Programación Orientada a Objetos

Programación Orientada a Objetos.

Es importante aclarar desde un principio la diferencia que existe entre programación orientada a objetos y un lenguaje orientado a objetos.

La programación orientada a objetos es una “filosofía”, un modelo de programación, con su teoría y su metodología, que conviene conocer y estudiar antes que nada. Un lenguaje orientado a objetos es un lenguaje de programación que permite el diseño de aplicaciones orientadas a objetos.

Lo normal es que toda persona que vaya a desarrollar aplicaciones orientadas a objetos aprenda primero la “filosofía” (o adquiera la forma de pensar) y después el lenguaje, porque “filosofía” sólo hay una y lenguajes muchos.

La programación orientada a objetos surge en la historia como un intento para dominar la complejidad que, de forma innata, posee el software.


Tradicionalmente, la forma de enfrentarse a esta complejidad ha sido empleando lo que llamamos programación estructurada, que consiste en descomponer el problema a solucionar, en subproblemas y más subproblemas hasta llegar a acciones muy simples y fáciles de codificar. Se trata de descomponer el problema en acciones, en verbos como hallar, comprobar, calcular (esto es lo que se ha hecho en lógica y programación).

La programación orientada a objetos es otra forma de descomponer problemas. Este nuevo método de descomposición es la descomposición en objetos; la programación orientada a objetos obliga a fijarse no en lo que hay que hacer en el problema, sino en cuál es el escenario real del mismo, y luego intentar simular ese escenario en el software o programa.


¿Cómo se piensa en objetos?

Pensar en términos de objetos es muy parecido a cómo se haría en la vida real. Por ejemplo pensar en una casa y tratar de modelarla en un esquema de POO, diríamos que la casa es el elemento principal que tiene una serie de características, como podrían ser el color, el numero de habitaciones, el numero de baños. Además tiene una serie de funcionalidades asociadas, como rentarla, venderla, hacerle mantenimiento, etc. Pues en un esquema POO la casa sería la clase, las propiedades serían las características como el color, el nombre del propietario y los métodos serían las funcionalidades asociadas como hacerle mantenimiento, colocarla en venta o alquiler.


La Programación Orientada a Objetos es un paradigma de programación que usa objetos y sus interacciones para diseñar aplicaciones y programas de computador.

Es una forma especial de programar, más cercana a como expresaríamos las cosas en la vida real, con la POO tenemos que aprender a pensar las cosas de una manera distinta, para escribir nuestros programas en términos de clases, objetos, propiedades, métodos y otras cosas.

Está basado en varias técnicas, incluyendo herencia, modularidad, polimorfismo, y encapsulamiento. Su uso se popularizó a principios de la década de 1990. Actualmente son muchos los lenguajes de programación que soportan la orientación a objetos.

UML

¿QUE ES UML Y POR QUE ES IMPORTANTE?

Hoy en día, UML ("Unified Modeling Language") esta consolidado como el lenguaje estándar en el análisis y diseño de sistemas de computo. Mediante UML es posible establecer la serie de requerimientos y estructuras necesarias para plasmar un sistema de software, previo al proceso de codificación. El UML permite generar diseños que capturen las ideas en una forma convencional y fácil de comprender y así poder comunicarlas a otras personas.

Aunque UML es un lenguaje, éste posee más características visuales que programáticas, que facilitan a integrantes de un equipo multidisciplinario, participar e intercomunicarse fácilmente, estos integrantes pueden ser los analistas, diseñadores, especialistas de área y desde luego los programadores.


Como UML es empleado en el análisis para sistemas de mediana y alta complejidad, su base radica en otro paradigma utilizado en diseños de sistemas de alto nivel que es la orientación a objetos, por que para trabajar en UML, se puede considerar como un prerrequisito tener experiencia en un lenguaje orientado a objetos.

Entre los lenguajes orientados a objetos más utilizados se encuentran Java y C#, además de otros más antiguos como C++ y SmallTalk, aunque el programar en todos estos lenguajes requiere experiencia previa sobre la sintaxis y bloques específicos, el paradigma empleado en todos ellos es el mismo : Objetos.

Lo anterior permite que un análisis en UML sea realizado independiente del lenguaje en el que se implemente, es por esta característica que permite a personal no familiarizado en lenguajes de programación participar en el análisis y diseño de un sistema.

