Jerarquía de Clases: Herencia, Composición y Polimorfismo Programación II Dr. Javier Nieves Acedo

Este tema es “la clave”…

… es el poder de la POO …

… para hacer lo que queramos…

… incluso algo mejor…

… ;-)…

… o más divertido…

… pero usando jerarquias…

Herencia (1) Hay una relación de herencia entre clases cuando se cumple la frase “es un”: Vehículo “ES UN” Coche Camión Moto

Herencia (2) Cuando se realiza una herencia (generalización) se obtienen los atributos y los métodos miembros de la clase padre. Clase Atributo Declaración Representación A dato a A a1; a B dato b B b1; b c C dato c C c1;

Herencia (3) Tipos de Herencia: Herencia Simple: una clase base o padre Herencia Múltiple: más de una clase base o padre. Java únicamente permite herencia simple pero provee un mecanismos para simularla. Otros lenguajes soportan la herencia múltiple (C++)

Herencia (4) Los métodos y los atributos se heredan hacia abajo en la jerarquía. En Java, todas las clases derivan de la clase Object. Las clases superiores describen un comportamiento más general. Las inferiores más específico.

Herencia (5) Las clases hijas heredan (tienen) todos los atributos o métodos de la clase superior Solo puede acceder a los que no sean privados La solución actual es poner todo a public No se trata de la solución óptima Como implementarla: public class <nombreClase> extends <nombreClaseBase> { … }

Herencia (6) Las clases base deben ser accesibles: Estar en el mismo paquete. Estar declarada en otro paquete como public. No estar declarada como final La relación de herencia es trnsitiva A  B, B  C, entonces, A C Si no hay clausula extends, la clase hereda de java.lang.object

Herencia (7) Ejemplo (1): public class Persona { public String nombre; public String direccion; public long telefono; public Persona() {…} public Persona pedirDatosPersona() {…} }

¿Qué atributos y métodos tiene la clase Empleado? Herencia (8) Ejemplo (2): Public class Empleado extends Persona { public int antiguedad; public int categoria; public int testAntig() {…} } ¿Qué atributos y métodos tiene la clase Empleado?

Herencia (7) Los constructores no se heredan. En la practica: No se generan objetos de la clase base. Está para proporcionar el formato común.

Herencia (7) Ventajas Reutilización de código Diferenciación de código (menos cláusulas if)

Herencia (8) Consideraciones al heredar Los atributos son todos nuevos Si se repite algún nombre, se oculta el del padre Sigue existiendo pero no se puede acceder directamente. Se puede acceder a través de métodos No es recomendable

Herencia (9) Consideraciones al heredar Los métodos son nuevos o modificados Override  Redefinición del método Los métodos modificados deben Respetar la cabecera (sino es nuevo) No pueden bajar la visibilidad, sí subirla private  [], protected, public []  protected, public protected  public

Herencia (10) Consideraciones al heredar static Los atributos estáticos del padre se pueden usar pero no se heredan. Los métodos estáticos del padre se pueden usar pero no se heredan. Los constructores nunca se heredan, las clases deben definir los suyos propios.

… la herencia parece fantástica…

… pero nos estamos saltando…

… la encapsulación…

… y la solución es …

Acceso abstract (1) Sirve para proporcionar comportamiento común a varias clases. Indica que es una clase incompleta. La clase puede (no es obligatorio) tener algunos métodos declarados pero no implementados. Las clases con este modificador no pueden instanciarse.

Acceso abstract (2) Ejemplo: abstract class Punto //clase abstracta { int x; int y; void mover(int x, int y) { this.x += x; this.y += y; } abstract void dibujar(); //método abstracto abstract class PuntoColoreable extends Punto int color; class PuntoSimple extends Punto void dibujar() { System.out.println(“(”+ x + ”,” + y + ”)”);

Acceso abstract (3) Un método abstracto es el que no tiene implementación (diferente a vacío). Una clase que contiene un método abstracto es abstracta y debemos ponerle el modificador de abstracto. Método Abstracto Método Vacío Abstract class X { abstract void m1(); } class X { void m1(){ }

Acceso abstract (4) Cuando una clase hereda un método abstracto puede… Implementar el método (darle código) No implementarlo y se mantiene la clase como abstracta. Una clase es abstracta si Tiene un método abstracto Hereda un método abstracto y no lo implementa

Acceso abstract (4) Utilidad de los métodos abstractos Las clases abstractas definen como tienen que comportarse las hijas, métodos obligatorios. Indica el comportamiento pero no compromete a un comportamiento en concreto. Pueden existir métodos que no sean abstractos porque sí que se puede definir.

