Programacion Orientada a Objetos
El término de Programacion Orientada a Objetos indica más una forma de diseño y una metodologia de desarrollo de sofware que un lenguaje de programación, ya que en realidad se puede aplicar el Diseño Orientado a Objetos (En ingles abreviado OOD, Object Oriented Design), a cualquier tipo de lenguaje de programación.
Básicamente la OOP permite a los programadores escribir software, de forma que esté organizado en la misma manera que el problema que trata de modelizar. Los lenguajes de programación convencionales son poco más que una lista de acciones a realizar sobre un conjunto de datos en una determinada secuencia. Si en algún punto del programa modificamos la estructura de los datos o la accion realizada sobre ellos, el programa cambia.
Paradigma
Se define como un proceso de diseño que va más allá de una gramática, reglas
semánticas y algoritmos, sino que es un conjunto de métodos sistemáticos aplicables en
todos los niveles del diseño de programas.
En una primera clasificación, se encuentran dos grandes grupos en donde es posible englobar casi todos los paradigmas de programación conocidos hasta ahora. Aunque existe un gran número de paradigmas, voy a enfocarme solamente a los más esenciales que son: programación imperativa; orientada a objetos; funcional, y lógica.
¿Qué es una clase?
Una clase es algo abstracto que define la "forma" del objeto, se podría hablar de la clase como el molde de los objetos.
En el mundo real existen objetos del mismo tipo, por ejemplo tu bicicleta es solo una mas de todas las bicicletas del mundo. Entonces diríamos que tu bicicleta es una instancia de la clase "Bicicleta". Todas las bicicletas tienen los atributos: color, cantidad de cambios, dueño y métodos: acelerar, frenar, pasar cambio, volver cambio.
Las fabricas de bicicletas utilizan moldes para producir sus productos en serie, de la misma forma en POO utilizaremos la clase bicicleta (molde) para producir sus instancias (objetos).
Los objetos son instancias de clases.
Ejemplo: Podríamos tener la clase Perro, una instancia de esta clase podría ser el objeto perro llamado "Chicho". La clase Perro especificaría que todos los perros tendrían un nombre, color de pelo, una altura. Mientras que la instancia "Chicho" contendrá valores específicos para cada uno de estos atributos.
Podemos definir a una clase como una plantilla que define variables y métodos comunes para todos los objetos de cierto tipo.
Existe un lenguaje de modelado llamado UML mediante el cual podemos representar gráficamente todo un sistema orientado a objetos utilizando rectángulos, líneas y otro tipo de símbolos gráficos.
¿Qué es un objeto?
Objeto es el concepto clave de la Programación Orientada a Objetos, la idea de objeto es similar a la del mundo real, un objeto puede ser una silla, una mesa. Tu perro es un objeto.
Los objetos tienen dos características: Un estado y un comportamiento. Fijate que por ejemplo tu perro tiene un estado: nombre, color, raza, altura, etc. y un comportamiento: ladrar, cavar pozo, llorar, dormir, comer, etc.
Un auto es un objeto. También tiene un estado: Cantidad de puertas, color, tamaño, etc. y un comportamiento: acelerar, frenar, subir cambio, bajar cambio, girar izq., girar der., etc.
Entonces podemos definir a un objeto en POO, como un conjunto de datos y funciones relacionadas. A las funciones de los objetos, tales como acelerar en el caso del auto, de aquí en más las llamaremos métodos, a los datos los llamaremos atributos.
Los objetos en programación, son modelados observando objetos del mundo real, por ejemplo implementamos el objeto "perro" dentro de nuestro programa definiendo los atributos y métodos del objeto perro real.
Para crear un objeto de una clase se usa la palabra reservada new.
Por ejemplo,
Rectangulo rect1=new Rectangulo(10, 20, 40, 80);
new reserva espacio en memoria para los miembros dato y devuelve una referencia que se guarda en la variable rect1 del tipo Rectangulo que denominamos ahora objeto. Dicha sentencia, crea un objeto denominado rect1Rectangulo llamando al segundo constructor en el listado. El rectángulo estará situado en el punto de coordenadas x=10, y=20; tendrá una anchura de ancho=40 y una altura de alto=80. de la clase
Rectangulo rect2=new Rectangulo(40, 80);
Crea un objeto denominado rect2 de la clase Rectangulo llamando al tercer constructor, dicho rectángulo estará situado en el punto de coordenadas x=0, y=0; y tendrá una anchura de ancho=40 y una altura de alto=80.