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DIFERENCIAS DE LA PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA Y LA PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS.

• La programación orientada a objetos es más moderna, es una evolución de la programación estructurada que plasma en el diseño de una familia de lenguajes conceptos que existían previamente con algunos nuevos.

• La programación orientada a objetos se basa en lenguajes que soportan sintáctica y semánticamente la unión entre los tipos abstractos de datos y sus operaciones (a esta unión se la suele llamar clase).

• La programación orientada a objetos incorpora en su entorno de ejecución mecanismos tales como el polimorfismo y el envío de mensajes entre objetos.

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ALGUNOS PROBLEMAS QUE SE LE ADJUDICAN A LA PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA CLÁSICA.

• Modelo mental anómalo. Nuestra imagen del mundo se apoya en los seres, a los que asignamos nombres sustantivos, mientras la programación clásica se basa en el comportamiento, representado usualmente por verbos.

• Es difícil modificar y extender los programas, pues suele haber datos compartidos por varios subprogramas, que introducen interacciones ocultas entre ellos.

• Es difícil mantener los programas. Casi todos los sistemas informáticos grandes tienen errores ocultos, que no surgen a la luz hasta después de muchas horas de funcionamiento.

• Es difícil reutilizar los programas. Es prácticamente imposible aprovechar en una aplicación nueva las subrutinas que se diseñaron para otra.

• Es compleja la coordinación y organización entre programadores para la creación de aplicaciones de media y gran envergadura.


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Las ventajas de un lenguaje orientado a objetos son:

• Fomenta la reutilización y extensión del código. • Permite crear sistemas más complejos. • Relacionar el sistema al mundo real. • Facilita la creación de programas visuales. • Construcción de prototipos • Agiliza el desarrollo de software • Facilita el trabajo en equipo • Facilita el mantenimiento del software

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Las ventajas de la programación estructurada son:

• Los programas son más fáciles de entender. Un programa estructurado puede ser leído en secuencia, de arriba hacia abajo, sin necesidad de estar saltando de un sitio a otro en la lógica, lo cual es típico de otros estilos de programación.

• Reducción del esfuerzo en las pruebas. El programa se puede tener listo para producción normal en un tiempo menor del tradicional; por otro lado, el seguimiento de las fallas se facilita debido a la lógica más visible, de tal forma que los errores se pueden detectar y corregir mas fácilmente.

• Programas más sencillos y más rápidos. • Los programas quedan mejor documentados internamente.

UML

DIAGRAMA DE CLASES.

Un diagrama de Clases representa las clases que serán utilizadas dentro del sistema y las relaciones que existen entre ellas.

Nos sirve para visualizar las relaciones entre las clases que involucran el sistema, las cuales pueden ser asociativas, de herencia, de uso y de convencimiento.

Un diagrama de clases está compuesto por los siguientes elementos:

Clase: atributos, métodos y visibilidad. Relaciones: Herencia, Composición, Agregación, Asociación y Uso.

CLASES.Las clases son declaraciones o abstracciones de objetos, lo que significa, que una clase es la definición de un objeto. Cuando se programa un objeto y se definen sus características y funcionalidades, realmente se programa una claseEs la unidad básica que encapsula toda la información de un Objeto (un objeto es una instancia de una clase). A través de ella podemos modelar el entorno en estudio (una Casa, un Auto, una Cuenta Corriente, etc.). En UML, una clase es representada por un rectángulo que posee tres divisiones:

En donde: Superior: Contiene el nombre de la Clase Intermedio: Contiene los atributos (o variables de instancia) que caracterizan a la Clase (pueden ser private, protected o public). Inferior: Contiene los métodos u operaciones, los cuales son la forma como interactúa el objeto con su entorno (dependiendo de la visibilidad: private, protected o public).

DIAGRAMA DE CLASES

Atributos: Los atributos o características de una Clase pueden ser de tres tipos, los que definen el grado de comunicación y visibilidad de ellos con el entorno, estos son:public (+, ):Indica que el atributo será visible tanto dentro como fuera de la clase, es decir, es accesible desde todos lados. private (-, ): Indica que el atributo sólo será accesible desde dentro de la clase (sólo sus métodos lo pueden accesar). protected (#, ): Indica que el atributo no será accesible desde fuera de la clase, pero si podrá ser accesado por métodos de la clase además de las subclases que se deriven (ver herencia).

