

• Inicialización

 

• Longitud

 

Operadores

Operadores

Los programas de computadoras se apoyan esencialmente en la realización de numerosas operaciones aritméticas y matemáticas de diferente complejidad.

Los operadores son símbolos especiales que sirven para ejecutar una determinada operación, devolviendo el resultado de la misma.  
Para comprender lo que es un operador, debemos primero introducir el concepto de Expresión. Una expresión es, normalmente, una ecuación matemática, tal como 3 + 5. En esta expresión, el símbolo más (+) es el operador de suma, y los números 3 y 5 se llaman operandos. En síntesis, una expresión es una secuencia de operaciones y operandos que especifica un cálculo.

Operador de asignación

Es el operador más simple que existe, se utiliza para asignar un valor a una variable o a una constante. El signo que representa la asignación es el = y este operador indica que el valor a la derecha del = será asignado a lo que está a la izquierda del mismo.
Ejemplo en pseudocódigo:
Entero edad = 20
Decimal precio = 25.45

Operadores aritméticos

Son operadores binarios (requieren siempre dos operandos) que realizan las operaciones aritméticas habituales: 

Operadores Unitarios

Operadores Condicionales

Son aquellos operadores que sirven para comparar valores. Siempre devuelven valores booleanos: TRUE O FALSE. Pueden ser Relacionales o Lógicos.

Relacionales

Lógicos

Los operadores relacionales sirven para realizar comparaciones de igualdad, desigualdad y relación de menor o mayor. 

Los operadores lógicos (AND, OR y NOT), sirven para evaluar condiciones complejas

Operador ternario

Conocido como el if de una línea.

Permite devolver un valor u otro según el valor de la expresión analizada.

 

Expresión lógica ? valor si es verdadero : valor si es falso

 

Ej: valorPrecioLista = aplicaDescuento == true ? 123 : 234

Mi primer programa

Ejercicio 1 : Hola mundo!

Mostrar el texto "Hola Mundo" por la consola. Para ello utilizaremos la clase estática System.out. Esta clase nos permite acceder a la salida de la consola. En concreto usaremos el método println(texto).

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/index.html

Ejercicio 2: leer datos

• Vamos a crear un programa elemental para pedir datos por consola (entrada de teclado del usuario) y para ello vamos a basarnos en una clase del API de Java: la clase Scanner.

• https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/index.html

 

Explicación

• El constructor que hemos utilizado dentro de los varios disponibles en la clase Scanner es el que tiene la signatura Scanner (InputStreamsource). Le pasamos como parámetro System.in.

• Cuando sobre el objeto Scanner se invoca el método nextLine(), se obtiene un String que se corresponde con el texto que haya introducido el usuario mediante el teclado.

• Este resultado del método lo almacenamos en la variable entradaTeclado. Finalmente, mostramos por pantalla cuál ha sido el contenido del texto recibido por teclado.

Explicación

• En la sentencia en que imprimimos el mensaje por pantalla hemos usado el carácter \. Este carácter, una barra invertida o backslash, no se muestra en pantalla y es interpretado por Java como indicación de que el siguiente carácter forma parte del texto. Esta es la forma que tenemos para incluir unas comillas en un texto que queramos mostrar por pantalla. Sin este escape, cualquier comilla se interpretaría como delimitadora de una cadena.

• Otra aplicación del backslash es la de forzar un salto de línea. Hasta ahora hemos trabajado invocando el método println del objeto System.out para imprimir una línea en la ventana de consola. Cabe citar que otro método disponible para System.out es print, con el resultado de que tras un print no se inserta un cambio de línea y retorno de carro como ocurre con los println, por lo que los textos aparecen “uno a continuación de otro”.

Estructuras de control

Estructuras de control

Un programa puede ser escrito utilizando tres tipos de estructuras de control:  

 

a) secuenciales

 

b) condicionales

 

c) repetitivas  

Las Estructuras de Control determinan el orden en que deben ejecutarse las instrucciones de un algoritmo: si serán recorridas una luego de la otra, si habrá que tomar decisiones sobre si ejecutar o no alguna acción o si habrá repeticiones.

Estructuras Secuenciales

Es la estructura en donde una acción (instrucción) sigue a otra de manera secuencial. Las tareas se dan de tal forma que la salida de una es la entrada de la que sigue y así en lo sucesivo hasta cumplir con todo el proceso

Operación 1

Operación 2

Estructuras condicionales

Este es el caso cuando existe un número de posibles alternativas que resultan de la evaluación de una determinada condición.
En estas estructuras, se realiza una evaluación de una condición y de acuerdo al resultado, el algoritmo realiza una determinada acción. Las condiciones son especificadas utilizando expresiones lógicas.  

Las estructuras selectivas/alternativas pueden ser:

● Bifurcación

● Selección múltiple

Bifurcación: if-else

La estructura alternativa simple si-entonces (en inglés if-then) lleva a cabo una acción al cumplirse una determinada condición.

La selección si-entonces evalúa la condición y:

 

● Si la condición es verdadera, ejecuta la acción

● Si la condición es falsa, no ejecuta nada

Bifurcación: if-else-if 

Cada cláusula else corresponde al último if inmediato anterior que se haya ejecutado, es por eso que debemos tener especial consideración de encerrar correctamente entre llaves los bloques para determinar exactamente a qué cláusula corresponde. En este caso, es de especial utilidad indentar nuestro código utilizando espacios o tabulaciones como se muestra en el ejemplo anterior. 

Ejemplo bifurcación

• La condición debe ser una variable o expresión booleana. 

• Si sólo existe una instrucción en el bloque, las llaves no son necesarias.

• No es necesario que exista un bloque else.

Selección múltiple: switch 

Se utiliza cuando existen más de dos alternativas para elegir. Esto podría solucionarse por medio de estructuras alternativas simples o dobles, anidadas o en cascada. Sin embargo, se pueden plantear serios problemas de escritura del algoritmo, de comprensión y de legibilidad, si el número de alternativas es grande.
En esta estructura, se evalúa una condición o expresión que puede tomar n valores. Según el valor que la expresión tenga en cada momento se ejecutan las acciones correspondientes al valor.

