El proceso de desarrollo de software

El proceso de desarrollo de software
El desarrollo de software es un proceso que permite construir un modelo de la resolución de un problema La construcción de un modelo requiere de la aplicación de un principio, una metodología y un conjunto de herramientas. Una metodología propone un conjunto de métodos, estrategias y técnicas. La programación es una actividad creativa sin embargo hay principios, metodologías y herramientas que orientan el desarrollo. La codificación es una etapa dentro de un proceso Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Lenguaje de Programación
El proceso de desarrollo de software Herramientas DISEÑO Lenguaje de Modelado IMPLEMENTACIÓN Lenguaje de Programación IDE Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Métodos+Técnicas+Estrategias
El proceso de desarrollo de software Resolución de un Problema Programa DATOS ACCIONES ABSTRACCIÓN Métodos+Técnicas+Estrategias Herramientas En los problemas de gran escala el proceso de abstracción es mayor Introducción a la Programación Orientada a Objetos

ACCIONES + DATOS El proceso de desarrollo de software
Dividir y Conquistar ACCIONES + DATOS Toda metodología propone dividir para conquistar Introducción a la Programación Orientada a Objetos

El proceso de desarrollo de software
DISEÑO IMPLEMENTACIÓN Subproblema 1 Módulo 1 Subproblema 2 Módulo 2 Programa Problema Subproblema 3 Módulo 3 Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Descomposición a partir de las ACCIONES
El proceso de desarrollo de software Descomposición a partir de las ACCIONES DISEÑO IMPLEMENTACIÓN Internar Internar Facturar Facturar SISTEMA HOSPITAL HOSPITAL Operar Operar Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Descomposición a partir de los DATOS
El proceso de desarrollo de software Descomposición a partir de los DATOS DISEÑO IMPLEMENTACIÓN Paciente Paciente Médico Médico SISTEMA HOSPITAL HOSPITAL Internacion Internacion Factura Factura Introducción a la Programación Orientada a Objetos

La programación orientada a objetos
La programación orientada a objetos brinda un principio simple y una metodología que guía el proceso de desarrollo de software. La metodología propone identificar en la etapa de análisis los objetos relevantes del problema. En ejecución cada uno de los objetos relevantes del problema quedará asociado a un objeto de software. Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Análisis Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Diseño Internación Internado Paciente Médico Factura Planta Contratado Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Implementación APLICACIÓN class Paciente class Médico class Internado class Planta class Contratado class Factura class Internación Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Ejecución Durante la ejecución de un software desarrollado usando la metodología de orientación a objetos, se crean en memoria los objetos de software que mantienen un representación de los objetos del problema. } } Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Modelo computacional Internación Médico Factura Internado El modelo computacional de la programación orientada a objetos es un mundo poblado de objetos comunicándose a través de mensajes. Cada objeto que recibe un mensaje ejecuta un servicio determinado por su clase. Introducción a la Programación Orientada a Objetos

La diagrama de una clase
Durante la etapa de diseño se escriben diagramas de clases usando un lenguaje de modelado. Nombre Atributos de clase Atributos de instancia Constructores Comandos Consultas Responsabilidades Introducción a la Programación Orientada a Objetos

El nombre de una clase representa la abstracción del conjunto de instancias Un atributo representa a una propiedad o cualidad relevante y que caracteriza a todos los objetos de una clase. Un servicio representa a una operación que todas las instancias de una clase pueden realizar. El conjunto de servicios modela el comportamiento de los objetos de la clase. Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Las responsabilidades especifican informalmente las obligaciones y compromisos de cada clase Los casos de prueba establecen conjuntos de valores para verificar si cada servicio satisface su funcionalidad y si en conjunto la clase cumple con sus responsabilidades. Un mismo problema puede modelarse de formas diferentes, dependiendo de las decisiones de diseño. Introducción a la Programación Orientada a Objetos

<<atributos de clase>> <<atributos de instancia>> <<constructores>> <<comandos>> <<consultas>> Un cambio en los requerimientos provoca una modificación de diseño. requiere ma > mi pulso: máxima-mínima valores representados en milímetros de mercurio alarmaHipertensión: maxima>umbralMax o minima>umbralMin mini

La implementación de una Clase en Java
Desde el punto de vista estático un programa en Java es una colección de clases relacionadas. Desde el punto de vista dinámico un programa en Java es un conjunto de objetos comunicándose a través de mensajes.