Atributos y métodos

DIAGRAMA DE CLASES

Métodos: Los métodos u operaciones de una clase son la forma en como ésta interactúa con su entorno, éstos pueden tener las características: public (+, ):Indica que el método será visible tanto dentro como fuera de la clase, es decir, es accsesible desde todos lados. private (-, ): Indica que el método sólo será accesible desde dentro de la clase (sólo otros métodos de la clase lo pueden accesar). protected (#, ): Indica que el método no será accesible desde fuera de la clase, pero si podrá ser accesado por métodos de la clase además de métodos de las subclases que se deriven (ver herencia).

Atributos y métodos

DIAGRAMA DE CLASESRelaciones entre Clases:

Ahora ya definido el concepto de Clase, es necesario explicar cómo se pueden interrelacionar dos o más clases (cada uno con características y objetivos diferentes).

Antes es necesario explicar el concepto de cardinalidad de relaciones: En UML, la cardinalidad de las relaciones indica el grado y nivel de dependencia, se anotan en cada extremo de la relación y éstas pueden ser:

uno o muchos: 1..* (1..n) 0 o muchos: 0..* (0..n) número fijo: m (m denota el número).

DIAGRAMA DE CLASESRelaciones entre Clases: Herencia (Especialización/Generalización): Indica que una subclase hereda los métodos y atributos especificados por una Super Clase, por ende la Subclase además de poseer sus propios métodos y atributos, poseerá las características y atributos visibles de la Súper Clase (public y protected), ejemplo:

DIAGRAMA DE CLASES

Relaciones entre Clases:

En la figura se especifica que Auto y Camión heredan de Vehículo, es decir, Auto posee las Características de Vehículo (Precio, VelMax, etc.) además posee algo particular que es Descapotable, en cambio Camión también hereda las características de Vehículo (Precio, VelMax, etc.) pero posee como particularidad propia Acoplado, Tara y Carga.

Cabe destacar que fuera de este entorno, lo único "visible" es el método Características aplicable a instancias de Vehículo, Auto y Camión, pues tiene definición pública, en cambio atributos como Descapotable no son visibles por ser privados.

DIAGRAMA DE CLASES


Agregación:

Para modelar objetos complejos, no bastan los tipos de datos básicos que proveen los lenguajes: enteros, reales y secuencias de caracteres. Cuando se requiere componer objetos que son instancias de clases definidas por el desarrollador de la aplicación, tenemos dos posibilidades: • Por Valor: Es un tipo de relación estática, en donde el tiempo de vida del objeto

incluido está condicionado por el tiempo de vida del que lo incluye. Este tipo de relación es comúnmente llamada Composición (el Objeto base se construye a partir del objeto incluido, es decir, es "parte/todo").

• Por Referencia: Es un tipo de relación dinámica, en donde el tiempo de vida del objeto incluido es independiente del que lo incluye. Este tipo de relación es comúnmente llamada Agregación (el objeto base utiliza al incluido para su funcionamiento).

DIAGRAMA DE CLASES

Relaciones entre Clases: Un Ejemplo es el siguiente: En donde se destaca que: Un Almacén posee Clientes y Cuentas (los rombos van en el objeto que posee las referencias). Cuando se destruye el Objeto Almacén también son destruidos los objetos Cuenta asociados, en cambio no son afectados los objetos Cliente asociados. La composición (por Valor) se destaca por un rombo relleno. La agregación (por Referencia) se destaca por un rombo transparente. La flecha en este tipo de relación indica la navegabilidad del objeto referenciado. Cuando no existe este tipo de particularidad la flecha se elimina.

DIAGRAMA DE CLASES


Asociación:

La relación entre clases conocida como Asociación, permite asociar objetos que colaboran entre sí. Cabe destacar que no es una relación fuerte, es decir, el tiempo de vida de un objeto no depende del otro.

Ejemplo: Un cliente puede tener asociadas muchas Órdenes de Compra, en cambio una orden de compra solo puede tener asociado un cliente.