Acceso final Indica que la definición de la clase está completa. No se puede heredar (no puede tener subclases). Si una clase se declara como abstract y final, error de compilación.

Acceso public La clase es accesible por clases de otros paquetes. Solo una clase public por fichero de código fuente. Las otras clases, si las hubiera, serían privadas.

Acceso protected (1) No es bueno perder la ocultación de métodos y atributos privados para hacer una generalización. Existe otro modo de acceso que solo tiene sentido en relaciones de herencia o generalización. Atributos y Métodos accesibles por las clases hijas y el mismo paquete.

Acceso protected (2) Ejemplo: public class Base1 { int a; // Sin modificador. Disponibles int b; // a la clase y las del mismo paquete. protected int c; // Disponibles solo a la propia // clase, el paquete, protected int d; // y a las clases derivadas. public int e; // Disponibles a todas las // clases y el paquete, así como public int f; // a otras partes del programa. }

Acceso protected (3) Las clases base no suelen tener miembros privados Las clases hijas necesitan acceder a sus elementos

… ahora los constructores son más importantes …

Constructores y Herencia (1) Los constructores no se heredan Hay que estudiar su funcionamiento Hasta ahora, pasos del constructor: Crea el objeto, reserva espacio y conecta nombre y memoria Ejecuta instrucciones Pero esta forma puede dar problemas…

Revisemos la cadena de constructores

Constructores y Herencia (2) IMPORTANTE: El constructor de una clase derivada no puede construirse hasta que se construya a su padre Cada constructor inicializa sus atributos Primero los padres

Constructores y Herencia (3) Si hay mas de una generalización, la clase se preocupa de crear el padre más cercano Clase Base A construye a su padre Clase Derivada B construye a su padre Clase Derivada C

Constructores y Herencia (4) El constructor de la clase derivada tiene que utilizar el método super(…) para construir a su padre. Si el programador no lo hace, Java llama automáticamente al método super()

Referencias this y super (1) Referencia a la propia instancia con la que se está trabajando. No hace falta usarla para acceder a los métodos o atributos de instancia. A veces es necesaria su utilización Desambiaguación de términos Pasar la referencia del propio objeto: panel.dibujaObjeto(this);

Referencias this y super (2) Permite referenciar a la clase padre. Se emplea cuando se ha definido un método y se quiere acceder al método del padre (sino se llamaría al de la clase). Permite llamar al constructor de la clase padre desde la clase hija. Esta llamada debe ser la primera del constructor hijo.

Referencias this y super (3) class Rectangulo { public ublic void saludar() System.out.println("Hola, soy Rectangulo, y saludo"); } class Cuadrado extends Rectangulo public void saludar() //Método redefinido System.out.println(“Hola, soy un cuadrado”); public void saludos() saludar(); //Hola, soy un cuadrado this.saludar(); //Hola, soy un cuadrado super.saludar(); //Hola, soy Rectangulo, y saludo public static void main (String[] args) Cuadrado c1 = new Cuadrado(); c1.saludos();

… pero hay otras relaciones …

Composición (1) Hay una relación de composición entre clases cuando se cumple la frase “tiene un”: Vehículo “TIENE UN” Motor Chasis Carrocería

Composición (2) Los constructores y destructores son importantes en las relaciones de composición: No se puede construir un objeto hasta que están construidos todos los que lo componen

Composición (3) Pautas de construcción (1): Constructor de la clase recibe todo lo necesario para crear todas las clases. El compilador construye primero los miembros y luego el contenedor

Composición (5) Pautas de construcción (2): La clase compuesta no puede acceder a los miembros privados de las clases que la componen. Para evitar un paso excesivo de parámetros se pueden crear los objetos y pasarlos como parámetros a la clase compuesta

Composición (6) class Persona { Persona padre; //Atributo de tipo clase String nombre; public Persona(Persona pPadre, String pNombre) { padre = pPadre; nombre = pNombre; } public String saluda() return nombre; public Persona getPadre() return padre; public static void main (String args[]) Persona filiberto = new Persona(null,"Filiberto"); Persona pablo = new Persona( filiberto, "Pablo" ); Persona nuria = new Persona( filiberto, "Nuria" ); Persona alberto = new Persona( nuria, "Alberto" ); //El nieto es Alberto System.out.println("El nieto es: " + alberto.saluda()); //La madre es Nuria System.out.println("La madre: " + alberto.getPadre().saluda()); //El abuelo es Filiberto System.out.println("El abuelo es: " + alberto.getPadre().getPadre().saluda());