• La expresión ha de ser una variable de tipo int o una expresión que devuelva un valor entero.

• Cuando se encuentra coincidencia con un case se ejecutan las instrucciones a él asociadas hasta encontrar el primer break.

• Si no se encuentra ninguna coincidencia se ejecutan las instrucciones del bloque default, la cual es opcional.

• El break no es exigido en la sintaxis y entonces si no se pone, el código se ejecuta atravesando todos los cases hasta que encuentra uno. 

Selección múltiple: switch 

Estructura repetitiva

Es muy común, encontrarse con que una operación o conjunto de operaciones deben repetirse muchas veces.
Las estructuras que repiten una secuencia de instrucciones un número determinado de veces se denominan BUCLES. Y cada repetición del bucle se llama iteración.
Todo bucle tiene que llevar asociada una condición, que es la que va a determinar cuándo se repite el bucle y cuando deja de repetirse.

 Bucles infinitos: cuando la condición de finalización del bucle no se llega a cumplir nunca. Se trata de un fallo muy típico, habitual.  
Hay distintos tipos de bucles:

● Mientras, en inglés: While

● Hacer Mientras, en inglés: Do While.

● Para, en inglés: For  

WHILE

Esta estructura repetitiva “mientras”, es en la que el cuerpo del bucle se repite siempre que se cumpla una determinada condición

DO WHILE

Esta estructura es muy similar a la anterior, sólo que a diferencia del while el contenido del bucle se ejecuta siempre al menos una vez, ya que la evaluación de la condición se encuentra al final. De esta forma garantizamos que las acciones dentro de este bucle sean llevadas a cabo, aunque sea una vez independientemente del valor de la condición

FOR

La estructura for es un poco más compleja que las anteriores y nos permite ejecutar un conjunto de acciones para cada elemento de una lista, o para cada paso de un conjunto de elementos. Su implementación depende del lenguaje de programación, pero en términos generales podemos identificar tres componentes: la inicialización, la condición de corte y el incremento.

Break y continue

• Break: es válida tanto para las bifurcaciones como para los bucles. Hace que se salga inmediatamente del bucle o bloque que se está ejecutando sin finalizar el resto de las sentencias.

• Continue: se utiliza en los bucles (no en bifurcaciones). Finaliza la iteración que en ese momento se está́ ejecutando (no ejecuta el resto de sentencias que hubiera hasta el final del cuerpo del bucle). Vuelve al comienzo del bucle y comienza la siguiente iteración si existiera. 

Modificadores

Modificadores de acceso / Visibilidad

public: accesibles desde cualquier clase.

private: sólo son accesibles por la clase actual.

protected: sólo por la clase actual, sus descendientes y clases de nuestro paquete.

<si no indicamos nada> sólo son accesibles por clases de nuestro paquete.

Modificadores

final, static y abstract

Ámbito de las variables 

Ámbito de las variables 

Toda variable tiene un ámbito. Esto es la parte del código en la que una variable se puede utilizar. De hecho, las variables tienen un ciclo de vida:

1. En la declaración se reserva el espacio necesario para que se puedan comenzar a utilizar (digamos que se avisa de su futura existencia).

2. Se la asigna su primer valor (la variable nace/inicialización).

3. Se la utiliza en diversas sentencias.

4. Cuando finaliza el bloque en el que fue declarada, la variable muere. Es decir, se libera el espacio que ocupa esa variable en memoria. No se la podrá volver a utilizar. 

• Una vez que la variable ha sido eliminada, no se puede utilizar. Dicho de otro modo, no se puede utilizar una variable más allá del bloque en el que ha sido definida.

• El ámbito de las variables está determinado por el bloque de código donde se declaran y todos los bloques que estén anidados por debajo de este. Presta atención al siguiente fragmento de código: 

Conversión de tipos de datos o Casting 

Casting

• En muchas ocasiones hay que transformar una variable de un tipo a otro, por ejemplo, de int a double, o de float a long. ​

Conversiones implícitas

• En Java, se realizan de modo automático conversiones implícitas de un tipo a otro de más precisión, por ejemplo, de int a long, de float a double, etc. Estas conversiones se hacen al mezclar variables de distintos tipos en expresiones matemat́ icas o al ejecutar sentencias de asignación en las que el miembro izquierdo tiene un tipo distinto que el resultado de evaluar el miembro derecho.

Conversiones explícitas 

Las conversiones de un tipo de mayor a otro de menor precisión requieren una orden explícita del programador, pues son conversiones inseguras que pueden dar lugar a errores (por ejemplo, para pasar a short un número almacenado como int, hay que estar seguro de que puede ser representado con el número de cifras binarias de short). A estas conversiones explícitas de tipo se les llama cast. El cast se hace poniendo el tipo al que se desea transformar entre paréntesis

Rutinas

Las rutinas son uno de los recursos más valiosos cuando se trabaja en programación ya que permiten que los programas sean más simples, debido a que el programa principal se compone de diferentes rutinas donde cada una de ellas realiza una tarea determinada.   
Se la puede llamar desde cualquier parte del programa principal. Además, una rutina puede opcionalmente tener un valor de retorno y parámetros. El valor de retorno puede entenderse como el resultado de las instrucciones llevadas a cabo por la rutina

rutina: sumar(a, b)

valor de retorno: suma de los números a y b.

 datos de entrada de la rutina : a y b

 A estos datos de entrada los denominamos parámetros y a las rutinas que reciben parámetros las denominamos funciones, procedimientos o métodos, dependiendo del lenguaje de programación.