DIAGRAMA DE CLASES


Dependencia o Instanciación (uso):

Representa un tipo de relación muy particular, en la que una clase es instanciada (su instanciación es dependiente de otro objeto/clase). Se denota por una flecha punteada. El uso más particular de este tipo de relación es para denotar la dependencia que tiene una clase de otra, como por ejemplo una aplicación grafica que instancia una ventana (la creación del Objeto Ventana está condicionado a la instanciación proveniente desde el objeto Aplicación): Cabe destacar que el objeto creado (en este caso la Ventana gráfica) no se almacena dentro del objeto que lo crea (en este caso la Aplicación).

CONSTRUCTORES Y OBJETOS

Instanciar: Una vez que se tiene una clase definida, se dispone de una especie de plantilla o molde a partir de la cual se pueden crear objetos en memoria.

Para crear esos objetos se utiliza la instrucción “nuevo” (new) que es la encargada de crear el objeto en la memoria y asignar la dirección del mismo a la variable usada en la parte izquierda de la asignación.

Declarar primero la variable y después instanciarla.

Lo primero que se debe hacer es declarar una variable del tipo que se quiere instanciar, esto se hace de la misma forma que con cualquier otro tipo de datos:

Objcli es Cliente Cliente Objcli;

Con esta instrucción se está indicando que se usará una variable llamada Objcli para acceder a una clase de tipo Cliente.


Esa variable, cuando llegue el momento de usarla, sabrá todo lo que hay que saber sobre la clase Cliente, pero hasta que no tenga una "referencia" a un objeto de ese tipo no se podrá usar.

La asignación de una referencia a un objeto Cliente se hace usando la instrucción “nuevo” seguida del nombre de la clase:

Objcli = nuevo Cliente() Objcli=new Cliente();

A partir de este momento, la variable Objcli tiene acceso a un nuevo objeto del tipo Cliente, por tanto se puede usar para asignarle valores y usar cualquiera de los miembros que ese tipo de datos contenga:

Objcli.Nombre = "Antonio"Objcli.Apellidos = "Ruiz Rodríguez"Objcli.Ingresar()


Declarar e instanciar en un solo paso.

La otra forma de instanciar una clase es haciéndolo al mismo tiempo que se declara.

ObjCli es Cliente = nuevo Cliente() Cliente Objcli =new Cliente();

De esta forma se asignará a la variable Objcli una referencia a un nuevo objeto creado en la memoria, el cual será totalmente independiente del resto de objetos creados con esa misma clase.

El constructor: El constructor: El punto de inicio de una clase.

Cada vez que se crea un nuevo objeto en memoria se está llamando al constructor de la clase. El constructor es una especie de método que se llama de la misma forma que la clase.


En el constructor de una clase se puede incluir el código que se crea conveniente, pero realmente debería incluir el que realice algún tipo de inicialización, en caso de que no se necesite realizar ningún tipo de inicialización, no es necesario definir el constructor, ya que el propio compilador lo hará. Esto es así porque todas las clases deben implementar un constructor, si no se define, lo hará el compilador.

En los constructores también se puede elaborar las inicializaciones que, por ejemplo permitan a la clase a conectarse con una base de datos, abrir un fichero o cargar una imagen gráfica, etc.

El constructor por defecto.

En las clases debe existir un constructor que no tenga argumentos, se le llamará constructor por defecto o constructor predeterminado.

El constructor por defecto, se ejecuta automáticamente cada vez que se crean objetos sin pasar argumentos.


El constructor es un método especial de una clase. El objetivo fundamental del constructor es inicializar los atributos del objeto que creamos.

Las ventajas de implementar un constructor son:1. El constructor es el primer método que se ejecuta cuando se crea un objeto.2. El constructor se llama automáticamente. Es decir es imposible de olvidarse de llamarlo ya que se llamará automáticamente.3. Quien utiliza POO (Programación Orientada a Objetos) conoce el objetivo de este método.

Otras características de los constructores son:• El constructor se ejecuta inmediatamente luego de crear un objeto y no puede ser llamado nuevamente.• Un constructor no puede retornar dato.• Un constructor puede recibir parámetros que se utilizan normalmente para inicializar atributos.• El constructor es un método opcional, de todos modos es muy común definirlo.


Métodos constructores.

Los diseñadores del lenguaje decidieron asignar la tarea de inicializar los objetos a los métodos constructores. La consideraron tan importante que si el programador no declara ningún método constructor, el compilador se encarga de definir un constructor de oficio.