Composición (7) class Persona { Persona padre; //Atributo de tipo clase String nombre; public Persona(Persona pPadre, String pNombre) { padre = pPadre; nombre = pNombre; } public String saluda() return nombre; public Persona getPadre() return padre; public static void main (String args[]) Persona filiberto = new Persona(null,"Filiberto"); Persona pablo = new Persona( filiberto, "Pablo" ); Persona nuria = new Persona( filiberto, "Nuria" ); Persona alberto = new Persona( nuria, "Alberto" ); //El nieto es Alberto System.out.println("El nieto es: " + alberto.saluda()); //La madre es Nuria System.out.println("La madre: " + alberto.getPadre().saluda()); //El abuelo es Filiberto System.out.println("El abuelo es: " + alberto.getPadre().getPadre().saluda());

Composición (8) Error de referencia nula: class Fecha { private int dia, mes, anyo; Fecha (int d, int m, int a){ dia = d; mes = m; anyo = a; } class Persona { private String nombre; private Fecha fechaNcto; //COMPOSICIÓN void imprimir(){ s.o.p.(nombre + “ “); s.o.p.(fechaNcto.dia +”/”); //ACCESO s.o.p.(fechaNcto.mes +”/”); s.o.p.(fechaNcto.anyo +”/”); } class X { ...main(...){ Persona p = new Persona(); p.imprimir(); //ERROR. ¿POR QUÉ?

Composición (9) Antes de crear, se debe crear los objetos que lo componen: Solución 2. Crear la fecha a la vez que la persona (en el constructor) class Persona { private String nombre; private Fecha fechaNcto; Persona(){ fechaNcto = new Fecha(0,0,0); } ... class X { ...main(...){ Persona p = new Persona(); p.imprimir(); //CORRECTO Solución 1. Crear la fecha después de la persona class X { ...main(...){ Persona p = new Persona(); p.setFecha(new Fecha(1,1,2000); p.imprimir(); //CORRECTO }

… y otra mejora más …

Polimorfismo (1) Es el uso de métodos de igual nombre en distintas clases dentro de una misma jerarquía según el objeto que se ha instanciado A m() m() B C D E m() F G

Polimorfismo (2) En concreto: La variable que contiene el objeto y el objeto contenido no son del mismo tipo. El método que se lanza se decide en ejecución y no en compilación.

Polimorfismo (3) En una familia de clases se puede definir una referencia a la clase base y almacenar cualquier clase derivada. Condiciones mínimas en Java Herencia Misma signatura del método Todos los métodos son potencialmente virtuales (polimórficos).

Polimorfismo (4) El uso de instanceof Permite conocer el tipo real del objeto que se ha instanciado. Animal a = new PastorAleman(); System.out.println(a instanceof PastorAleman);

Polimorfismo (5) El polimorfismo de datos permite casting El casting en herencia no cambia ningún dato, ningún tipo. Permite ver “como si” y acceder a sus métodos. Sólo funciona si es válido (jerarquía). Sólo puede convertirse hacia arriba en la jerarquía. A menudo se hace tras un instaceof if (a instanceof PastorAleman) ((PastorAleman)a).ladra();

… y ahora a trabajar …

Ejercicio Generar la siguiente jerarquía: Animal no puede ser instanciada. Todas los objetos tienen un método que dice su nombre (se guarda como atributo). Todas los objetos tienen un método que dicen que sonido hacen (no se guarda como atributo). ANIMAL PERRO FELINO AVE GATO LINCE CANARIO PALOMA

Preguntas ¿Qué es toString()? ¿Qué es equals(Object o2)?

Wrappers (envoltorios) (1) Los tipos de datos primitivos pueden ser tratados como objetos Se utilizan clases que sirven como envoltorios. Existen clases para cada tipo Integer Double Char …

Wrappers (envoltorios) (2) Los tipos de datos primitivos pueden ser tratados como objetos Tienen constructores muy sencillos Integer i = new Integer(5) Métodos conversores int j = i.intValue()

Wrappers (envoltorios) (2) Los tipos de datos primitivos pueden ser tratados como objetos Métodos conversores desde String double r = Double.parseDouble( “185” ); Métodos estáticos genéricos del tipo Double.isNaN(5.75) Las últimas versiones de Java hacen las conversiones automáticas Integer i = 5; System.out.println( i + 3 );

… y ahora somos unos animales de la programación.

Jerarquía de Clases: Herencia, Composición y Polimorfismo Programación II Dr. Javier Nieves Acedo