 

tipo_acceso                 public

tipo_dinamico_o_no          static

tipo_dato                   void

nombre_metodo               calcularDescuento

(tipo_parametro parametro)  (float precio)​    

Un método es una estructura del lenguaje Java que nos sirve para encapsular cierta funcionalidad,
 la cual podamos llamar desde diferentes sitios y así no tener que repetir el código.
 Para la creación de un método en Java debemos conocer la estructura del mismo:

 tipo_acceso
 Un método generalmente usa toda esa estructura solo exceptuando la declaración de si es dinámico u estático. La primera parte de creación de un método se refiere a el tipo de acceso que puede ser:

• protected, acceso protegido de datos
• private, acceso solo de modo interno de la clase
• public, acceso desde una instancia externa de la clase

tipo_dinamico_o_no

La segunda parte se refiere a el uso del método Java, si es estático lo cual significa que el método seria accesible desde fuera de la clase sin
necesidad de instanciar la clase.

static, el acceso al método es estático.

tipo_dato
 
 El tipo de dato es dependiente de lo que se desea como resultado del método como puede ser por ejemplo void si nuestro método no tiene salida alguna, o un tipo de dato especifico como puede ser double o int si es una salida de tipo numérico.

El nombre de metodo de preferencia debe ser escrito en notacion camelCase por ejm: (la notación camel case detalla que se debe usar en los métodos con nombres compuestos siempre la primera letra de cada palabra en mayúscula)

Para la creación del método no en todos los casos es necesario argumentos pero si deseamos usar algún argumento, cada argumento deberá tener su tipo de dato y nombre de argumento.

Clases en Java

• Declaración de una clase 

• [public] [final | abstract] class NombreDeLaClase [extends ClaseMadre] [implements Interfase1 [, Interfase2 ]...] ​

• Donde las porciones encerradas entre corchetes son opcionales a optar entre las posibilidades separadas por la barra vertical.

• Como se ve, lo único obligatorio es la palabra reservada class y el nombre que queramos asignar a la clase. Las interfaces son un caso de tipo particular que veremos más adelante. 

• Ejemplo declaración de clase

• De esta forma una instancia (objeto) de la clase Perro puede declararse utilizando el operador new de la siguiente forma, ocupando un espacio en memoria que luego podrá ser accedido mediante el nombre miPerro. 

Conceptos importantes de POO 

1. Encapsulamiento: Las clases pueden ser declaradas como públicas (public) y como paquete (default) (accesibles sólo para otras clases del mismo paquete). Las variables miembros y los métodos pueden ser public, private, protected o default. De esta forma se puede controlar el acceso entre objetos y evitar un uso inadecuado.

2. Herencia: Una clase puede derivar de otra (extends), y en ese caso hereda todas sus variables y métodos. Una clase derivada puede añadir nuevas variables y métodos y/o redefinir las variables y métodos heredados.

3. Polimorfismo: Los objetos de distintas clases pertenecientes a una misma jerarquía o que implementan una misma interface, pueden responder de forma indistinta a un mismo método. Esto, como se ha visto anteriormente, facilita la programación y el mantenimiento del código. 

Clase y objeto

Una clase es una agrupación de datos (variables o campos) y de funciones (métodos) que operan sobre esos datos. Todos los métodos y variables deben ser definidos dentro del bloque {...} de la clase.

Un objeto (en inglés instance) es un ejemplar concreto de una clase. Las clases son como tipos de variables, mientras que los objetos son como variables concretas de un tipo determinado. 

Objeto: entidad que dispone de unas propiedades (atributos) y comportamiento (métodos).

Clase: define un tipo de objeto concreto.

Características

1. Todas las variables y métodos de Java deben pertenecer a una clase. No hay variables y funciones globales.

2. Si una clase deriva de otra (extends), hereda todas sus variables y métodos.

3. Toda clase definida por el programador es heredada de la clase Object definida por el lenguaje de programación. 

4. Una clase sólo puede heredar de una única clase (en Java no hay herencia múltiple). Si al definir una clase no se especifica de qué clase deriva, por defecto la clase deriva de Object. 

5. En un archivo de código fuente se pueden definir varias clases, pero en un mismo archivo no puede haber más que una clase definida como public. Este archivo se debe llamar como la clase public que debe tener extensión .java.

8. Los métodos y variables de una clase pueden referirse de modo global a un objeto de esa clase a la que se aplican por medio de la referencia this. Al utilizar la palabra reservada 'this' para referirse tanto a métodos como atributos se restringe el ámbito al objeto que hace la declaración.

9. Las clases se pueden agrupar en packages que significa paquetes, introduciendo una línea al comienzo del fichero (package packageName;). Esta agrupación en packages está relacionada con la jerarquía de carpetas y archivos en la que se guardan las clases.
En la práctica usamos paquetes para agrupar clases con un mismo propósito usando jerarquía de paquetes; esta decisión es muy importante a la hora de diseñar la estructura de nuestro programa. 

Componentes de una clase

Una clase está formada por:

• Atributos: (o campos/propiedades) Almacenan algún tipo de información del objeto. Definen su estado.

• Constructor(es): Método que se utiliza para inicializar un objeto.

• Métodos: Son utilizados para modificar o consultar el estado de un objeto. Equivalentes a las funciones o procedimientos de otros lenguajes.

Atributos

Atributos / Variables miembro

Cada objeto, es decir cada instancia concreta de una clase, tiene su propia copia de las variables miembro. Las variables miembros de una clase (también llamadas atributos) pueden ser de tipos primitivos (boolean, int, long, double, ...) o referencias a objetos de otra clase (agregación y composición).

Definición de atributos

public static final float E = 2.8182f;

 [visibilidad] [modificadores] <tipo> <atributo> [= valor];

Atributos de clase

• Se declaran utilizando la palabra static.

• Son las "variables de clase". Pertenece a una clase y no a ningún objeto en particular.

• Ocupan un solo lugar en memoria por más que se generen muchas instancias.

• Deben declararse en la cabecera de la clase.

• Aún cuando no existieran instancias de esa clase en memoria, el campo static estaría presente.

• La palabra static no puede aplicarse a una clase.

