UNIDAD II

Lenguajes Imperativos

Profesor Miguel Cantillana

INS240 – Lenguajes de Programación
Ingeniería en Computación e Informática
Semestre 2017-1

Introducción

    La Programación Orientada a Objetos (POO) es un método de programación en el cual los programas se organizan en colecciones cooperativas de objetos, cada uno de los cuales representa una instancia de alguna clase, y cuyas clases son, todas ellas, miembros de una jerarquía de clases unidas mediante relaciones de herencia.

Introducción

• Usamos objetos en lugar de algoritmos como bloque fundamental
• Cada objeto es una instancia de una clase
• Las clases están relacionadas entre sí por relaciones tan complejas como la herencia

Programación Procedimental

Programación Orientada a Objetos

POO

Facilita la creación de software de calidad pues sus características potencian:

• La mantención
• La extensión y
• La reutilización del software generado bajo este paradigma

La POO se basa en la idea natural de un mundo lleno de objetos y que la resolución de problemas se realiza mediante el modelo de objetos

POO

La visión de Objetos:

• Mesas
• Sillas
• Computadores
• Autos
• Cuentas bancarias
• Partidos de fútbol
• Perros, etc

POO

Los objetos se pueden Organizar según su necesidad

• Mamíferos : Perro, Ciervo
• Teléfonos : Fijo, Celular
• Deportes : Fútbol, Tenis
• Vehículos : Automóvil, Camión

Modelamiento

Modelamiento 

Abstracción

El modelo define una perspectiva abstracta del problema

• Los datos que son afectados
• Las operaciones que se aplican sobre los datos

Ejemplo

POO

• Identificar los objetos importantes
• Organizar los objetos en jerarquías
• Otorgar, a los objetos, atributos relevantes que describan sus características
• Proveer, a cada objeto, las funciones inherentes a  su comportamiento

Conceptos de la POO

• La POO trata de aproximarse al modo de actuar del hombre y no al de la máquina

• Conceptos fundamentales que sustentan la POO:

  • Clase

  • Objeto

  • Instancia

  • Atributos

  • Métodos

Clase

Una clase es como un tipo de dato creado por el usuario, que posee dos categorías de miembros:

• Atributos (Datos)    => Estado
• Métodos (Algoritmos) => Comportamiento

Clase

En general, es posible crear una clase a partir de cualquier objeto que esté a nuestro alrededor.

Por ejemplo:

• Persona
• Automóvil
• Mascota

Instancias-Objetos

• Una Instancia es una ocurrencia de la clase
• Al momento de crear un objeto se produce la instanciación
• Un Objeto es una instancia de una Clase específica

Instancias-Objetos

EJEMPLO:
Suponer que existe la clase Vehículo

• El auto patente WF-4631 es una instancia de la clase Vehículo, o sea, un objeto de esa clase
• La camioneta patente ZT-9283 es otra instancia de la clase Vehículo

Atributos

Son los datos que caracterizan a los objetos de una clase y determinan el estado de un objeto

• Marca
• Año
• Color
• Patente, etc.

Métodos

• Representan todas aquellas acciones que se pueden realizar sobre un objeto de cierta clase
• En la implementación, estos métodos son segmentos de código en la forma de funciones
• La clase Vehículo puede incluir los métodos:
  • Encender
  • Acelerar
  • Virar
  • Frenar

Principios de la POO

Propiedades, que lo llevan a ser un estilo de desarrollo que permite crear código re-utilizable:

• Encapsulamiento
• Herencia
• Polimorfismo

Encapsulamiento

Abstracción de Datos

Abstracción

• Nos permite trabajar con la complejidad del mundo real

  • ​Resaltando los aspectos relevantes de los objetos de una clase

  • Ocultando los detalles particulares de cada objeto

• Separaremos el comportamiento de la implementación

Abstracción

Abstracción

Encapsulamiento

• Proceso por el que se ocultan:
  • Las estructuras de datos
  • Los detalles de la implementación
• Permite considerar a los objetos como "cajas negras", evitando que otros objetos accedan a detalles que NO LES INTERESA
• Una vez creada la clase, las funciones usuarias no requieren conocer los detalles de su implementación