Un constructor es una función miembro pública con el mismo nombre de la clase.

Se ejecuta automáticamente al crearse un objeto de la clase.

Es más adecuado colocar el código de inicialización en un método constructor que en una función, así podemos estar seguros de que el código de inicialización se va a ejecutar siempre sobre cualquier objeto que se cree de esa clase.

Si la inicialización se encuentra en otro método, se nos puede olvidar enviar el mensaje correspondiente al objeto.


Clase Complejo

//atributos propios y private raiz es real imaginaria es real

//constructoresMétodo Complejo( ) raiz = 0 imaginaria = 0Fin del método Complejo

Método Complejo ( a es real ) raiz = a imaginaria = 0Fin del método Complejo

Método Complejo(a es real, b es real) raiz l = a imaginaria = bFin del método Complejo

Fin clase Complejo

Sobrecarga de funciones constructoras.

Al igual que para el resto de los métodos, podemos tener varias funciones constructoras; esto nos produce varias formas de inicialización.


Clase Cliente Nombre, Apellidos, FechaCreacion es caracter //constructores Metodo Cliente() FechaCreacion = 10/10/13 Fin método cliente

Metodo Cliente(elNombre es caracter, losApellidos es caracter) Nombre = elNombre Apellidos = losApellidos; Fin método cliente

Constructores parametrizados.De la misma forma que podemos tener métodos sobrecargados, también podemos tener constructores sobrecargados.

La ventaja de tener constructores que admitan parámetros es que podemos crear nuevos objetos indicando algún parámetro, por ejemplo un fichero a abrir o, en el caso de la clase Cliente, podemos indicar el nombre y apellidos del cliente o cualquier otro dato que creamos conveniente.


Teniendo esta declaración de la clase Cliente, podemos crear nuevos clientes de dos formas:Objcli es Cliente = nuevo Cliente()Objcli2 es Cliente = nuevo Cliente(("Jose", "Sánchez")

Como podemos comprobar, en ciertos casos es más intuitiva la segunda forma de crear objetos del tipo Cliente, además de que así nos ahorramos de tener que asignar individualmente los campos Nombre y Apellidos.

El número y tipo de dato de los parámetros debe estar indicado en la documentación del método constructor de la clase. En el momento de hacer la llamada al método constructor hay que cumplir el número de parámetros que admite así como sus tipos de datos.

Hay que tener en cuenta que una misma clase puede tener varios métodos constructores, todos ellos con el mismo nombre que la clase, pero variará el número y/o tipo de datos de los parámetros.En el momento de llamar al método constructor se pueden indicar como parámetros tanto valores literales, como variables o cualquier tipo de expresión siempre que se cumpla con el requisito de que debe respetarse el tipo de dato.

UML-POO

PÁGINAS CONSULTADAS

http://luis.izqui.org/resources/ProgOrientadaObjetos.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=DAgK3MNl6vIhttps://www.youtube.com/watch?v=wmECY8XCe4E

https://www.youtube.com/watch?v=EOKT3p0nuzo

https://www.youtube.com/watch?v=2Oz7Z6Lwf70

http://www.slideshare.net/e1da4/diagramas-uml

http://computacionii.foroes.org/t6-programacion-orientada-a-objetos-vs-programacion-estructurada

http://www.alegsa.com.ar/Diccionario/C/12117.php

http://luis.izqui.org/resources/ProgOrientadaObjetos.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=DAgK3MNl6vI

https://www.youtube.com/watch?v=wmECY8XCe4E

https://www.youtube.com/watch?v=EOKT3p0nuzo

https://www.youtube.com/watch?v=2Oz7Z6Lwf70

http://www.slideshare.net/e1da4/diagramas-uml



http://www.alegsa.com.ar/Diccionario/C/12117.php

UML-POO

PÁGINAS CONSULTADAS

Teoría extraída y modificada de:

http://pythonya.appspot.com/detalleconcepto?deta=Metodo%20constructor%20de%20una%20clase

http://javiergarbedo.es/index.php/2-clases-y-objetos/218-instanciacion-de-objetos

http://gpd.sip.ucm.es/yolanda/LP2/lp2-162.pdf

http://www.zonacodigos.com/index.php/c/15-instanciar-una-clase













Documents

Programación Orientada a Objetos