• Se suelen utilizar para definir constantes comunes para todos los objetos de la clase (por ejemplo, PI en la clase Circulo) o variables que sólo tienen sentido para toda la clase (por ejemplo, un contador de objetos creados como numCirculos en la clase Circulo)

• Para llamarlas se suele utilizar el nombre de la clase (no es imprescindible, pues se puede utilizar también el nombre de cualquier objeto), porque de esta forma su sentido queda más claro. Por ejemplo, Circulo.numCirculos.

Constantes

• Se declaran utilizando la palabra "final".

• Si no se las declara static, ocupan lugar en memoria por cada instancia de la clase.

• No se puede modificar su valor.

• Por convención se las suele declarar en mayúscula.

• Se inicia en el mismo momento de declararla.

• La palabra final también puede aplicarse a clases, lo que indica que esa clase no puede ser heredada.

Métodos

Métodos 

Los métodos especifican el comportamiento de la clase y sus instancias. Los modificadores de acceso y su significado son los mismos que al operar sobre atributos:

• Método estático: implica que es un método de la clase, y por lo tanto no es necesario crear ninguna instancia de la clase para poder llamarlo.

• Método final: implica que no se puede redefinir en ninguna clase que herede de esta, pero es importante destacar que el cuerpo de un método definido como final no podrá ser modificado por ninguna clase hijo.

En el momento de la declaración hay que indicar cuál es el tipo del parámetro que devolverá́ el método o void en caso de que no devuelva nada. En otros lenguajes, estos tipos de métodos o funciones se denominan procedimientos. 

• Los métodos tienen visibilidad directa de sus atributos; es decir, pueden acceder a ellos sin cualificarlas con un nombre de objeto y el operador punto (.). De todas formas, también se puede acceder a ellas mediante la referencia this.

• Los métodos pueden definir variables locales. Su visibilidad llega desde la definición al final del bloque en el que han sido definidas. No hace falta inicializar las variables locales en el punto en que se definen, pero el compilador no permite utilizarlas sin haberles dado un valor. A diferencia de los atributos, las variables locales no se inicializan por defecto.

• Hay que especificar el tipo y nombre de cada uno de los argumentos del método entre paréntesis. Si un método no tiene argumentos el paréntesis queda vacío, no es necesario escribir void. El tipo y número de estos argumentos identifican al método, ya que varios métodos pueden tener el mismo nombre, con independencia del tipo devuelto, y se distinguirán entre sí por el número y tipo de sus argumentos. 

Ejemplo

• Clase Alumno con dos atributos de tipo cadena de texto: nombre y apellido. Es importante destacar que estos atributos son definidos como privados para poder respetar el principio de encapsulamiento del paradigma orientado a objetos y lo tomaremos como una buena práctica: los atributos de un objeto deberían ser accesibles sólo a través de métodos públicos.

• Además hemos definido el método público getNombreCompleto() que no recibe parámetros y devuelve una cadena de texto formada por el nombre y el apellido del alumno separados por un espacio.

• Es importante destacar que para acceder a los atributos de la instancia de esta clase puede usarse o no la palabra reservada this ya que en el cuerpo del método no existe otra variable local con el mismo nombre que pueda resultar en ambigüedad.

Paso de parámetros a un método 

• Tipos primitivos: se pasan siempre por valor. El método recibe una copia del argumento actual; si se modifica esta copia, el argumento original que se incluyó́ en la llamada no queda modificado. Para modificar un argumento de un tipo primitivo dentro del cuerpo del método puede incluirse como variable miembro o ser retornado para luego realizar la asignación en el momento de la llamada.

• Tipos de dato objeto: se pasan también por valor, pero a través de ellas se pueden modificar los objetos referenciados.

Método Main

• Da lugar al inicio del programa y será llamado por la máquina virtual al momento de la ejecución.

• El método main() no es el elemento principal del programa. El objetivo de este método normalmente es iniciar el programa delegar el comportamiento a los distintos los objetos correspondientes.

• Este método debe pertenecer a una clase pública y su definición es la siguiente:

public static void main(String[] args) {

// cuerpo de nuestro programa }

• Es estático ya que no depende de una instancia en particular de la clase en la que se declara y no tiene ningún valor de retorno.

• Recibe un array de parámetros de tipo String que representan los argumentos pasados a la hora de ejecutar el programa. En el caso de realizar la ejecución mediante la línea de comando, cada elemento del array será una cada cadena de texto luego de la llamada a nuestro programa, separadas por espacios.

Sobre los métodos de seteo ( get y set) 

Para poder respetar el principio de encapsulamiento de la orientación a objetos, cada atributo de la clase debería ser definido como privado y existir métodos get y set para poder obtener y modificar sus valores.

Métodos get y set

Donde TipoDeDatos puede ser tanto un tipo primitivo como una clase o interfaz si estamos referenciando a otros objetos. Otro punto importante es que por convención el nombre del método luego del prefijo get o set normalmente se escribe en CamelCase como mencionamos en el módulo anterior a la hora de nombrar variables. 

Beneficios de la encapsulación

• Se puede modificar la implementación interna sin afectar ningún código, salvo el de los métodos de clase.

  • Ejemplo: si el almacenamiento de nombre pasa a ser nombrePila y apellido, entonces en el método getNombre se puede modificar para que proporcione nombrePila+" "+apellido. 

• Los métodos de set pueden efectuar una comprobación de errores, mientras que los de get no sería necesario.

• Si un campo es public y el valor es incorrecto, el culpable de estropear el valor podría haber estado en cualquier lugar. Con private, solamente sería necesario depurar ese método.

Ver: http://programmers.stackexchange.com/questions/143736/why-do-we-need-private-variables

Ejemplo

Métodos sobrecargados (overload )

Java permite métodos sobrecargados (overloaded), es decir métodos distintos con el mismo nombre que se diferencian por el número y/o tipo de datos de los argumentos.
A la hora de llamar a un método sobrecargado, Java sigue unas reglas para determinar el método concreto que debe llamar:

1. Si existe el método cuyos argumentos se ajustan exactamente al tipo de los argumentos de la llamada (argumentos actuales), se llama ese método.