Encapsulamiento

• Toda clase tiene un conjunto de atributos y métodos asociados a ella

• Todos ellos están encapsulados o contenidos dentro de la misma clase, de manera que son miembros de dicha clase

• Esos métodos y atributos pueden ser utilizados por otras clases sólo si la clase que los encapsula les brinda los permisos necesarios para ello

Encapsulamiento

• Atributos de una Cuenta Corriente:

  • Número

  • Saldo

• Métodos:

  • Depositar

  • Girar

  • Conocer el saldo

Herencia

Organización jerárquica

Jerarquía

• Es una clasificación u ordenamiento de las abstracciones

  • Hay dos jerarquías fundamentales:

    • Estructura de clases:

      • Jerarquía “es un/a”

      • Relaciones de herencia

    • Estructura de objetos:

      • Jerarquía “parte de”

      • Relaciones de agregación

Jerarquía

• Ejemplo: Figuras planas y diagramas

Una figura plana es:

• Algo con una posición en el plano
• Escalable
• Rotable

Herencia simple

• Un cuadrado es una figura
• Un círculo es una figura

Jerarquía

• Ejemplo: Figuras planas y diagramas

• Un gráfico es algo que se puede dibujar en 2D

Herencia múltiple

• Un círculo es una figura
• Un círculo es una gráfico

Jerarquía

• Ejemplo: Figuras planas y diagramas

• Un diagrama es un conjunto de cuadrados y círculos

Agregación

Herencia

• Permite reutilizar código creando nuevas clases a partir de las existentes (construidas y depuradas)

• Compromete una relación de jerarquía (es-un)

• Una nueva clase se generará agregando atributos y/o código a una clase existente

• Una clase (derivada) puede heredar de otra clase (base): Atributos y Métodos

Herencia

Polimorfismo

Polimorfismo

• Capacidad que permite a dos clases diferentes responder de forma distinta a un mismo mensaje
• Esto significa que dos clases que tengan un método con el mismo nombre y que respondan al mismo tipo de mensaje (es decir, que reciban los mismo parámetros), ejecutarán acciones distintas

Polimorfismo

Ejemplo 1:

• Al presionar el acelerador esperamos que aumente la velocidad del auto, independiente de si  se tiene un:

  • Motor con carburador

  • Motor con inyección electrónica

Polimorfismo

Ejemplo 2:

• Si se tienen las clases Entero y Char, ambas responderán de manera distinta al mensaje "Sucesor"

Objetos

Objetos

• En la POO se dice que un objeto: "integra datos y algoritmos"
• En la programación estructurada, variables y funciones están separadas

POO

• Clase
• Objeto
• Instanciación de objetos

Procedural

• Tipo
• Variable
• Declaración de variables

Objetos

• Cada objeto es responsable de inicializarse y destruirse en forma correcta
• Un objeto consta de:
  • Tiempo de vida
  • Estado
  • Comportamiento

Tiempo de vida de un objeto

• La duración de un objeto en un programa siempre está limitada en el tiempo

• La mayoría de los objetos sólo existen durante una parte de la ejecución del programa

• Los objetos son creados mediante un mecanismo denominado instanciación

• Los objetos dejan de existir cuando son destruidos

Estado de un objeto

• Queda definido por sus atributos

• Con él se definen las propiedades del objeto, y el estado en que se encuentra en un momento determinado de su existencia

Comportamiento de un objeto

• Queda definido por los métodos

• Los prototipos de los métodos definidos en la interfaz de una clase permiten a otros objetos, que forman parte de la aplicación, interactuar con los objetos de esa clase

Clases

Clases

• Las clases son abstracciones que representan a un conjunto de objetos con un:

  • Comportamiento e

  • Interfaz común

• Es la implementación de un tipo de dato (considerando los objetos como instancias de las clases)

Clases

• Permiten definir y representar colecciones de objetos

• Proveen un modelo para la creación de objetos

  Los elementos que componen la clase son:

  • Atributos: Representan el estado de un objeto

  • Métodos: Representan el comportamiento de un objeto 

Ejemplo de instancia de objetos

• Clase: Cuenta corriente

  • Atributos:

    • Número

    • Nombre

    • Saldo

  • Métodos:

    • Depositar

    • Girar

    • Consultar saldo

Ejemplo de instancia ..

• Clase: Cuenta corriente

• Instanciación:  Cuenta Corriente A, B

Objeto: A

• Atributos
  • Num: 1234
  • Nombre: Juan
  • Saldo: 350.000​
• Métodos
  • Depositar
  • Girar
  • Consultar

Objeto: B

• Atributos
  • Num: 9876
  • Nombre: María
  • Saldo: 450.600
• Métodos
  • Depositar
  • Girar
  • Consultar

Mensajes

Mensajes

• Mecanismo por el cual se solicita una acción sobre el objeto

• Un programa en ejecución es una colección de objetos que se crean, interactúan y se detruyen

• La interacción se basa en mensajes que son enviados de un objeto a otro, de modo que el emisor le pide al receptor la ejecución de un método

Mensajes

• Un objeto invoca un método como una reacción al recibir un mensaje

• La interpretación del mensaje dependerá del receptor

Métodos

Métodos

• Un método es una función miembro de una clase

• Establece el comportamiento del objeto

• Opera directamente sobre el objeto que lo invocó

• Recibe, como parámetro implícito, el objeto que lo invocó

Métodos

• Si el método requiere otros objetos de la clase, éstos deberán ser pasados como parámetros explícitos y el método sólo podrá acceder en forma indirecta a estos objetos

• Ejemplos:

  • Depositar

  • Girar

  • Consultar

Resumen

Mensajes y métodos 

• Un objeto (agente emisor) envía un mensaje a otro objeto (agente receptor)

• El mensaje tiene codificada la petición de una acción

• El mensaje incluye la información (argumentos) necesaria para satisfacer la petición

• Si el receptor acepta el mensaje, acepta la responsabilidad de ejecutar la acción indicada

• En respuesta a un mensaje, el receptor ejecuta un método para satisfacer la petición 

Clases y ejemplares 

• Todos los objetos son ejemplares de una clase

• La clase del receptor determina el método que se activa como respuesta a un mensaje

• Todos los objetos de una clase usan el mismo método en respuesta a mensajes similares 

Clases y métodos  

• Los objetos son ejemplos de TAD’s

• Un TAD tiene dos caras: una exterior, la que ve el usuario, y una interior, la que sólo ve el programador

• El usuario ve nada más que un conjunto de operaciones que definen el comportamiento de la abstracción

• El programador ve las variables de datos que se usan para mantener el estado interno del objeto

• Un ejemplar es un representante de una clase

Clases y métodos  

• Una variable de ejemplar (atributo) es una variable interna mantenida por un ejemplar (objeto)

• Cada ejemplar (objeto) tiene su propia colección de variables de ejemplar (atributos)

• Las variables de ejemplar (atributos) sólo son modificables por los métodos definidos en la clase

• Un objeto es la combinación de estado y comportamiento

Clases y métodos  

• El estado lo determinan las variables de ejemplar (atributos)

• El comportamiento lo determinan los métodos

• Desde el exterior, los clientes sólo pueden ver el comportamiento de los objetos

• Desde el interior, los métodos proporcionan el comportamiento apropiado mediante las modificaciones del estado

Clases y métodos  

• Una clase se puede concebir como un registro con dos variedades de campos: datos y procedimientos

• Los datos constituyen las variables de ejemplar (atributos)

• Los procedimientos constituyen los métodos