Tema 2. Principios del Diseño Orientado a Objetos

Tema 2. Principios del Diseño Orientado a Objetos
Objetivo: El alumno analizará a fondo los conceptos de la teoría Orientada a Objetos, sus implicaciones y alcances, aplicándolos a un Diseño Orientado a Objetos.

2 Principios del Diseño Orientado a Objetos
Conceptos de Programación Orientada a Objetos Abstracción Encapsulamiento Polimorfismo Composición Herencia Implementación de conceptos de la POO en el lenguaje Java Principios de Diseño Orientado a Objetos

Conceptos de Programación Orientada a Objetos
Abstracción Es el proceso con el que identificamos las propiedades y métodos de un objeto. Los números tienen un valor, y pueden sumarse, obtener su valor absoluto, etc. Una ventana (GUI) tiene un titulo, una posición, dimensiones y puede moverse o modificar su tamaño Ayuda a definir las capacidades y responsabilidades de distintos objetos dentro de una interacción. El objeto clienteCorreoElectrónico sabe enviar y recibir correos, mientras que el objeto calendario lleva el control de citas. Al proceso de abstracción no le interesa definir los detalles de las operaciones. No necesitamos conocer algoritmo LZ77, sólo necesitamos saber que la operación deflate de un software de compresión toma un archivo y lo reduce de tamaño

Abstracción Al identificar las responsabilidades de cada objeto simplificamos el proceso de programación. Si cada objeto solo tiene que realizar una tarea, la implementación de sus métodos es mas sencilla. En un video juego motorRender sólo se dedica a dibujar en pantalla, no tiene que preocuparse por leer del teclado pues eso lo hará dispositivoEntrada. Tampoco se preocupa por dirigir cómo se moverán los personajes, pues de eso se encarga motorIA.

¿Cómo se traduce esto en código? Interfaces claras y simples Solo debemos exponer métodos que indiquen QUE debe hacer el objeto no COMO

Abstracción Ejercicio. Define la interfaz de los siguientes objetos. Lista de objetos Conjunto de objetos

Encapsulamiento Es un principio del DOO que indica que los datos y los métodos que operan sobre ellos deben estar en el mismo objeto punto contiene x, y y los métodos traslada, calculaDistanciaA que trabajan sobre las coordenadas cadena contiene un arreglo de caracteres y los métodos aMayúsculas, aMinúsculas, reemplaza que trabajan sobre los caracteres Evita que la estructura de un objeto esté dispersa por todo el código. Las struct del lenguaje C permiten agrupar variables (datos) de manera lógica, pero no proporcionan un mecanismo para asociar las variables con las funciones que pueden trabajar con ellas. Un lenguaje orientado a objetos (OO) debe proporcionar un mecanismo para relacionar los atributos y los métodos Java lo hace con el concepto de atributos y métodos de instancia.

¿Cómo se traduce esto en código? Los datos (variables, atributos) deben estar en el mismo objeto que los métodos que los van a manipular.

Code Smells Son los síntomas de la falta, mal uso o abuso de los principios de la POO Debemos corregirlos de inmediato, ya que es muy probable que indiquen otros problemas con la implementación o incluso con la arquitectura. Son el principio del refactoring.

Code Smells - Encapsulamiento Feature envy. Se refiere a cuando un método de una clase utiliza muchas propiedades de un objeto de otra para realizar sus cálculos. Indica que los datos y los métodos que los utilizan se encuentran en lugares distintos Se está faltando al principio del encapsulamiento

Code Smells - Encapsulamiento Ejercicio. Identifica los dos casos de falta de encapsulamiento en el siguiente código

Ocultamiento de información Promueve que los objetos no expongan información que solo le sirve a ellos mismos. Convirtiéndolos en atributos privados Ayuda a simplificar la programación porque reduce los puntos en los que las variables pueden ser modificadas. Solo el código de los métodos del objeto tiene permitido el acceso a los atributos del objeto. Ayuda a la abstracción pues oculta los detalles de la implementación. matriz puede guardar sus elementos en un arreglo bidimensional o en uno unidimensional (usando cálculos con los índices), pero eso no le interesa a los demás objetos. Nadie más que los métodos de matriz (transponer, inversa, multiplicaPorEscalar) pueden modificar los valores de sus elementos

Ocultamiento de información Protege a los atributos de modificaciones indebidas o que rompan las invariantes de un objeto Nadie mas que los métodos entregarRefresco y recargarExistencias debe modificar el contadorRefrescos. Además de protegerlo de valores ilógicos como un número negativo. Un lenguaje OO debe de proveer un mecanismo para ocultar los atributos al resto de los objetos. Java provee el modificador de acceso private para indicar que los atributos solo están disponibles para los métodos de la misma clase donde están declarados

¿Cómo se traduce esto en código? Todos los atributos que solo deban ser vistos por los métodos del objeto se deben declarar como privados.