2. Si no existe un método que se ajuste exactamente, se intenta promover los argumentos actuales al tipo inmediatamente superior (por ejemplo char a int, int a long, float a double, etc.) y se llama el método correspondiente.

3. El valor de retorno no influye en la elección del método sobrecargado. En realidad, es imposible saber desde el propio método lo que se va a hacer con él. No es posible crear dos métodos sobrecargados, es decir con el mismo nombre, que sólo difieran en el valor de retorno. 

Ejemplo

Métodos redefinidos (overwrite )

Una clase puede redefinir (override) un método heredado de una superclase. Redefinir un método es dar una nueva definición. En este caso el método debe tener exactamente los mismos argumentos en tipo y número que el método redefinido.

Constructores

Constructor

Los métodos que tienen el mismo nombre que la clase tienen un comportamiento especial, sirven para crear las instancias de la clase y se les denomina constructores. Un constructor es un operador que se llama automáticamente cada vez que se crea un objeto de una clase. La principal misión del constructor es reservar memoria e inicializar los atributos de la clase.

Características de los constructores

• Se ejecuta cuando se instancian objetos de la clase. 

• Los constructores siempre se invocan mediante el operador new.

• Los constructores no tienen valor de retorno (ni siquiera void) y su nombre es el mismo que el de la clase.

• Su argumento implícito es el objeto que se está creando.

• Si no se define explícitamente un constructor, Java lo hará por nosotros ya que siempre es necesario que exista. Se creará un constructor sin argumentos.

• Una clase puede tener varios constructores, que se diferencian por el tipo y número de sus argumentos (los constructores justamente son un ejemplo típico de métodos sobrecargados

  que vimos anteriormente).

• Si es necesario que un constructor llame a otro constructor lo debe hacer antes que cualquier otra cosa.

• Se llama constructor por defecto al constructor que no tiene argumentos. El programador debe proporcionar en el código, valores iniciales adecuados para todas las variables miembro.

• En caso de que sólo definamos un constructor con parámetros el constructor por defecto no será creado por Java, por lo que deberemos definirlo explícitamente en caso de ser necesario. 

• Al igual que los demás métodos de una clase, los constructores pueden tener también los modificadores de acceso public, private, protected y default. Si un constructor es private, ninguna otra clase puede crear un objeto de esa clase. En este caso, puede haber métodos public y static (factory methods) que llamen al constructor y devuelvan un objeto de esa clase.

• Dentro de una clase, los constructores sólo pueden ser llamados por otros constructores o por métodos static. No pueden ser llamados por los métodos de objeto de la clase. 

Ejemplo

Agrupando Clases en Paquetes 

• Un package es una agrupación de clases que sirve para establecer una jerarquía lógica en la organización de las clases.

• Además, tiene una relación directa con la organización física de nuestro código ya que también se representa en la estructura de archivos y carpetas que conforman nuestro programa.

• Todas las clases dentro de un mismo paquete tienen acceso al resto de clases declaradas como públicas.

• Para poder acceder a una clase de otro paquete se ha de importar anteriormente mediante la sentencia import. 

• Para que una clase pase a formar parte de un package llamado nombreDelPaquete, hay que introducir en ella la sentencia:

package nombreDePaquete;

Debe ser la primera sentencia del archivo sin contar comentarios y líneas en blanco.

• Los nombres de los packages se suelen escribir con minúsculas, para distinguirlos de las clases, que empiezan por mayúscula. El nombre de un package puede constar de varios nombres unidos por puntos (los propios packages de Java siguen esta norma, como por ejemplo java.awt.event).

• Todas las clases que forman parte de un package deben estar en la misma carpeta.

• En un programa de Java, una clase puede ser referida con su nombre completo (el nombre del package más el de la clase, separados por un punto). Es incómodo y hace más difícil el reutilizar el código y portarlo a otras máquinas.

 

• La sentencia import permite abreviar los nombres de las clases, variables y métodos, evitando el tener que escribir continuamente el nombre del package importado. Se importan por defecto el package java.lang y el package actual o por defecto (las clases del directorio actual).

• Existen dos formas de utilizar import: para una clase y para todo un package:
  import poo.cine.Actor;
  import poo.cine.*;

• El importar un package no hace que se carguen todas las clases del package: sólo se cargarán las clases public que se vayan a utilizar. Al importar un package no se importan los sub-packages. Éstos deben ser importados explícitamente, pues en realidad son packages distintos. Por ejemplo, al importar java.awt no se importa java.awt.event. 

Recolector de basura

Recolector de basura

• Los objetos que ya han perdido la referencia, esto es, objetos que ya no tienen ningún nombre que permita acceder a ellos, por ejemplo, por haber llegado al final del bloque en el que habían sido definidos (se acabó si scope), porque a la referencia se le ha asignado el valor null o porque a la referencia se le ha asignado la dirección de otro objeto. A esta característica de Java se le llama garbage collection (recogida de basura).  Para que estos objetos “desreferenciados” no ocupen memoria, un recolector de basura se encarga de «destruirlos» y liberar la memoria que estaban ocupando. Por lo tanto, para «destruir» un objeto basta con asignar a su variable de referencia el valor null.

Excepciones

Manejo de excepciones

• Los usuarios esperan que los programas se comporten de forma sensata cuando se producen errores. Si no es posible terminar una operación por causa de error el programa debería:

• volver a un estado seguro y permitir al usuario que ejecute otras órdenes o bien

• permitir al usuario guardar su trabajo y salir ordenadamente del programa.

Tipos de problemas que deberíamos considerar

• Errores debidos a entradas de usuario

• Errores de dispositivos

• Limitaciones físicas

• Errores en el código

Clasificación de Excepciones

La jerarquía se divide en dos ramas: Error y Exception

• Error: describe errores internos y el agotamiento de recursos dentro del sistema de ejecución de java. Nosotros no debemos lanzar objetos de este tipo.