Los miembros de una clase son atributos y servicios. Manteniendo la misma clasificación que la propuesta por el lenguaje de modelado, los atributos de una clase pueden ser atributos de clase o atributos de instancia. Los servicios provistos por una clase pueden ser constructores o métodos Los métodos pueden ser comandos o consultas.

Estructura de una clase class C { //atributos de la clase //atributos de instancia //Constructores //Comandos //Consultas } Adoptamos algunas convenciones para organizar los miembros, retener la estructura del diagrama y favorecer la legibilidad. Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Atributos Cada atributo queda ligado a una variable. La variable tiene un tipo y un alcance. En este caso el tipo de ambos atributos es elemental. La palabra reservada private es un modificador, indica que el alcance de la variable es la clase. Fuera de la clase los atributos privados no son visibles. Los modificadores static y final se utilizan para definir atributos de clase constantes.

Atributos En la declaración de atributos, el tipo precede al nombre. Un tipo elemental determina un conjunto de valores y un conjunto de operaciones que se aplican sobre estos valores. Java brinda siete tipos de datos elementales. En ejecución, un atributo de un tipo elemental mantiene un valor que corresponde al tipo y participa en las operaciones establecidas por su tipo.

Constructores Un constructor es un servicio provisto por la clase y se caracteriza porque recibe el mismo nombre que la clase. El constructor se invoca cuando se crea un objeto y habitualmente se usa para inicializar los valores de los atributos de instancia. Una clase puede brindar varios constructores, siempre que tengan diferente número o tipo de parámetros.

Constructores Si en una clase no se define explícitamente un constructor, el compilador crea automáticamente uno. Si la clase incluye uno o más constructores, el compilador no agrega ningún otro implícitamente. En este caso de estudio la clase brinda un único constructor que establece los valores de los atributos de instancia de acuerdo a los parámetros.

Sintaxis de un Constructor < Identificador de la clase > ( [< Parámetros Formales > ]* ) { < bloque constructor > } El bloque no incluye una instrucción para retornar un valor

Comandos Un comando brinda un servicio sin retornar necesariamente un valor. Si no retorna un valor el método se define de tipo void. La instrucción return en este caso es opcional.

Consultas Una consulta es un método que retorna un valor de un tipo establecido. La definición establece el tipo del resultado y el bloque incluye una o más instrucciones para retornar un valor. Una invocación a una consulta aparece, en general, en una expresión.

Sintaxis de Comandos y Consultas [ < Modificador > ]* < Tipo del Resultado > < Identificador > ( [< Parámetros Formales > ]* ) { < bloque > } [< instruccion > ]* < bloque> ::=

Mensajes La comunicación entre objetos se realiza a través de mensajes. Cuando un objeto recibe un mensaje ejecuta un método. La clase del objeto determina el método que se ejecuta en respuesta al mensaje. La sintaxis de un mensaje es: [ < Idetificador > ] . < Identificador > ( [< Lista de parámetros >] ) Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Ambiente de Referenciamiento En la implementación cada constructor, comando o consulta tiene encabezamiento y un bloque. Un bloque define un nuevo ambiente de referenciamiento. Las variables declaradas dentro de un bloque son locales y no son visibles fuera de él. Una variable puede ser usada a partir de la instrucción que sigue a su declaración. Adoptaremos la convención de declarar las variables de un bloque al principio.

Variables, alcance y tipo
La implementación de una Clase en Java Variables, alcance y tipo La declaración de una variable establece su nombre, alcance y tipo. En Java el tipo de una variable puede ser elemental o una clase.

La implementación de una Clase en Java Variables, alcance y tipo Una variable declarada en una clase como atributo de clase o de instancia, es visible en toda la clase. Si se declara como privada, solo puede ser usada dentro de la clase, esto es, el alcance es la clase completa. Por el momento, adoptaremos la convención de declarar los atributos, de instancia y de clase, como privados. Solo usaremos atributos de clase para representar valores constantes.

La implementación de una Clase en Java Variables, alcance y tipo Una variable declarada local a un bloque se crea en el momento que se ejecuta la instrucción de declaración y se destruye cuando termina el bloque que corresponde a la declaración. Solo es visible en el bloque, el alcance de una variable local es entonces el bloque en el que se declara.

