Lenguajes de Programación Tema 3. Paradigma Orientado a Objetos

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1 Lenguajes de Programación Tema 3. Paradigma Orientado a Objetos
Pedro García López

2 Copyright © University Rovira i Virgili
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3 Indice Introducción Paradigma Orientado a Objetos
Estudio de caso: Java Conclusiones

4 Paradigma Orientado a Objetos
Conceptos generales Clases y Objetos Herencia Polimorfismo

5 Problemas en la creación del software
¿Hay crisis del software? Gran complejidad Número de estados posibles es muy elevado Conexiones entre entidades Complejidad arbitraria que surge de instituciones humanas Sujeto a continuos cambios No tiene representación gráfica Especificación de requisitos Comunicación del equipo

6 Calidad del Software Factores Externos Factores Internos Corrección
Robustez Extensibilidad Reutilización Compatibilidad Eficiencia Portabilidad Facilidad de uso Funcionalidad Factores Internos Modularidad Legibilidad

7 Mantenimiento del software
Parte noble: MODIFICACION Parte no noble: DEPURACION Se le dedica el 70 % del coste del software Distribución coste según [Lientz79]: Cambios solicitados por los usuarios (41.8%) Cambios en los formatos de los datos (17.4%) Cambios de emergencia (12.4%) Depuración rutinaria (9%) Costes de documentación (5.5%)

8 Mantenimiento del software
Conclusiones del estudio: Ausencia de extensibilidad Estructura física de los datos dispersa por muchas partes del sistema No se hace documentación a posteriori Cuando el sistema funciona no se buscan mejoras en eficiencia.

9 En los Sistemas Software interesa ...
Acoplamiento mínimo: Numero de conexiones sea mínimo Flujo de información sea mínimo Comunicaciones explícitas Cohesión interna: Cohesión de datos Cohesión funcional

10 Reutilización del software
¿Por qué el software no es como el hardware? ¿Por qué cada nuevo proyecto software arranca de la nada? Librerías de software Software-IC

11 Repetición en el desarrollo del software
¿Cuántas veces en los últimos 6 meses has escrito código para buscar un elemento en una colección? Naturaleza repetitiva de la programación (ordenar, buscar, recorrer, ...) ¿Por qué no es frecuente? Dificultades técnicas y no técnicas

12 Dificultades técnicas
Diseñar código reutilizable es difícil. Hacemos las mismas cosas pero no de la misma forma. Difícil captura de las similitudes. Permitir adaptación

13 Rutina genérica para “búsqueda en una colección”
Ejemplo FUNCTION buscar (x: Elemento; c: Coleccion): BOOLEAN VAR pos : Posicion; BEGIN pos:= Comenzar (x,c); WHILE not Completa (pos,c) and not Encontrado (pos, x, c) DO pos:= Siguiente (pos, x, c); buscar:= not Completa (pos,c); END; Rutina genérica para “búsqueda en una colección”

14 Requisitos de los módulos para facilitar la reutilización
FUNCTION buscar (x: Elemento; c: Coleccion): BOOLEAN VAR pos : Posicion; BEGIN pos:= Comenzar (x,c); WHILE not Completa (pos,c) and not Encontrado (pos, x, c) DO pos:= Siguiente (pos, x, c); buscar:= not Completa (pos,c); END; 1. Variación en tipos Aplicable a diferentes tipos de elementos x: Elemento

15 Requerimientos de los módulos para facilitar la reutilización
FUNCTION buscar (x: Elemento; c: Coleccion): BOOLEAN VAR pos : Posicion; BEGIN pos:= Comenzar (x,c); WHILE not Completa (pos,c) and not Encontrado (pos, x, c) DO pos:= Siguiente (pos, x, c); buscar:= not Completa (pos,c); END; 2. Variación en estructuras de datos y algoritmos El tipo Coleccion puede estar implementado de diferentes formas y Siguiente(pos,x,c) puede estar ligado a diferentes rutinas: FAMILIAS DE MODULOS relacionados

16 Requerimientos de los módulos para facilitar la reutilización
FUNCTION buscar (x: Elemento; c: Coleccion): BOOLEAN VAR pos : Posicion; BEGIN pos:= Comenzar (x,c); WHILE not Completa (pos,c) and not Encontrado (pos, x, c) DO pos:= Siguiente (pos, x, c); buscar:= not Completa (pos,c); END; 3. Independencia de la representación Se puede usar una operación sin conocer su implementación siguiente(pos,x,c), comenzar(x,c), encontrado(pos,c), completa(pos,c)

