Introducción a la Programación Orientada a Objetos En los últimos años se ha destinado mucho esfuerzo a desarrollar lenguajes y metodologías que permitan

Introducción a la Programación Orientada a Objetos

En los últimos años se ha destinado mucho esfuerzo a desarrollar lenguajes y metodologías que permitan aumentar la calidad y la productividad del software. La productividad implica reducir tiempos y costos en la concepción y construcción de sistemas de software.

Uno aspecto importante es mejorar la extensibilidad, es decir la flexibilidad de un sistema de software para adaptarse a cambios en las especificaciones.

El otro aspecto clave es la reusabilidad, la posibilidad de aprovechar en la construcción de un nuevo sistema los módulos ya implementados y verificados para otra aplicación.

Programación Orientada a Objetos

La programación orientada a objetos propone identificar los objetos relevantes de un problema y caracterizarlos a través de sus atributos y comportamiento.

En la etapa de diseño de una aplicación los objetos se agrupan en clases. Los objetos de una misma clase comparten los mismos atributos y comportamiento.


En la etapa de implementación de una aplicación el programador escribe el código de un conjunto de clases.


En ejecución cada objeto de software queda asociado a una clase.

La clase determina la estructura del estado interno en el cual mantiene los valores de los atributos que lo caracterizan.

Cuando un objeto reciba un mensaje brindará un servicio acorde al comportamiento que establece su clase.




La descomposición de un sistema en clases favorece la construcción de software extensible y reusable, pero es insuficiente.

Si los cambios en las especificaciones provocan modificaciones en clases ya implementadas y verificadas, va a ser necesario probarlas nuevamente.

Dos aplicaciones diferentes difícilmente tengan exactamente los mismos requerimientos. La modificación de una clase que funciona adecuadamente dentro de un sistema, para adaptarla a las necesidades de una nueva aplicación, puede llegar a provocar un efecto no deseado.



Por otra parte la organización de las entidades de un problema en clases también presenta algunas limitaciones.

Por lo general cada grupo de objetos relevante en un sistema comparte algunos atributos y comportamiento, pero difiere en otros.

Si diseñamos un modelo para todo el grupo de objetos, que incluya a todos los atributos posibles, la caracterización será excesiva y puede no ser significativa.

Si en cambio descomponemos el grupo en subgrupos de entidades con exactamente los mismos atributos, tendremos alguna redundancia.



La herencia es un mecanismo que permite organizar una colección de clases a través de una relación de generalización-especialización.

Consideremos dos o más clases que comparten algunos atributos y servicios y difieren en otros. Es posible definir una clase base, con los atributos y servicios compartidos y luego extender esa clase base en dos o más clases derivadas.

La definición de las clases derivadas incluye solo los atributos y comportamiento específicos, que distinguen a una clase de otra.



Una empresa mantiene información referida a sus empleados y clientes, en el primer caso con el objetivo fundamental de liquidar sueldos y en el segundo para mantener el saldo en cuenta corriente que se actualiza a partir de ventas y cobros.

El sueldo de un empleado se calcula a partir de su antigüedad en la empresa, su salario básico y la cantidad de hijos. Esto es, al salario básico se le suma $1000 si tiene entre 10 y 15 años de antigüedad y $2000 si tiene más de 15 años de antigüedad. A este valor se le suma un valor dado por cada hijo.

Los días de vacaciones se calculan a partir de la antigüedad. Una semana cuando cumple 1 año, 2 semanas cuando cumple 5 años y 3 semanas cuando su antigüedad es mayor a 10 años.

Caso de Estudio: Clientes y Empleados


Cada empleado tiene un nombre y algunos datos postales como calle, número, teléfono y dirección de correo electrónico, una fecha de ingreso a la empresa, un salario básico y una cantidad de hijos.

Durante su permanencia en la empresa pueden modificarse los datos postales, el salario o la cantidad de hijos.



Cada cliente tiene un nombre y algunos datos postales como calle, número, teléfono y dirección de correo electrónico, una ciudad, un saldo adeudado, un número de CUIT y una categoría de IVA.

El saldo aumenta cada vez que se registra una operación de venta y disminuye con los cobros.

Los clientes también pueden tener hijos pero esta información no es relevante para la empresa. Del mismo modo aunque los empleados también viven en una ciudad, todos viven en la misma, de modo que no es necesario representarla como una variable de instancia.