La implementación de una Clase en Java Variables, alcance y tipo Una variable declarada como parámetro formal de un servicio se trata como una variable local que se crea en el momento que comienza la ejecución del servicio y se destruye cuando termina. Se inicializa con el valor del argumento o parámetro real. El pasaje de parámetros es entonces por valor. parámetro parámetro formal argumento parámetro real

La implementación de una Clase en Java Variables, alcance y tipo Un tipo elemental determina el conjunto de valores al que una variable de ese tipo pueden quedar asociada. En ejecución variable de tipo elemental mantiene un valor atómico, indivisible, dentro del conjunto de valores establecidos por su tipo. El valor se almacena en memoria, en una celda que se ocupa en el momento que se ejecuta la declaración.

Expresiones Una expresión computa un valor aplicando operadores a operandos. Los operandos pueden ser constantes, atributos, variables locales y parámetros. Java brinda un mecanismo de conversión implícito para los tipos elementales que permite escribir expresiones mixtas, esto es, con operandos de distinto tipo. Si un método retorna un valor, la instrucción return estará seguida por una expresión del mismo tipo que aparece en el encabezamiento.

La verificación de una clase en Java
Un sistema de software orientado a objetos va a estar constituido por una colección de clases relacionadas entre sí. En Java una de las clases contiene un método llamado main que inicia la ejecución. Cada clase debería ser testeada individualmente antes de integrarse con el resto de las clases que conforman la colección.

Una alternativa es escribir una clase tester que verifique los servicios provistos utilizando un conjunto de casos de prueba. El objetivo es verificar que la clase cumple con sus responsabilidades y cada servicio brinda la funcionalidad establecida en la especificación de requerimientos. La clase tester contendrá el método main que inicia la ejecución.

Los casos de prueba pueden ser: Valores fijos establecidos como caso de prueba. Valores ingresados por el usuario desde la consola, desde un archivo o a través de una interfaz gráfica. Valores generados al azar.

Objetos y Referencias Una variable de un tipo clase permite nombrar a un objeto de software. En ejecución, el valor de una variable de tipo clase es una referencia. Una referencia puede ser nula o ligada. En el momento que se ejecuta la declaración de una variable se ocupa una locación de memoria, pero no para mantener el objeto mismo, sino una referencia.

Objetos y Referencias La referencia es la dirección de la celda de memoria en donde efectivamente se va a almacenar el estado interno del objeto. Cada objeto de software tiene una identidad, una propiedad que lo distingue de los demás. La referencia a un objeto puede ser usada como propiedad para identificarlo.

Caso de Estudio: Cta. Cte. Bancaria
Especificación de Requerimientos Un banco ofrece cajeros automáticos a través de los cuales los clientes pueden realizar depósitos, extracciones y consultar el saldo de cuenta corriente. En el momento que se crea una cuenta corriente bancaria se establece su código y el saldo es 0. También es posible crear una cuenta estableciendo su código y saldo inicial. El código no se modifica, el saldo cambia con cada depósito o extracción. Cada cliente puede extraer en descubierto hasta un monto máximo.

CuentaBancaria <<atributos de clase>> maxDescubierto = 1000 <<atributos de instancia>> codigo:entero saldo:real <<consultas>> obtenerCodigo():entero obtenerSaldo():entero enDescubierto():boolean mayorSaldo():entero ctaMayorSaldo():CuentaBancaria clone():CuentaBancaria equals(c: Cta. Cte. Bancaria):boolean Requiere código > 0 y saldo > -maxDescubierto Una cuenta está en descubierto si saldo<0 Retorna el código de la cuenta con mayor saldo Retorna la cuenta con mayor saldo Los servicios provistos por la clase determinan los mensajes que un objeto puede recibir. requiere ma > mi pulso: máxima-mínima valores representados en milímetros de mercurio alarmaHipertensión: maxima>umbralMax o minima>umbralMin mini

Una cuenta corriente permite al cliente extraer un monto mayor al que corresponde a su saldo. El atributo de clase maxDescubierto establece un valor constante compartido por todas los objetos de la clase CuentaBancaria. Todos los objetos tendrán atributos de instancia codigo y saldo, pero cada objeto tendrá valores diferentes para estos atributos. Por supuesto, dos cuentas pueden tener el mismo saldo, pero en general no habrá dos objetos con un mismo código, salvo que representen a una misma cuenta en dos momentos diferentes.

Notemos que la clase CuentaBancaria no brinda métodos que permitan ingresar valores o mostrar valores. Toda la entrada y salida queda fuera de la clase. Adoptamos la convención de modular separando la entrada y salida de datos de la clase que encapsula los atributos y el comportamiento.