17 Independencia de la representación
Alternativa: if “c es de tipo A” then “aplicar algoritmo de búsqueda A” elseif “c es de tipo B” then “aplicar algoritmo de búsqueda B” elseif … Este código sería incluido en: Un único módulo: Grande y sujeto a constantes cambios Código cliente: Dificulta la extensibilidad

18 Requerimientos de los módulos para facilitar la reutilización.
FUNCTION buscar (x: Elemento; c: Coleccion): BOOLEAN VAR pos : Posicion; BEGIN pos:= Comenzar (x,c); WHILE not Completa (pos,c) and not Encontrado (pos, x, c) DO pos:= Siguiente (pos, x, c); buscar:= not Completa (pos,c); END; 4. Factorizar comportamientos comunes dentro de una familia de implementaciones 5. Rutinas relacionadas

19 Ejemplo: Factorizar comportamientos comunes
Fichero Secuencial La operación “búsqueda” se escribe una sola vez.

20 Una nueva variante sólo tiene que especificar cómo implementar estas cuatro rutinas

21 Estructuras modulares tradicionales
Rutinas Paquetes o Módulos ¿Por qué no son suficientes? Posibles soluciones para darles flexibilidad: Sobrecarga Genericidad ¿cubre los requisitos de módulos reutilizables?

22 Rutinas Unidad de software que puede llamar a otras unidades para ejecutar un cierto algoritmo. Enfoque de reutilización: librerías de rutinas Adecuadas en áreas donde pueden ser identificado un conjunto de problemas individuales con las siguientes limitaciones: 1. Admiten especificación simple: pequeño conjunto de parámetros. 2. No estén implicadas estructuras de datos complejas. 3. Problemas claramente diferenciados.

23 Limitaciones de las rutinas
Soluciones para: "Búsqueda en una colección secuencial”: 1) Una rutina: "CASE" enorme. Muchos argumentos. 2) Conjunto de rutinas: Rutinas muy similares ( factorizar comportamiento) Cliente debe buscar en un laberinto de rutinas. Conclusión: Un módulo reutilizable debe estar abierto a la adaptación y, la única forma de adaptación de una rutina es pasarle diferentes argumentos. Las rutinas no son suficientemente flexibles

24 Paquetes/Módulos Son unidades de descomposición de software que:
Cumplen el principio de Unidad Lingüística Modular Contienen variables y rutinas relacionadas = características del `paquete Admiten la Ocultación de la Información (módulos abstractos) Permite la implementación de tipos definidos por el programador Los módulos sólo resuelven ”rutinas relacionadas” facilita depuración y cambio al proveedor es más fácil para los clientes encontrar y usar los servicios de los módulos

25 Ejemplo: Paquetes/Módulos
Package TablaEnteros; type ArbolBinEnteros record info: Integer izq, der: ArbolBinEnteros end; new: ArbolBinEnteros begin … end; añadir(t:ArbolBinEnteros; x: Integer) begin … end; existe(t:ArbolBinEnteros; x: Integer): Boolean begin .. end …. end DECLARACIÓN DE TIPO OPERACIONES SOBRE EL TIPO

26 Sobrecarga Identificador con más de un significado.
Ejemplo: Sobrecarga de rutinas FUNCTION Búsqueda (x:Cuenta; t: ListaCuentas): Boolean; FUNCTION Búsqueda (x:CHAR; t: ARRAY [CHAR]): Boolean; FUNCTION Búsqueda (x:REAL; t: ARRAY[REAL]): Boolean; Facilidad sintáctica orientada a los clientes. Permite escribir el mismo código cliente usando diferentes implementaciones de cierto concepto.

27 ¿Qué nos proporciona la sobrecarga?
¿ Resuelve “Variación en estructuras de datos y algoritmos”? ¿Resuelve “Independencia de la representación”? En cada invocación “Busqueda(x,t)” cliente y compilador saben de que versión se trata. “Independencia en la representación” exige poder escribir “Busqueda(x,t)” significando: “Busca x en t usando el algoritmo adecuado, cualesquiera que sea la clase de colección ligada a t en tiempo de ejecución”

28 Genericidad Posibilidad de definir módulos parametrizados, cuyos parámetros representan tipos. Facilidad orientada a los creadores de módulos permite escribir el mismo código cuando se usa la misma implementación de cierto concepto, aplicado a diferentes tipos de objetos” Ej: Array [T], Lista[T] Los módulos cliente deben instanciar el módulo genérico Ej: Array [Real], Lista[Figura], Resuelve “variación en tipos”

29 Ejemplo de Genericidad
Package Tabla[T]; type ArbolBinario record info: T izq, der: ArbolBinEnteros end; new: ArbolBinario begin … end; añadir(t:ArbolBinario; x: T) begin … end; existe(t:ArbolBinario; x: T): Boolean begin .. end …. end

30 Conclusión La genericidad resuelve: Los paquetes/modulos resuelve:
Variación en tipos. Los paquetes/modulos resuelve: Rutinas relacionadas. No se resuelve: Variación en estructuras de datos y algoritmos. Independencia de la representación. Capturar similitudes entre un subgrupo de un conjunto de posibles implementaciones.