• Exception: se divide en dos ramas

  • RuntimeException: se producen porque hemos cometido un error de programación.

  • Otras: se producen porque a nuestro programa, que es correcto, le ha ocurrido algo malo, como un error de E/S.

Regla general: "Si es una RuntimeException, es culpa tuya".

Ejemplos de causas de RuntimeException:

• Casteos incorrectos

• Accesos a índices matriciales fuera de límites.

• Accesos a punteros null.

Ejemplos de causas de excepciones que no heredan de RuntimeException:

• Intentar abrir un archivo que no existe.

• Intentar abrir una URL mal formada.

Excepciones comprobadas y no comprobadas

• Excepciones no comprobadas: todas las que derivan de la clase Error o de la clase RuntimeException.

• Excepciones comprobadas: todas las demás.

 

El compilador verifica que nosotros proporcionemos manejadores de excepciones para todas las excepciones comprobadas.

Cuáles excepciones debemos manejar?

• Cualquier método que lance una excepción comprobada es una trampa en potencia. Si no hay ningún manejador que capture la excepción, el hilo de ejecución actual llegará a su fin.

• No es necesario manejar los errores internos de java, esto es las excepciones que se deriven de Error.

• No se deben manejar las excepciones sin comprobación que se deriven de RuntimeException. Estos errores están totalmente bajo nuestro control. Deberíamos dedicar tiempo suficiente a corregirlos y no lanzar una excepción.

Resumen

• Los métodos deben declarar todas las excepciones comprobadas. Si nuestro método no declara todas las excepciones comprobadas, el compilador emitirá un mensaje de error.

• Las excepciones no comprobadas están fuera de nuestro control o bien son el resultado de situaciones que no deberíamos haber permitido desde un principio.

Captura de excepciones

• Para capturar una excepción, se configura un bloque del tipo try/catch. La forma más sencilla del bloque try es la siguiente:

• Si cualquier parte del código situado dentro del bloque try lanza una excepción de la clase especificada en el catch entonces:

• El programa salta el resto del código que haya en el bloque try.

• El programa ejecuta el código del manejador situado dentro de la clase catch.

• Si no hay parte del código situado dentro del bloque try que lance una excepción, entonces el programa salta la cláusula catch.

• Si alguna parte del código lanza una excepción de tipo distinto a la mencionada en el catch este método finaliza inmediatamente. 

Ejemplo

De que otras opciones disponemos?

Con frecuencia, la mejor opción consiste en no hacer nada y limitarse a pasar la excepción a quien hiciera la llamada. Si se produce este error que se ocupe quien hizo la llamada al método.

Regla general

• Debemos capturar las excepciones que debemos manejar y notificar la existencia (pasar la excepción) de aquellas que no sepamos manejar.

• Cuando se notifica la existencia de una excepción es preciso añadir el throws.

Consejos para el uso de excepciones

• 1- El manejo de excepciones no debe sustituir validaciones.

• Las excepciones solo deben utilizarse para situaciones excepcionales.

• 2- Las excepciones no deben tener un manejo detallado hasta el extremo.

• 3- No hay que silenciar las excepciones

• 4- Propagar las excepciones NO está mal.

• Los métodos de nivel superior suelen estar mejor equipados para notificar al usuario la existencia de errores o para abandonar órdenes que no han tenido éxito.

Herencia de clases

Herencia

La Herencia define relaciones del tipo “es un” como, por ejemplo “un Alumno es una Persona” por lo que comparte tanto sus atributos como nombre, apellido, dni y su comportamiento, así como tiene sus propios atributos como las materias a las que está inscripto, cuáles ha rendido, entre otras.

 

Mediante el uso de la herencia las clases pueden extender el comportamiento de otra clase permitiendo con ello un gran aprovechamiento del código.  

Una clase se dice que hereda o extiende a otra clase antecesora. La palabra reservada extends sirve para indicar que una clase extiende a otra. La clase que extiende a otra, hereda todos los atributos y métodos de la clase antecesora, los atributos y métodos privados no tienen visibilidad. La clase antecesora puede extender a su vez otra clase.

 

Todas las clases de Java creadas por el programador tienen una superclase. Cuando no se indica explícitamente una superclase con la palabra extends, la clase deriva de java.lang.Object, que es la clase raíz de toda la jerarquía de clases de Java. Como consecuencia ,todas las clases tienen algunos métodos que han heredado de Object. 

Características

• Se utiliza la palabra reservada extends.

• Una clase puede extender de una clase concreta o una clase abstracta.

• Una clase solo puede heredar una superclase. Java no admite herencia múltiple.

• Java permite múltiples niveles de herencia 

• Al extender una clase

  • se heredan todas las operaciones del padre  

  • se puede añadir nuevas operaciones

• La nueva clase puede elegir para las operaciones heredadas:

  • redefinir la operación: se vuelve a escribir

  • la nueva operación puede usar la del padre y hacer más cosas (super)

  • puede ser totalmente diferente

  • dejarla como está: no hacer nada

Ejemplo

Sobrescritura de variables y métodos 

• Una clase puede redefinir (volver a definir) cualquiera de los métodos heredados de su superclase que no sean final. El nuevo método sustituye al heredado para todos los efectos en la clase que lo ha redefinido.

• Una clase que extiende a otra puede declarar atributos con el mismo nombre que algún atributo de la clase a la que extiende; se dice que el atributo se ha sobrescrito u ocultado.

• Los métodos de la super-clase que han sido redefinidos pueden ser todavía accedidos por medio de la palabra super desde los métodos de la clase derivada, aunque con este sistema sólo se puede subir un nivel en la jerarquía de clases.

• Un método declarado static en una clase antecesora puede sobrescribirse en una clase que la extienda, pero también se debe declarar static; de lo contrario se producirá́ un error en tiempo de compilación. 