El cliente efectúa compras y pagos de facturas. Ninguno de estos servicios tiene significado para un Empleado, así como no tiene sentido calcular el sueldo de un Cliente.

En realidad podría darse el caso que un Empleado de la empresa en ocasiones sea Cliente de la misma.

En ese caso una misma entidad del problema está cumpliendo dos roles, pertenece a dos clases. El modelo es entonces un poco más complejo, por el momento no nos ocuparemos de este tipo de situaciones.



Si agrupamos a empleados y clientes en una única clase, por ejemplo, Persona, los atributos podrían ser:


Persona

<<atributos de instancia>>nombre …calleNrotelefonoemailciudadfechaIngresosalarioBasicocantHijossaldocuitcateIva


Si definimos un modelo para cada grupo de entidades:


Empleado

<<atributos de instancia>>nombre …calleNrotelefonoemailfechaIngresosalarioBasicocantHijos

Cliente

<<atributos de instancia>>nombre …calleNrotelefonoemailciudadsaldocuitcateIva


La primera alternativa no es adecuada porque el modelo incluye más atributos y comportamiento que el que realmente caracteriza a un empleado o cliente específico.

La segunda alternativa tiene redundancia, parte de los atributos y del comportamiento se repite en las dos clases.



Persona

Cliente Empleado


Un modelo más adecuado consistiría en factorizar los atributos y comportamiento compartidos de Cliente y Empleado en una clase general y retener los atributos y comportamientos específicos en clases especializadas.


La programación orientada a objetos permite relacionar clases usando el mecanismo de herencia.

La organización es jerárquica, las clases de los niveles superiores son más generales y las de los niveles inferiores más específicas.

Una instancia de Cliente es también un objeto de la clase Persona.

Un objeto de la clase Cliente está caracterizada por los atributos y servicios de cualquier objeto de clase Persona pero además tiene otros atributos y/o servicios específicos.



Persona

<<atributos de instancia>>nombre : StringcalleNro : Stringtelefono : Stringemail : String<<Constructores>>Persona()Persona(nom : String)Persona(nom:String,cn:String, t:String,e:String)

Inicializa todos los atributoscon cadenas nulas



Persona

<<atributos de instancia>>nombre : StringcalleNro : Stringtelefono : Stringemail : String<<Constructores>>…<<Comandos>>establecerCalleNro (d: String)…<<Consultas>>obtenerCalleNro () : String



Cliente

<<atributos de instancia>>saldo : realciudad : StringCUIT : StringcateIVA :char<<Constructores>>Cliente()Cliente (nom : String)Cliente(nom:String,cn:String, t:String,e:String, s:real,c:String, cu:String,ci:char)

Inicializa saldo en 0, ciudadcon “Bahía Blanca” CUIT con 12

espacios y categoría de IVA con“I”



Cliente

<<atributos de instancia>>saldo : realciudad : StringCUIT : StringcateIVA :char<<Constructores>>…<<Comandos>>registrarVenta ( m : real)registrarCobro (m:real) <<Consultas>>obtenerSaldo () : real



Empleado

<<atributos de instancia>>basico : realcantHijos : enterofechaIngreso : Fecha<<Constructores>>Empleado()Empleado(nom : String)Empleado(nom:String,cn:String, t:String,e:String, b: real,ch:entero, fi : Fecha)

Inicializa básico en 1000, cantHijos en 0 y fechaIngreso en 1/1/2005



Empleado

<<atributos de instancia>>basico : realcantHijos : enterofechaIngreso : Fecha<<Constructores>>…<<Comandos>>establecerBasico (sb :real )aumentarBasico (a: real )…<<Consultas>>masAntiguo(e :Empleado ) : booleanoobtenerBasico () : realsueldoNeto (mh: real) : realdiasVacaciones () : entero

Al salario básico se le suma $5000 si tiene entre 10 y 15 años

de antigüedad y $2000 si tiene más de 15 años de antigüedad. A este valor se le suma $h por

cada hijo.

Una semana cuando cumple 1 año, 2 semanas cuando cumple 5 años y 3 semanas cuando su antigüedad es mayor a 10 años.