31 Descomposición Funcional
B C D E H G F Secuencia Condicional Bucle

32 Inconvenientes de la Descomposición Funcional
Función principal: “Cima del sistema” El “programa principal” es una propiedad volátil Sistemas reales no tienen “cima” Mejor la visión de un “conjunto de servicios” Centrado en la interfaz Primera pregunta: ¿Que hará el sistema? La arquitectura del software debe basarse en propiedades más profundas. Ordenación temporal prematura

33 Inconvenientes de la Descomposición Funcional
No favorece la reutilización Se desarrollan elementos software para satisfacer necesidades específicas de otro elemento del nivel superior. “Cultura del proyecto actual” Las estructuras de datos son descuidadas Funciones y datos deben jugar un papel complementario Cuando un sistema evoluciona los datos son más estables que los procesos.

34 Ventajas de la Descomposición Funcional
Técnica simple, fácil de aplicar Util para pequeños programas y describir algoritmos. Buena para documentar diseños. Facilita desarrollo sistemático de sistemas Adecuada para dominar la complejidad

35 Descomposición basada en objetos
Los objetos son más estables que las funciones cuando el sistema evoluciona (Extensibilidad). Tipos de objetos equipados con las operaciones asociadas (Reutilización). El diseñador lista las operaciones aplicables a cierto tipo de objetos, especificando su efecto. Se retrasa todo lo posible el orden en que se ejecutan las operaciones.

36 Desarrollo software OO
1. Encontrar tipos de objetos relevantes 2. Encontrar operaciones para tipos de objetos 3. Describir tipos de objetos 4. Encontrar relaciones entre objetos 5. Usar tipos de objetos para estructurar software

37 Conceptos Clave POO Clase y Objeto Clase: Atributos y métodos
Creación de clases: constructores e instanciación Invocación de métodos Atributos y métodos de clase Ocultación de información Tipos referencia, asignación, aliasing y copia de objetos Concepto de Metaclase Relaciones entre clases: clientela y herencia Tipos de herencia Polimorfismo y ligadura dinámica

38 Clases y Objetos Una clase es un módulo y un tipo de dato:
Módulo (concepto sintáctico) Mecanismo para organizar el software (sintáctico) Encapsula componentes software Tipo (concepto semántico) Mecanismo de definición de nuevos tipos de datos: describe una estructura de datos (objetos) para representar valores de un dominio y las operaciones aplicables.

39 Combinación módulo-tipo
“Los servicios proporcionados por una clase, vista como un módulo, son precisamente las operaciones disponibles sobre las instancias de la clase, vista como un tipo”. Como cada módulo es un tipo, cada operación del módulo es relativa a cierta instancia del tipo

40 TAD y Clase Teoría TAD {Operaciones: Sintaxis Software Clase
y Semántica} Software Clase {Elegir representación e implementar operaciones}

41 Clases: Ejemplo Al modelar un banco, encontramos objetos “cuenta”.
Todos los objetos “cuenta” tienen unas propiedades comunes: saldo, titular, código, reintegro, ingreso, … Definimos una clase Cuenta. Clases del dominio y clases de diseño/implementación

42 Componentes de un clase
Atributos Determinan una estructura de almacenamiento para cada objeto de la clase Rutinas (Métodos) Operaciones aplicables a los objetos Único modo de acceder a los atributos Ejemplo: Al modelar un banco, encontramos objetos “cuenta”. Todos los objetos “cuenta” tienen propiedades comunes: atributos: saldo, titular, ... operaciones: reintegro, ingreso, … Definimos una clase CUENTA.

43 Cada objeto es instancia de una clase
Estructura de datos Código Objeto Cuenta Clase Cuenta Instanciación Cuenta oc oc = new Cuenta() Cada objeto es instancia directa de una clase. Una clase es una factoría de objetos

44 Constructores (C++ y Java)
Realizan la inicialización de un objeto tras la creación. Un constructor procedimiento especial con el mismo nombre que la clase. Se debe invocar cuando se crea un objeto de la clase con el operador new En C++ también cuando se declara una variable. Pueden tener modificadores de acceso

45 Mensajes Mecanismo básico de la computación OO.
Invocación de la aplicación de un método sobre un objeto. La modificación o consulta del estado de un objeto se realiza mediante mensajes. Formado por tres partes Objeto receptor Selector o identificador del método a aplicar Argumentos

46 Semántica mensajes Sea el mensaje x.f, su significado es:
“Aplicar el método f sobre el receptor x, efectuando el paso de parámetros” ¡NO CONFUNDIR CON LA INVOCACIÓN DE UN PROCEDIMIENTO!