Rectangulo rect3=new Rectangulo();
Crea un objeto denominado rect3 de la clase Rectangulo llamando al primer constructor, dicho rectángulo estará situado en el punto de coordenadas x=0, y=0; y tendrá una anchura de ancho=0 y una altura de alto=0.
Atributos
Los atributos son las caracterísiticas individuales que diferencian un objeto de otro y determinan su apariencia, estado u otras cualidades. Los atributos se guardan en variables denominadas de instancia, y cada objeto particular puede tener valores distintos para estas variables.
Las variables de instancia también denominados miembros dato, son declaradas en la clase pero sus valores son fijados y cambiados en el objeto.
Además de las variables de instancia hay variables de clase, las cuales se aplican a la clase y a todas sus instancias. Por ejemplo, el número de ruedas de un automóvil es el mismo cuatro, para todos los automóviles.
Definir los atributos de los objetos
Una vez identificados los objetos, defina los atributos de la clase. Un atributo es un valor almacenado en los objetos de la clase.
Metodos
Es un programa procedimental que esta asociado a un objeto determinado y cuya ejecucion solo
Puede desencadenarse a traves del mensaje correspondiente.
Métodos básicos:
* Setsize(int, int): Define el tamaño
* Setlocation(int, int): Define la ubicacion
* Setbounds(int, int, int, int) : Define al mismo tiempo las dos anteriores.
Acoplamiento: Grado de acoplamiento entre módulos.
Cohesión: Mide el grado de conectividad entre elementos de un módulo, y entre objetos de una clase.
Herencia
Herencia es la capacidad de un objeto (clase) para utilizar las estructuras y los métodos existentes en antepasados o ascendientes.
Es la reutilización de código desarrollado anteriormente.
Cuando usamos herencia decimos que hacemos programación por herencia: Definición de nuevos tipos a partir de otros con los que comparten algún tipo de característica.
Tipos de herencia
Herencia simple: un tipo derivado se crea a partir de una única clase base.
Herencia múltiple: una clase tienen más de una ascendiente inmediato.
Encapsulamiento:
Hay muchos datos que no tiene porque conocerlo aquel que este usando la clase Persona; ya que son inherentes al objeto y solo controlan su funcionamiento interno; por ejemplo, cuando alguien te ve puede saber inmediatamente si eres hombre o mujer (propiedad) o puede hablarte y obtener una respuesta procesada (metodo); tambien puede conocer el color de tu cabello y ojos. En cambio, jamas sabra que cantidad de energia exacta tienes o cuantas neuronas te quedan, ni siquiera preguntandote ya que ninguna de tus propiedades externas visibles o funciones de comunicación al publico te permiten saber esos datos.
Esto es la encapsulación u ocultación; hacer las variables que son innecesarias para el tratamiento del objeto pero necesarias para su funcionamiento privadas, asi como las funciones que no necesitan interacción del usuario o que solo pueden ser llamadas por otras funciones dentro del objeto (Como por ejemplo, palpitar)
La encapsulación es muy conveniente y nos permite (Si programamos bien) colocar en funcionamiento nuestro objeto en cualquier tipo de sistema, de una manera modular y escalable (algunas de las reglas de la ingenieria del software).
Poliformismo
El polimorfismo es una nueva característica aportada por la OOP. Esta propiedad indica la posibilidad de definir varias operaciones con el mismo nombre, diferenciándolas únicamente en los parámetros de entrada. Dependiendo del objeto que se introduzca como parámetro de entrada, se elegirá automáticamente cual de las operaciones se va a realizar.
Una de las ventajas más importantes, sin entrar en la redefinición de operadores es permitir la realización de las clases que definen un programa de forma totalmente independiente al programa donde se utilizan. Gracias a la encapsulación y el polimorfismo, aunque se utilicen los mismos nombre con las operaciones en dos clases distintas, el programa reconoce a que clase se aplica durante la ejecución.
Lenguaje Unificado de Modelado (LUM) o (UML, por sus siglas en inglés, Unified Modeling Language)
es el lenguaje de modelado de sistemas de software más conocido y utilizado en la actualidad; Es un lenguaje gráfico para visualizar, especificar, construir y documentar un sistema. UML ofrece un estándar para describir un "plano" del sistema (modelo), incluyendo aspectos conceptuales tales como procesos de negocio y funciones del sistema, y aspectos concretos como expresiones de lenguajes de programación, esquemas de bases de datos y componentes reutilizables.
Es importante resaltar que UML es un "lenguaje de modelado" para especificar o para describir métodos o procesos. Se utiliza para definir un sistema, para detallar los artefactos en el sistema y para documentar y construir. En otras palabras, es el lenguaje en el que está descrito el modelo.