Ejemplo 1

Ejemplo 2

Otro ejemplo puede ser el de las Cuentas Bancarias, donde nuestra clase CuentaBancaria es heredada por CuentaCorriente y CajaDeAhorro. De esta forma la clase heredad contiene el atributo saldo que es común a ambos tipos de cuenta y define ciertos métodos también comunes como depositar() y extraer() que reciben un monto como parámetros. Al ser conocida por nosotros la interfaz de la clase CuentaBancaria podríamos acceder a estos métodos comunes sin conocer explícitamente la clase que la hereda, esto se conoce como Polimorfismo.

Clases abstractas

Las clases abstract funcionan como plantillas para la creación de otras clases, son clases de las que no se pueden crear objetos. Su utilidad es permitir que otras clases deriven de ella, proporcionándoles un marco o modelo que deben seguir y algunos métodos de utilidad general. Las clases abstractas se declaran anteponiéndoles la palabra abstract, como, por ejemplo

public abstract class Geometria { ... }

 

Características clases abstractas

• No se puede instanciar.

• Puede contenter métodos abstractos y métodos concretos.

• Se utiliza cuando no es necesario instanciar objetos de una clase. Por ejemplo: si tenemos dos clases ProfesorInterino y ProfesorTitular, ambas heredan de Profesor. Pero si todas las instancias de Profesor corresponderán a uno de los dos tipos, no sería necesario nunca instanciar Profesor.

Métodos abstractos

Un método se puede declarar como abstract. Un método declarado de esta manera no implementa nada. Si una clase contiene uno o más métodos declarados como abstract, ella a su vez debe ser declarada como abstract. Las clases que la extiendan deben obligatoriamente sobrescribir los métodos declarados como abstract o la clase también debe declararse abstract.

Características de métodos abstractos

• No tiene cuerpo, solo se declaran.

• La signatura termina con ; .

• Solo pueden existir en una clase abstracta.

• Deben estar obligatoriamente sobreescritos en la subclase. Si no se sobreescriben, la subclase tendría un método abstracto por lo tanto seriía una clase abstracta.

Polimorfismo

Se refiere a la propiedad por la que es posible enviar mensajes sintácticamente iguales a objetos de tipos distintos. El único requisito que deben cumplir los objetos que se utilizan de manera polimórfica es saber responder al mensaje que se les envía.

El polimorfismo en Java consiste en dos propiedades:

• Una referencia a una superclase puede apuntar a un objeto de cualquiera de sus subclases

• La operación se selecciona en base a la clase del objeto, no a la de la referencia

Interfaces

Interfaz

• Así como la Herencia representa relaciones del tipo “es un”, las interfaces nos permiten representar relaciones “se comporta como un”.

• El concepto de la implementación de interfaces garantiza que objetos de una Clase que implemente esa interfaz tendrán disponibles ciertos métodos definidos. Es en este punto que entra el concepto de Polimorfismo, ya que cualquier objeto independientemente de su clase que implemente una interfaz determinada podrá responder ante la llamada a esos métodos definidos.

• Las interfaces permiten “publicar” el comportamiento de una clase develando un mínimo de información. 

• El nombre de una interface se puede utilizar como un nuevo tipo de referencia. En este sentido, el nombre de una interface puede ser utilizado en lugar del nombre de cualquier clase que la implemente, aunque su uso estará́ restringido a los métodos de la interface. Un objeto de ese tipo puede también ser utilizado como valor de retorno o como argumento de un método.

• En la interface no se implementa el comportamiento, únicamente se especifica cuál va a ser, es decir, se definirán los métodos, pero no se implementan. No se pueden crear instancias de una interface. Todos los métodos declarados en una interface son públicos, así́ como sus atributos y la misma interface. 

• Una clase puede implementar una o varias interfaces. Para indicar que una clase implementa una o más interfaces se ponen los nombres de las interfaces, separados por comas, detrás de la palabra implements, que a su vez va siempre a la derecha del nombre de la clase o del nombre de la superclase en el caso de herencia. 

Resumen

• Se utilizan las palabras reservadas interface y implements.

• Conjunto de directrices, las cuales las clases que la implentan deben cumplir.

• Si una clase cumple con las especificaciones de una interfaz la puede implementar.

• No se instancian.

• Solo tienen métodos public y abstract. Si no se aclara se toman por defecto public.

• Ejemplo: interfaz List -> la implementan ArrayList, LinkedList, Stack, etc.

Ejemplo

Diferencias entre interfaz y clase abstracta

Conceptual

• Cuando una clase hereda de otra clase (abstracta o no), estás definiendo qué es, pasas de una idea abstracta a una concreción. Además, estás definiendo una relación entre clases.
• Cuando implementas una interfaz, estás definiendo cómo se comporta, estás cumpliendo un contrato. No implica ninguna relación con ninguna clase.

En la implementación

• Una clase abstracta puede heredar o extender cualquier clase (independientemente de que esta sea abstracta o no), mientras que una interfaz solamente puede implementar otras interfaces.
• Una clase puede heredar de una sola clase (abstracta o no) mientras que una clase puede extender varias interfaces de una misma vez.
• Una clase abstracta puede tener métodos que sean abstractos y concretos, mientras que las interfaces sólo y exclusivamente pueden definir métodos abstractos.

• En java concretamente, en las clases abstractas la palabra abstract es obligatoria para definir un método abstracto (así como la clase). Cuando defines una interfaz, esta palabra es opcional ya que se infiere en el concepto de interfaz.
• En una clase abstracta, los métodos abstractos pueden ser public o protected. En una interfaz solamente puede haber métodos públicos.
• En una clase abstracta pueden existir variables static, final o static final con cualquier modificador de acceso (public, private, protected o default). En una interfaz sólo puedes tener constantes (public static final).

Colecciones de tamaño variable 

Listas 

• Pueden crecer o acortarse según se lo requiera.

• Existen varias formas de implementar una lista en Java.

• Una lista es una secuencia de elementos dispuesto en un cierto orden, en la que cada elemento tiene como mucho un predecesor y un sucesor.