47 Variables y métodos de Clase
Compartida por todas las instancias de una clase. Registrar valor común a todas las instancias Ejemplos para una clase Cuenta: Interés, Coste tarjeta, Último código asignado ¿Cuándo se inicializa? Puede ser accedida por métodos de instancia y de clase Los métodos de clase no deberían acceder a variables de instancia

48 Clases y Ocultación de Información
Ocultamiento información importante para conseguir arquitecturas flexibles y coherentes. Interface vs. Implementación: Un cliente sólo conoce la interface. Sólo los métodos de la clase deberían poder acceder a sus atributos. Cada lenguaje OO (Eiffel, C++, Java, Smalltalk) presenta diferencias en cuanto al ocultamiento de información.

49 Tipos referencia Los posibles valores de una entidad (atributo, parámetro, …) son referencias a objetos potenciales que pueden ser creados en tiempo de ejecución a través, siempre, de instrucciones de creación explícitas. Una referencia puede encontrarse en uno de dos estados posibles No ligada: Void (Eiffel) o null (Java) Ligada a un objeto Las referencias son “punteros domesticados”. Void es un estado (null es un literal) mientras que “nil” (en Pascal) o “null” (en C) son valores de tipo puntero.

50 Ventajas de los tipos referencia
Más eficiente para manejar objetos complejos. Soporte para definir estructuras de datos recursivas. Soporte del polimorfismo. Los objetos son creados cuando son necesarios. Permite la compartición de un objeto (integridad semántica). DESVENTAJA: “Aliasing”

51 ¡Cuidado con el Aliasing!
Asignación oa ob oa:= ob ob oa La asignación no implica copia de valores sino de referencias ¡Cuidado con el Aliasing!

52 Solución: Copia de objetos
Copia superficial Se copian los valores de cada campo del objeto origen oy en el objeto destino ox; ox y oy comparten referencias. Soportada por defecto y puede redefinirse para una clase concreta. Copia profunda Se crea un objeto con una estructura idéntica al objeto origen. No hay compartición de referencias No suele ser soportada por defecto

53 Metaclases Una clase puede ser considerada un objeto: Metaclase
¿Cuál es su clase? Metaclase Clase que describe clases, sus instancias son clases. Propiedades: lista de atributos, lista de variables de clase, lista de métodos, lista de métodos de clase. Java y Smalltalk tienen metaclases Útil en programación avanzada, cuando se manejan entidades software, p.e. depuradores, inspectores, browsers,..

54 Relaciones entre clases
Clientela Una clase A es cliente de una clase B, si A contiene una declaración en la que se establezca que cierta entidad (atributo, parámetro, variable local) e es de tipo B (e:B) titular: Persona CUENTA PERSONA “Cuenta es cliente de Persona” Ejemplo: Herencia Una clase es una versión especializada de otra existente Cuenta CuentaAhorro CuentaCorriente Ejemplo:

55 Herencia La herencia organiza las clases en una estructura jerárquica:
Jerarquías de clases Ejemplos: PUBLICACION LIBRO REVISTA LIBRO_TEXTO INVESTIGACION MAGAZINE FIGURA POLIGONO CIRCULO RECTANGULO No es tan solo un mecanismo para compartir código. Consistente con el sistema de tipos del lenguaje

56 Herencia Puede existir una clase “raíz” en la jerarquía de la cual heredan las demás directa o indirectamente. Incluye todas las características comunes a todas las clases Eiffel: clase ANY Smalltalk: clase Object Java: clase Object C++: no existe

57 (Redefinición disponible en cualquier LOO)
Herencia Si B hereda de A entonces B incorpora la estructura (atributos) y comportamiento (métodos) de la clase A, pero puede incluir adaptaciones: -B puede añadir nuevos atributos -B puede añadir nuevos métodos -B puede REDEFINIR métodos -B puede renombrar atributos o métodos - B puede implementar un método diferido en A … Adaptaciones dependientes del lenguaje (Redefinición disponible en cualquier LOO) Refinamiento: Extender el uso original Reemplazo: Mejorar la implementación