Retorna verdadero si el empleado que recibe el mensaje

es más antiguo que el argumento



Persona<<atributos de instancia>>…

<<Constructores>>…<<Comandos>>establecerCalleNro (d: String)…<<Consultas>>obtenerCalleNro () : String

Cliente

<<atributos de instancia>>saldo : realciudad : StringCUIT : StringcateIVA :char<<Constructores>><<Comandos>>registrarVenta ( m : real)registrarCobro (m:real) <<Consultas>>obtenerSaldo () : real

Empleado<<atributos de instancia>>basico : realcantHijos : enterofechaIngreso : Fecha<<Constructores>>…<<Comandos>>establecerBasico (real sb)aumentarBasico (real a)…<<Consultas>>masAntiguo(Empleado e) : booleanoobtenerBasico () : realsueldoNeto (mh : entero) : realdiasVacaciones () : entero




La clase Cliente está vinculada a la clase Persona por una relación de herencia.

La relación de herencia establece una relación de tipo es-un (isa) ya que todo objeto de clase Cliente es también un objeto de clase Persona.

Un objeto de clase Cliente estará caracterizado por todos los atributos y el comportamiento propio de la clase, pero además por todos los atributos y el comportamiento de la clase Persona.

Análogamente entre la clase Empleado y la clase Persona existe una relación de tipo es-un.


Las clases Cliente y Empleado especializan a la clase Persona.

Cliente y Empleado son subclases o clase derivadas de la superclase o clase base Persona.

Las instancias de una clase Empleado son también instancias de la clase Persona, de modo que heredan sus atributos y métodos.

El acceso a los atributos y servicios de una clase desde sus clases derivadas depende del nivel de encapsulamiento.



La clase Empleado hereda de la clase Persona todas las variables de clase, de instancia y métodos.

nombrecalleNrotelefonoemailbasicocantHijosfechaingreso

Un objeto de clase Empleado tiene todos los atributos de una Persona más los específicos de su clase.



class gestionEmpresa{

Empleado e;e = new Empleado (…);

String nom = e.obtenerNombre();int c = e.obtenerCantHijos();

}


Un objeto de clase Empleado puede recibir todos los mensajes válidos para los objetos de clase Persona más los específicos de su clase.


La clase Cliente hereda de la clase Persona todas las variables de clase, de instancia y métodos.

nombrecalleNrotelefonoemailsaldociudadCUITcateIva

Un objeto de clase Cliente tiene todos los atributos de una Persona más los específicos de su clase.



class Persona {//Atributos de instancia

protected String nombre;

protected String calleNro;

protected String telefono;

protected String email;

…

}



//Constructores public Persona(){ nombre = new String(); calleNro = new String(); telefono = new String(); email = new String(); }

public Persona (String nom){ nombre = nom; calleNro = new String(); telefono = new String(); email = new String(); }

public Persona (String nom, String cn, String tel, String em){ nombre = nom; calleNro = cn; telefono = tel; email = em; }



class Empleado extends Persona {//Atributos de instancia

protected float basico;

protected Fecha fechaIng;

protected int hijos;…}



//Constructores public Empleado(){ super(); basico = 5000; cantHijos = 0; fechaIngreso = new Fecha(1,1,2005);}

//Constructores public Empleado(String nom){ super(nom); basico = 5000; cantHijos = 0; fechaIngreso = new Fecha(1,1,2005);}



public Empleado(String nom, String cn, String te, String em, float sb, int ch, Fecha f ){ super(nom,cn,te,em); basico = sb; cantHijos = ch; fechaIngreso = f;}



class Persona { public String toString (){ return nombre+” “+calleNro+” “+ telefono+” “+email;}

class Empleado extends Persona { public String toString (){ return nombre+” “+calleNro+” “+ telefono+” “+email+” “+basico+ ” “ +

cantHijos+fechaIngreso.toString(); }

El método toString() de la clase Empleado redefine al método toString() de la clase persona,



El método más específico puede invocar al más general usando super. Si la clase Persona se modifica para agregar un atributo DNI, el cambio no requiere modificar el método toString() en Empleado.

class Empleado extends Persona { public String toString (){ String cad = super.toString(); return cad+” “+ basico+” “+cantHijos+” “+ fechaIngreso.toString(); }}



Java: An Introduction to Problem Solving & Programming

Walter Savitch

Fourth Edition Capítulo 7

Fifth Edition Chapter 8

Bibliografía

Documents

Introducción a la Programación Orientada a Objetos En los últimos años se ha destinado mucho esfuerzo a desarrollar lenguajes y metodologías que permitan