Atributos Todos los objetos de una misma clase están caracterizados por un conjunto de atributos. Cuenta Bancaria <<atributos de clase>> maxDescubierto = 1000 <<atributos de instancia>> codigo:entero saldo:real class CuentaBancaria{ //Atributos de clase private static final maxDescubierto =1000; //Atributos de Instancia /*El codigo se establece al crear la cuenta y no cambia*/ private int codigo; private float saldo;

Atributos Las variables codigo y saldo pueden usarse en cualquiera de los servicios provistos por la clase. La variable maxDescubierto puede ser usada en una expresión, pero no puede ser modificada. Desde el exterior de la clase ninguno de los atributos es visible, solo pueden ser accedidos a través de los servicios.

Constructores Cuenta Bancaria <<constructores>> CuentaBancaria(c:entero) CuentaBancaria(c:entero,s:float) // Constructores public CuentaBancaria(int cod) { codigo = cod; saldo = 0; } public CuentaBancaria(int cod, float sal) { codigo = cod; saldo = sal;

Comandos Cuenta Bancaria <<comandos>> depositar(mto:real) // Comandos public void depositar(float mto){ //Requiere mto > 0 saldo+=mto; }

Comandos La variable puede es local al método. Se crea e inicializa en la declaración y se destruye al terminar la ejecución del comando. La variable mto es un parámetro del método extraer. Al comenzar la ejecución se crea una nueva variable, local al método, que se inicializa con el valor del parámetro real. Al terminar la ejecución el parámetro se destruye.

Comandos Cuenta Bancaria <<comandos>> extraer(mto:real):boolean public boolean extraer(float mto){ /*si el mto es mayor al saldo+maxDescubierto retorna false y la extracción no se realiza*/ boolean puede = true; if (saldo+maxDescubierto >= mto) saldo=saldo-mto; else puede = false; return puede; }

Comandos El método incluye una expresión lógica y dos asignaciones. Cada expresión evalúa a sus operandos que pueden ser atributos, variables locales o parámetros.

Comandos Cuenta Bancaria <<comandos>> extraer(mto:real):boolean public void copy(CuentaBancaria cta){ codigo = cta.obtenerCodigo(); saldo = cta.obtenerSaldo(); }

Consultas Cuenta Bancaria <<consultas>> obtenerCodigo():entero obtenerSaldo():entero // Consultas public int obtenerCodigo(){ return codigo; } public float obtenerSaldo(){ return saldo;

Consultas Cuenta Bancaria <<consultas>> enDescubierto():boolean public boolean enDescubierto(){ return saldo < 0; }

Consultas Cuenta Bancaria <<consultas>> mayorSaldo():entero public int mayorSaldo(CuentaBancaria cta){ /*Retorna el CODIGO de la cuenta que tiene mayor saldo Requiere cta ligada */ if (saldo > cta.obtenerSaldo()) return codigo; else return cta.obtenerCodigo(); }

Consultas La consulta recibe un parámetro de clase CuentaBancaria. El parámetro es un objeto. El condicional compara el saldo de la cuenta que recibe el mensaje con el saldo de la cuenta que se recibe como parámetro. public int mayorSaldo(CuentaBancaria cta){ /*Retorna el CODIGO de la cuenta que tiene mayor saldo Requiere cta ligada */ if (saldo > cta.obtenerSaldo()) return codigo; else return cta.obtenerCodigo(); }

Consultas Cuenta Bancaria <<consultas>> ctaMayorSaldo():CuentaBancaria public CuentaBancaria cta_mayorSaldo(CuentaBancaria cta){ /*Retorna la CUENTA que tiene mayor saldo Requiere cta ligada*/ if (saldo > cta.obtenerSaldo()) return this; else return cta; }

Consultas En este caso el resultado de la consulta es un objeto de clase CuentaBancaria. La instrucción return tiene que estar seguida de un objeto. La palabra this se refiere al objeto que recibió el mensaje. public CuentaBancaria cta_mayorSaldo(CuentaBancaria cta){ /*Retorna la CUENTA que tiene mayor saldo Requiere cta ligada*/ if (saldo > cta.obtenerSaldo()) return this; else return cta; }

Consultas Cuenta Bancaria <<consultas>> clone():CuentaBancaria public CuentaBancaria clone(){ CuentaBancaria aux = new CuentaBancaria (codigo,saldo); return aux; }