58 Polimorfismo Es restringido por la herencia
Importante para escribir código genérico Sea las declaraciones: ox: X; rutina1 (oy:Y) En un lenguaje con monomorfismo (Pascal, Ada, ..) en t.e. ox y oy denotarán valores de los tipos X e Y, respectivamente. En un lenguaje con polimorfismo (Eiffel, C++, ..) en t.e. ox y oy podrán estar asociados a objetos de varios tipos diferentes: tipo estático vs. tipo dinámico

59 Tipo estático y tipo dinámico
Tipo asociado en la declaración Tipo dinámico: Tipo correspondiente a la clase del objeto conectado a la entidad en tiempo de ejecución Conjunto de tipos dinámicos: Conjunto de posibles tipos dinámicos de una entidad Ejemplo: A E D C B F oa: A; ob: B; oc; C; te(oa) = A ctd(oa) = {A,B,C,D,E,F} te(ob) = B ctd(ob) = {B, D, E} te(oc) = C ctd(oc) = {C,F}

60 p:POLIGONO; r:RECTANGULO
Conexión polimorfa (POLIGONO) p (antes) (después) (RECTANGULO) r  p:POLIGONO; r:RECTANGULO Cuando el origen y el destino tiene tipos diferentes: a) asignación: p := r; p es una entidad polimorfa b) paso de parámetros: f (p:POLIGONO) is do ... end -- f es una rutina polimorfa Sólo se permite para entidades destino de tipo referencia

61 Tipos de polimorfismo Real Aparente Paramétrico (“lista de T”)
Inclusión: Basado en la herencia una función y varias interpretaciones diferentes Aparente Sobrecarga varias funciones todas con el mismo nombre Ejemplo polimorfismo paramétrico: long (l:lista): integer if l=nil then long:=1 else long:= 1 + long(cola(l))

62 Sobrecarga Es el nombre de la función lo que es polimórfico
Se resuelve en tiempo de compilación, según la signatura de la rutina. No es necesario que exista similitud semántica. En los lenguajes OO puede existir sobrecarga dentro de una clase entre clases no relacionadas (es fundamental)

63 Polimorfismo y código genérico
Estructuras de datos polimórficas: Pueden contener instancias de una jerarquía de clases Ejemplo: fig: ARRAY [FIGURA] 1 2 3 4 p: POLIGONO; r: RECTANGULO; c: CIRCULO; t:TRIANGULO; !!p; !!r; !!c; !!t; fig.put (p,1); fig.put (r,2); fig.put (c,3); fig.put (t,4); ... fig

64 Genericidad ¿Cómo escribir una clase que represente una estructura de datos y que sea posible almacenar objetos de cualquier tipo? Pila-Enteros Pila_Libros  Pila de ? Pila_Figuras …. Necesidad de reconciliar reutilización con el uso de un lenguaje tipado.

65 Herencia ColeccionEntero ColeccionTarea ListaEntero GrafoTarea
ListaCircularEntero RedTarea

66 ¿Cómo asociar a v un tipo pero sin hacer que
class ListaEntero inherit ColeccionEntero feature numElements: Integer is do .. añadir (i: Integer, v:Integer) is do .. iesimo (i:Integer): Integer is do .. buscar (v:Integer): Boolean is do .. ... end ¿Cómo asociar a v un tipo pero sin hacer que la clase sea dependiente del tipo de objeto almacenado?

67 Genericidad Coleccion [G] Lista [G] ListaCircular [G]

68 miLista1: Lista [Integer] miLista2: Lista [Punto]
class Lista [G] feature numElements. Integer is do .. añadir (i: Integer, v:G) is do .. iesimo (i:Integer): G is do .. buscar (v:G): Boolean is do .. ... end miLista1: Lista [Integer] miLista2: Lista [Punto]

69 Genericidad Posibilidad de parametrizar las clases; los parámetros son tipos de datos. Facilidad útil para las clases que representan estructuras de datos generales: TIPO BASE ES UN PARAMETRO class ARRAY [G], class PILA [G], class LISTA [G], ... Orientada a los creadores de clases

70 Estudio de caso: Java Lenguaje: Simple Orientado a Objetos Robusto
Arquitectura-neutral (portable) Moderno librerias (+ APIs) excepciones (...)