Ocultamiento de información Como regla general todos los atributos de una clase deben declararse privados. Si se necesita exponer alguno de los atributos se agrega un método que lo devuelva (getters). Si se necesita modificar un atributo, se agrega un método que lo modifique (mutators) o que lo establezca (setters). Siempre revisando que los valores a establecer no sean ilógicos para el objeto.

¿Cómo se traduce esto en código?

Composición Los objetos del mundo real se pueden ver como una composición* de objetos mas simples. Un smartphone está compuesto por la pantalla, sistema de sonido, el circuito integrado etc. Establece una relación “contiene un” entre objetos Dividir un objeto en varios componentes ayuda a simplificar el diseño y la implementación del sistema, pues a cada objeto se le asigna una responsabilidad. Del teclado se leen los comandos, la unidad de procesamiento realiza los cálculos y la pantalla muestra los resultados. * En la teoría de POO existen los conceptos composition y aggregation, por simplicidad se obviará la diferencia. Para mas información:

Composición Cuando cada componente tiene una sola responsabilidad, sus operaciones son mas sencillas Es la forma más flexible de re-utilización de código Un objeto bien definido y con una interfaz fácil de utilizar se puede usar en muchas partes del sistema

¿Cómo se traduce esto en código? Un objeto tiene otros objetos en sus atributos y los usa en sus métodos para realizar tareas.

¿Cómo se traduce esto en código? Un mismo objeto puede ser usado por varios. Con lo que reutilizamos su código.

Herencia Es otro mecanismo de re-utilización de código. En el que un objeto delega la definición de un método (o atributo) a “alguien más” Existen 2 tipos de herencia Basada en objetos Basada en clases

Herencia En la herencia basada en objetos o delegación, un objeto delega a otro (su prototipo) todos aquellos métodos que no reconoce. También conocida como basada en prototipo (prototypal inhertance) Es la herencia usada por ECMAScript (JavaScript) y es más popular en lenguajes de tipos dinámicos.

Herencia En la herencia basada en clases una clase (hija) hereda la definición de los métodos de su súper-clase (padre). Por lo tanto todos los objetos que se crean a partir de la clase hija presentan los métodos de las dos clases. Es el tipo de herencia que proporciona Java, C++ y otros lenguajes de tipos estáticos. Es menos flexible que la herencia basada en prototipo, por lo que hay que usarla con precaución

Subtipos Establece una relación “es un” entre clases Un alumno es una persona Un becario es un alumno Un becario es una persona Permite tratar objetos como instancias de la clase más general que tienen en común Los alumnos y los becarios “saben” hablar Un método que trabaje con personas, igual lo puede hacer con alumnos o becarios.

Subtipos El subtipo también se conoce como herencia de interfaz (pues presenta los mismos métodos) Las clases MD5 y SHA1 son subtipos de AlgoritmoHuellaElectronica BotonGuardar, BotonAbrir, BotonCerrar son subtipos de Boton Estrictamente, es un concepto independiente del de Herencia visto anteriormente. En Java la Herencia (extends) implica también ser subtipo de la clase padre. Pero el subtipo también se puede obtener implementando una Interfaz (implements)

Polimorfismo Es el mecanismo por el cual un lenguaje OO decide que versión de un método usar. Distintas clases pueden tener distintas implementaciones del mismo método. El método acción de la clase BotonAbrir se comporta de manera distinta al de la clase BotonGuardar o de BotonCerrar. Se elige la versión dependiendo del tipo de objeto sobre el que se llame el método. Si el objeto botón1 es del tipo BotonAbrir, se elegirá la versión definida en la clase BotonAbrir

El problema con IF Debemos evitar el uso de IF para tomar decisiones con base en el tipo de nuestro objeto.

El problema con IF ¿En cuantos lugares tendríamos que modificar el código si quisiéramos agregar (o quitar) un idioma? Podemos olvidar agregar la frase en uno de los métodos Con cada modificación podemos introducir bugs en lo que ya funcionaba ¿Y si quisiéramos agregar el método “despedida”?

El problema con IF ¡Para eso existe el polimorfismo! Podemos re-diseñar nuestra clase para poder agregar idiomas sin afectar los que ya tenemos. Reducimos riesgos de introducir bugs Un código mas fácil de leer

El problema con IF Debemos dejar el uso de IF solo para la lógica de nuestro algoritmo, no para la decisión de que clase usar. Nuestro código será más flexible. Más información:

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