• El número de elementos de la lista no suele estar fijado, ni suele estar limitado por anticipado. 

• La estructura de datos deberá permitirnos determinar cuál es el primer elemento y el último de la estructura, cuál es su predecesor y su sucesor (si existen de cualquier elemento dado).

• Cada uno de los elementos de información suele denominarse nodo. 

La interfaz java.util.List 

• Acepta elementos repetidos o duplicados y al igual que los arrays es lo que se llama “basada en 0”, esto quiere decir que el primer elemento no es el que está en la posición “1”, sino en la posición “0”.
• Proporciona iterador especial que nos permite recorrer los distintos elementos de la lista. Este iterador permite además de los métodos definidos por cualquier iterador (estos métodos son hasNext, next y remove) métodos para inserción de elementos y reemplazo, acceso bidireccional para recorrer la lista y un método proporcionado para obtener un iterador empezando en una posición específica de la lista.

 

 

• Debido a la gran variedad y tipo de listas que puede haber con distintas características como permitir que contengan o no elementos nulos, o que tengan restricciones en los tipos de sus elementos, hay una gran cantidad de clases que implementan esta interfaz.
• Es posible restringir de qué clase serán instancia los objetos que pertenezcan a la lista utilizando los símbolos < y > en la definición de la variable, como, por ejemplo:

List<Jugador> jugadores;

De esta forma la lista jugadores sólo podrá estar compuesta por elementos que sean instancias de la clase Jugador.

 

A continuación, veremos las siguientes clases que implementan esta interfaz:

● ArrayList

● Stack 

La Clase java.util.ArrayList 

• ArrayList, como su nombre lo indica, basa la implementación de la lista en un array. Eso sí, un array dinámico en tamaño (es decir, de tamaño variable), pudiendo agrandarse o disminuirse el número de elementos. Implementa todos los métodos de la interfaz List y permite incluir elementos null.
• Un beneficio de usar esta implementación de List es que las operaciones de acceso a elementos, capacidad y saber si es vacía o no se realizan de forma eficiente y rápida. Todo arraylist tiene una propiedad de capacidad, aunque cuando se añade un elemento esta capacidad puede incrementarse. Java amplía automáticamente la capacidad de un arraylist cuando sea necesario.  

Ejemplo ArrayList

Métodos de ArrayList

boolean add(E e) Agrega el elemento al final de la lista void add(int index, E element) Agrega el elemento en la posición especificada boolean addAll(Collection<? extends E> c) Agrega todos los elementos de otra colección al final de esta lista boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) Agrega todos los elementos de otra colección en la posición especificada void clear() Elimina todos los elementos de la lista boolean contains(Object o) Devuelve true si el objeto o existe en la lista

void ensureCapacity(int minCapacity) Incremente la capacidad del array subyacente para asegurar la capacidad especificada E get(int index) Devuelve el elemento de la posición solicitada int indexOf(Object o) Devuelve la posición del objeto solicitado boolean isEmpty() Devuelve true si la lista no contiene elementos Iterator<E> iterator() Devuelve un objeto iterador para recorrer la lista E remove(int index)  Elimina el elemento de la posición especificada boolean remove(Object o) Elimina la primera ocurrencia del objeto en la lista

E set(int index, E element)
Reemplaza el elemento en la posición especificada

int size()
Devuelve el tamaño de la lista 

La clase java.util.Stack 

• Es una estructura de tipo LIFO (Last In First Out, último en entrar primero en salir).
• Provee las operaciones de push (colocar) y pop (extraer) así como otros métodos accesorios como el size(), peek (consulta el primer elemento de la cima de la pila), empty (que comprueba si la pila está vacía) y search (que busca un determinado elemento dentro de la pila y devuelve su posición dentro de ella).

Ejemplo Stack

Método de la clase Stack

boolean empty()
Devuelve true si la pila está vacía

E peek()
Consultamos el primer elemento de la pila sin extraerlo

E pop()
Extraemos el primer elemento de la pila

E push(E item)
Colocamos un elemento en el tope de la pila

int search(Object o)
Devuelve la posición del elemento en la pila (basado en 1) 

Lenguaje de Modelado Unificado (UML)

UML

 UML son las siglas para Unified Modeling Language, que en castellano quiere decir: Lenguaje de Modelado Unificado.  Es un lenguaje de modelado, de propósito general, usado para la visualización, especificación, construcción y documentación de sistemas Orientados a Objetos.

• Lenguaje: el UML es, precisamente, un lenguaje, lo que implica que éste cuenta con una sintaxis y una semántica. Por lo tanto, al modelar un concepto en UML, existen reglas sobre cómo deben agruparse los elementos del lenguaje y el significado de esta agrupación.

• Modelado: el UML es visual. Mediante su sintaxis se modelan distintos aspectos del mundo real, que permiten una mejor interpretación y entendimiento de éste.

•  Unificado: unifica varias técnicas de modelado en una única.  

UML:Breve Reseña Histórica

• Las raíces del UML provienen de tres métodos distintos: el método de Grady Booch, la Técnica de Modelado de Objetos de James Rumbaugh y “Objetory”, de Ivar Jacobson. Estas tres personalidades son conocidas como “los tres amigos”

• En 1994 Booch, Rumbaugh y Jacobson dieron forma a la primera versión del UML y en 1997 fue aceptado por la OMG, fecha en la que fue lanzada la versión v1.1 del UML. Desde entonces, UML atravesó varias revisiones y refinamientos hasta llegar a la versión actual: UML 2.0.

• La OMG (Object Management Group) es una asociación sin fines de lucro formada por grandes corporaciones, muchas de ellas de la industria del software, como, por ejemplo: IBM, Apple Computer, Oracle y Hewlett-Packard. Esta asociación se encarga de la definición y mantenimiento de estándares para aplicaciones de la industria de la computación

• UML cuenta con varios tipos de diagramas, los cuales muestran diferentes aspectos de los sistemas que se modelan.