71 Hola Mundo /* * Example HelloWorld
* Prints the message "Hello, World!“ */ public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello, world.”); }

72 Palabras reservadas abstract boolean break byte byvalue case cast
catch char class const continue default do double else extends false final finally float for future generic goto if implements import inner instanceof int interface long native new null operator outer package private protected public rest return short static super switch synchronized this throw throws transient true try var void volatile while

73 Tipos Simples

74 Bloques

75 Comandos y secuenciadores
if (expressBool) { .... } else { } switch (selector) { case valor1: instrucció1; break; case valor2: ... default: instruccióN; } selector: char,byte,short,int

76 Comandos y Secuenciadores
Bucles FOR: for (<inicialització>; <continuar si ...>;<increment>) for (int i=0; i<10; i++) {...} Bucles DO-WHILE do { ... } while (expressioBooleana); Bucles WHILE while (expressioBooleana) { ... }

77 Clases en Java Lenguaje tipado estáticamente Legible
No separación en fichero interfaz e implementación. Lenguaje interpretado: Máquina Virtual Java Atributos y variables de clase Métodos de instancia y de clase Incluye metaclases (Reflexión)

78 Ejemplo: Cuenta

79 Creación de Objetos Acceso a las variables de instancia de la clase mediante métodos de instancia (set y get). Cuenta c = new Cuenta (“pedro”); c.reintegro(10000); c.ingreso(20000); int x = c.getSaldo(); “

80 Propiedades de clase: static
class Cuenta { private String titular; public static int interes=3; public int setInteres(int cantidadPts) interes= cantidadPts } ¿ Que ocurre ?

81 Propiedades de clase No podemos acceder desde variables de clase a variables de instancia. // Método de clase public static int setInteres(int cantidadPts) { interes= cantidadPts }

82 Propiedades de clase public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { Cuenta.setInteres(12); Math.sqrt(9); } Las propiedades de clase son válidas para todos los objetos de la clase.

83 Clases Java y Ocultación de Información
“package” accesible por las clases del paquete, no accesible a los clientes del paquete public accesible por todas las clases private sólo accesible por los métodos de la clase protected accesible por las clases del paquete y por las subclases

84 Visibilidad public protected package private The class itself Si
Clases del mismo paquete  No Subclases de otro paquete  No-subclases de otro paquete

85 Asignación variable = expresión
Un objeto asociado a una variable cambia cuando se evalúa una expresión de asignación. variable = expresión Ejemplos: c1:=new Cuenta(); saldo := saldo - cantidadPtas. s:= c1.saldo(); rect := new Rectangulo(punto1, punto2); miObjeto:= otroObjeto; El operador := no hace una copia del objeto

86 Asignación y cloning Point p = new Point (1,1); Point p2 = p; p2.setLocation(120,120); //Aliasing System.out.println("Valor de p:" + p.getX()); System.out.println("Valor de p2:" + p2.getX()); Point p3 = (Point)p.clone(); p3.setLocation(40,40); System.out.println("Valor de p:" + p.getX()); System.out.println("Valor de p3:" + p3.getX());

87 Copia en Java La clase Object incluye el método
protected Object clone( ) {..} ..} que implementa una copia superficial. Para poder clonar objetos de una clase se debe Declarar que implementa la interfaz Cloneable Redefinir y hacer público el método clone() Dejar la versión original (copia superficial) o bien hacer una copia de mayor profundidad.

88 Paso de Parámetros       class PassByValue     {         public static void modifyPoint(Point pt, int j)         {            pt.setLocation(5,5);            j = 15; }         public static void main(String args[])         {            Point p = new Point(0,0);                        //1            int i = 10;            modifyPoint(p, i);                                   //2                                                                           //3         } }

89 Concepto de Metaclase: RTTI
Run Time Type Identification Object Class getClass() Class getFields getMethods getName (...)

90 Agrupación de clases: Package
package pedro.utils; import pedro.utils.*; import pedro.*; // No es jerárquico import pedro.utils.Cosa; java.lang --- general java.awt --- GUI java.io --- I/O java.util --- utilities java.applet --- applet java.net --- networking Paquetes Java

91 Tipos Wrapper int a =1; int b= 2*3;
Integer awrap = new Integer(a); int x = awrap.intValue(); int y = Integer.parseInt("123"); String z = String.valueOf(y);

92 Arrays: Tipo parametrizable
int lista [] = new int[100]; lista[0]=1; for (int i=0;i<lista.length;i++) lista[i]=0; int lista[] = {1,2,3,4}; Perro lista2 = new Perro[100]; lista2[0] = new Perro (); Object lista3 = new Object [100][100];

93 Relaciones entre clases
Composicíón: Tiene - Un

94 Relaciones entre clases
Herencia: Es -Un

95 Clases abstractas Algún método no se implementa
No podemos instanciar una clase abstracta La clase abstracta puede tener métodos no abstractos La clase abstracta debe ser heredada. public abstract class Figura { public abstract dibujar(); }