Consultas Cuenta Bancaria <<consultas>> clone():CuentaBancaria public CuentaBancaria clone(){ return new CuentaBancaria (codigo,saldo); }

Consultas Cuenta Bancaria <<consultas>> toString() public String toString(){ return codigo+" "+saldo; }

Objetos y referencias CuentaBancaria cb1; cb1 = new CuentaBancaria(111,1000); Es equivalente a: CuentaBancaria cb1 = new CuentaBancaria(111,1000); En el primer caso la declaración de la variable se separa de la creación del objeto. En el segundo caso, una única instrucción provoca la declaración de la variable y la creación del objeto. En ambos la variable cb1 queda ligada al objeto porque mantiene una referencia a su estado interno.

Objetos y referencias Una declaración como: CuentaBancaria cb1,cb2,cb3; Reserva tres celdas de memoria que por el momento mantienen referencias nulas. Cuando una referencia está ligada mantiene la dirección del área de memoria en donde se almacena el estado interno del objeto. La estructura de este bloque de memoria, esto es, la estructura del estado interno, depende de las variables de instancia de la clase.

Objetos y referencias CuentaBancaria cb1,cb2,cb3; cb1 cb2 cb3

Objetos y referencias CuentaBancaria cb1,cb2,cb3; cb1 = new Cuenta_Bancaria(101); :CuentaBancaria codigo = 101 saldo=0 cb1 cb2 cb3

Objetos y referencias CuentaBancaria cb1,cb2,cb3; cb1 = new Cuenta_Bancaria(101); Reserva una celda en memoria para mantener el estado interno un objeto de software de clase CuentaBancaria. Almacena la dirección de la celda en la variable cb1. Invoca al constructor e inicializa el atributo codigo con el valor del parámetro real. Observemos que aunque se invoca el constructor con un parámetro, el estado interno del objeto incluye a los dos atributos de instancia de la clase.

Objetos y referencias CuentaBancaria cb1,cb2,cb3; cb1 = new Cuenta_Bancaria(101); cb2 = new Cuenta_Bancaria(101); :CuentaBancaria codigo = 101 saldo=0 cb1 :CuentaBancaria codigo = 101 saldo=0 cb2 cb3

Objetos y referencias CuentaBancaria cb1,cb2,cb3; cb1 = new Cuenta_Bancaria(101); cb2 = new Cuenta_Bancaria(101); cb3 = cb2; :CuentaBancaria codigo = 101 saldo=0 cb1 :CuentaBancaria codigo = 101 saldo=0 cb2 cb3

Identidad, igualdad y equivalencia
Caso de Estudio: Cta. Cte. Bancaria Identidad, igualdad y equivalencia La referencia a un objeto puede ser usada para distinguir identidad. Si varias variables están ligadas a un mismo objeto, todas mantienen una misma referencia, esto es, comparten una misma identidad. Las cb2 y cb3 referencian a un mismo objeto, tienen entonces una misma identidad. El operador relacional aplicado a variables de tipo clase, compara por identidad.

Caso de Estudio: Cta. Cte. Bancaria Identidad, igualdad y equivalencia boolean b1,b2; b1 = cb1 == cb2; b2 = cb1 == cb3; false true :CuentaBancaria codigo = 101 saldo=0 cb1 :CuentaBancaria codigo = 101 saldo=0 cb2 cb3

Caso de Estudio: Cta. Cte. Bancaria Identidad, igualdad y equivalencia public boolean equals(CuentaBancaria cta){ return codigo == cta.obtenerCodigo() && saldo == cta.obtenerSaldo(); } El método equals compara el estado interno del objeto que recibe el mensaje, con el estado interno del objeto que pasa como parámetro. El estado del objeto que recibe el mensaje se accede directamente a través de las variables de instancia. El estado del objeto que pasa como parámetro se accede indirectamente a través de las operaciones obtener provistas por la clase.

Caso de Estudio: Cta. Cte. Bancaria Identidad, igualdad y equivalencia if (cb1.equals(cb2)) Es una operación binaria, un operando es el objeto que recibe el mensaje, el otro operando es el objeto que pasa como parámetro. Los objetos ligados cb1 y cb2 tienen distinta identidad pero pueden considerarse equivalentes, en el sentido de que modelan a un mismo objeto del problema. El operador relacional == decide si dos objetos tienen la misma identidad. El servicio equals provisto por la clase CuentaBancaria decide si dos objetos son equivalentes.

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