96 Herencia en Java public class X extends Y {...}

97 Sintaxis de clase [ ClassModifiers ] class ClassName   [ extends SuperClass ]   [ implements Interface1, Interface2  ...] {   ClassMemberDeclarations } La clase Object this y super

98 Polimorfismo Animal a = new Animal(); Perro p; a = p; Object x;
Perro p = new Perro(); x = p;

99 Polimorfismo y castings
Vector list = new Vector(); String s = “lala”; Perro p = new Perro(); list.add(p); list.add(s); Object x = list.elementAt(0); Perro p2 = (Perro)list.elementAt(0);

100 Polimorfismo y ligadura dinámica
Java es un lenguaje tipado estáticamente La ligadura de un mensaje a un método concreto se realiza en tiempo de ejecución ¿Qué versión de perímetro se ejecuta en cada mensaje? f= new Poligono (); f.perimetro(); {i} r = new Rectangulo(); r.perimetro(); {ii} f=r; f.perimetro(); {iii}

101 Interfaces Son clases en las que todos las propiedades son estáticas y finales y todos los métodos son abstractos. interface Persona { public void habla(); } interface Perro { public void ladra(); }

102 Interfaces y herencia public class Mutante implements Persona, Perro {
public void habla() { System.out.println(“Soy una persona”); } public void ladra() { System.out.println(“GUAU”);

103 Interfaces y polimorfismo
Mutante m = new Mutante(); Persona p = m; p.habla(); Perro p = m; m.ladra();

104 Interfaces class Prueba { public static void ladra (Perro p)
{ p.ladra(); public static void habla(Persona p) { p.habla() }

105 Interfaces Mutante m = new Mutante(); Prueba.habla(m);
Prueba.ladra(m);

106 Ejemplo código genérico
java.util.Collection

107 Ejemplo: código genérico
boolean add(Object) boolean addAll(Collection) void clear() boolean contains(Object) boolean containsAll(Collection) boolean isEmpty() Iterator iterator() boolean remove(Object) boolean removeAll(Collection) boolean retainAll(Collection) int size() Object[] toArray()

108 Iteradores boolean hasNext() Object next()
void remove() [implementación opcional] Por ejemplo: public void escribir (Collection c) { for (Iterator it=c.iterator(); it.hasnext();) { System.out.println(it.next()); } }

109 Genericidad y Java Java no posee genericidad (hasta el Jdk1.5)
Necesidad de declaraciones de tipo Object Problemas: Necesidad de conversiones de tipo No se asegura homogeneidad Incluye genericidad para arrays private Cuenta[ ] cuentas = new Cuenta[100] private int[ ] valores = new int [4]

110 Estructuras de datos polimorfas
Contiene objetos de diferentes clases Ejemplo: Array con cualquier variante de Figura Figura conjFig = new Figura[10]; 1 2 3 4 conjFig p= new Poligono(); r = new Rectangulo(); c = new Circulo();. t = new Triangulo(); conjFig[0]=p; conjFig[0]=r; conjFig[0]=c; conjFig[0]=t;

111 Estructuras polimorfas y código genérico
public void dibujarFiguras() { for (int i=0;i<conjFig.length;i++) conjFig[i].dibujar(); }

112 Genericidad Restringida
Es posible restringir las clases a las que se puede instanciar el parámetro genérico formal de una clase genérica. class C [G -> R] Sólo es posible instanciar G con descendientes de la clase R. Ejemplos: VECTOR [G - > NUMERIC] DICTIONARY [G, H - > COMPARABLE] ORDENACION [G - > COMPARABLE] Permite aplicar operaciones sobre entidades cuyo tipo es un parámetro genérico formal.

113 Genericidad en Java (JDK1.5)
Basado en las templates de C++ Se han rediseñado las colecciones de Java para acomodar el código genérico Se han rediseñado los iteradores para hacerlos más sencillos Permite genericidad restringida

114 Ejemplos genericidad Nuevo iterador: for (Tipo elem: colección)

115 Ejemplos genericidad

116 Enumerados (JDK1.5)

117 Static Import (JDK1.5)

118 Excepciones Java “Proporcionan una manera limpia de comprobar errores sin complicar el código” “Proporcionan, además, un mecanismo para señalar directamente los errores sin necesidad de usar indicadores (atributos, parámetros)”. “Son lanzadas cuando se detectan situaciones imprevistas de error”.

119 Excepciones Java Puede suceder algo inesperado como que:
BufferedReader br; int codigoProducto = Integer.parseInt (br.readLine() ) Puede suceder algo inesperado como que: br represente un fichero sobre un disco flexible que se ha extraído br represente una conexión en red y se produzca una caída de la red br represente un fichero en mal estado sobre el disco duro el usuario introduzca un carácter no numérico el usuario introduce un código numérico incorrecto Situaciones que deben ser manejadas por excepciones

120 Excepciones Java Las excepciones son objetos. Hay dos tipos:
Comprobadas No comprobadas Necesidad de definir subclases de Exception o RunTimeException.

121 Jerarquía de Tipos de Excepciones Java
Object Throwable Exception Error RunTimeException Comprobadas No comprobadas

122 Excepciones Comprobadas
Subclases de Exception Un método que lance una excepción comprobada, debe especificarlo en su signatura. El código que invoca un método que puede lanzar una excepción comprobada debe manejarla mediante una cláusula try-catch. Situaciones comprobadas por el compilador

123 Excepciones No Comprobadas
Subclases de RuntimeException Un método puede lanzar una excepción no comprobada, sin especificarlo en su signatura. El código que invoca un método que puede lanzar una excepción no comprobada no debe manejarla. Es recomendable listar todas las excepciones en la signatura para facilitar su uso. ¿Cómo elegimos si una nueva excepción es comprobada o no comprobada?

124 Uso de Excepciones Comprobadas
public class ClaveNoExiste extends Exception { public ClaveNoExiste() { super(); } } // método en TablaHash public void cambiarValor (String clave, Object valor) throws ClaveNoExiste { if (obtener(clave) == null) throw new ClaveNoExiste (); … TablaHash unaTabla; ... try { unaTabla.cambiarValor(s,v);} catch (ClaveNoExiste e) {...} finally {...}

125 Excepciones Comprobadas
¿Qué puede hacer el cliente de un método que lanza una excepción comprobada? 1) Capturarla y manejarla 2) Capturarla y asociarla a una de las excepciones declaradas en el método. 3) Declararla en la cláusula throws y no manejarla, con lo que se propaga al método que lo invocó.

126 Excepciones No Comprobadas
¿Qué puede hacer el cliente de un método que lanza una excepción no comprobada? 1) Si no la captura se propaga al método que lo invocó. 2) También puede capturarla y manejarla. 3) Capturar la excepción y asociarla a una de las excepciones declaradas en el método.

127 Excepciones Java try { “Sentencias con mensajes que pueden provocar excepciones” } catch (unaExcepcion e) {“codigo manejo excepción” } catch (OtraExcepcion e) {“codigo manejo excepción” } finally {...} // se ejecuta se lance o no una excepción

128 Excepciones en Java try{ //sentencias }catch (TipoExcepcion1 e){
¡Una excepción es un objeto! -Se evalúan en orden - Sólo se ejecuta una try{ //sentencias }catch (TipoExcepcion1 e){ //manejar excepción }catch (TipoExcepcion2 e){ } ... finally{ //sentencias que se ejecutan SIEMPRE //salte o no una excepción } Ej: cerrar ficheros

129 Ejemplos public static int factorial (int n) throws NonPositiveException { if (n<=0) throw new NonPositiveException (“Num.factorial”); … } try { Num.factorial(y); } catch (NonPositiveException e) { … }

130 Ejemplos public static int search (int [] a, int x) throws NullPointerException NoEncontradoException { … } try { …; try { x = Arrays.search(v,7);} catch (NullPointerException e) { throw new NoEncontradoException(); } } catch (NoEncontradoException e) {..} ¿Debo declarar NullPointerException en la signatura? ¿Es acertado considerar la situación de elemento no encontrado como una excepción?

131 Captura de excepciones no comprobadas
try { x = y [n]; i = Arrays.search(z, x);} catch (IndexOutOfBoundsException e) { “manejar la excepción en el caso del acceso y[n]” } No se sabe la procedencia exacta de la excepción no comprobada IndexOutOfBoundsException Restringir el ámbito de la sentencia try

132 Ejemplos public class Arrays {
public static int min (int [] a) throws NullPointerException, EmptyException { // EFECTO: Si a es null lanza NullPointerException, si no si a // está vacío lanza EmptyException, si no retorna el valor mínimo // del array a int m; try { m = a[0]; } catch (IndexOutOfBoundsException e) { throw new EmptyException(“Arrays.min”); } for (int i = 1; i < a.length; i++) if (a[i] < m) m = a[i]; return m; }

133 Ejemplos public class Arrays {
public static boolean sorted (int [] a) throws NullPointerException, EmptyException { // EFECTO: Si a es null lanza NullPointerException, si no retorna // true si el array está ordenado en orden ascendente si no false int prev; try { prev = a[0]; } catch (IndexOutOfBoundsException e) { return true; } for (int i = 1; i < a.length; i++) if (prev <= a[i]) prev = a[i]; else return false return true; }