JDK/J2SE.
JDK ("Java Development Kit") y J2SE ("Java 2 Standard Edition") son nombres para el mismo componente utilizado en ambientes Java, el cual agrupa las diversas funcionalidades necesarias para desarrollar programas Java.
Hoy en día, existen JDK's/J2SE para diversos ambientes y plataformas, los cuales ofrecen lo siguiente:
* Un compilador Java, capaz de generar Byte-Code.
* Un JVM ("Java Virtual Machine"), capaz de ejecutar Byte-Code.
* Un conjunto de Clases base utilizadas para generar programas Java.
* Otras utilerías para administrar código escrito en Java.
Para este curso se hace uso del JDK/J2SE de Sun Microsystems , aunque claro esta, cualquier programa generado en este JDK puede ser ejecutado otros ambientes, al igual que programas compilados en otros JDK's/J2SE pueden ser ejecutados en este ambiente. El conjunto de Clases base proporcionadas por el JDK/J2SE incluyen clases de uso común tales como : Manipulación de String's, Fechas y Números así como todas las funcionalidades base esperadas de un lenguaje computacional como: Ordenamiento y manipulación de Arreglos, Operaciones matemáticas complejas (Trigonométricas y Exponenciales) y escritura/lectura de "Streams".
Además de estas Clases base, el JDK/J2SE posee otra serie de Clases especializadas que también ofrecen la base para la creación de otros componentes Java que incluyen:
Applets, Objetos CORBA , Fragmentos Auditivos, Soporte de Criptografía (Seguridad) y Manipulación de XML entre otras funcionalidades.
Aunado a las Clases base, el JDK/J2SE incluye una serie de ejecutables utilizados para diversas tareas como : Creación de ejecutables (Byte-Code), generación de documentación, creación de "Stubs" y "Skeletons" a través de IDL e inclusive una implementación de un ORB ("Object Request Broker") para interactuar con ambientes CORBA, entre otros ejecutables.
Recolección de Basura ("Garbage Collection")
En la sección anterior se pudo observar como son generadas distintas instancias de Objetos a través de una referencia, sin embargo, el uso de esta metodología trae consigo otro pregunta : Que se hace con estas instancias una vez que ya no son utilizadas ? La importancia de este concepto se debe al uso de memoria en una computadora, es lógico que estas instancias de Objetos requieren memoria ("RAM") para mantener su información, ahora bien, también tiene sentido asumir que la memoria ("RAM") es limitada en todo sistema, esto trae consigo el problema denominado "fuga de memoria" ("memory leak").
Si alguna vez ha programado en el lenguaje C++ debe estar familiarizado con este concepto, el cual significa que los recursos de memoria ("RAM") han sido agotados en el sistema. Suponga que ha diseñado un programa que invoca la creación de miles de instancias , eventualmente su memoria ("RAM") puede fugarse si no ha tomado las precauciones necesarias para deshacerse/destruir estas instancias de Objetos.
En el mundo Java, esta administración explicita de instancias de Objetos no es necesaria debido al proceso de "Garbage Collection"; este mecanismo a través del JVM ("Java Virtual Machine") inspecciona constantemente la memoria empleada por Java, lo cual le permite ir eliminando las instancias de Objetos que han dejado de ser utilizadas en un programa, en el proceso despreocupándose de la destrucción de Objetos.
Aunque el concepto de recolección de basura ("Garbage Collection") posee una infinidad de detalles en su fondo, es conveniente saber que este proceso es llevado automáticamente por Java, y que es una facilidad no ofrecida en otros lenguajes como C++
Codigo fuente
El código fuente de un programa informático (o software) es un conjunto de líneas de texto que son las instrucciones que debe seguir la computadora para ejecutar dicho programa. Por tanto, en el código fuente de un programa está descrito por completo su funcionamiento.
El código fuente de un programa está escrito por un programador en algún lenguaje de programación, pero en este primer estado no es directamente ejecutable por la computadora, sino que debe ser traducido a otro lenguaje (el lenguaje máquina o código objeto) que sí pueda ser ejecutado por el hardware de la computadora. Para esta traducción se usan los llamados compiladores, ensambladores, intérpretes y otros sistemas de traducción.
El término código fuente también se usa para hacer referencia al código fuente de otros elementos del software, como por ejemplo el código fuente de una página web que está escrito en el lenguaje de marcado HTML o en Javascript u otros lenguajes de programación web y que es posteriormente ejecutado por el navegador web para visualizar dicha página cuando es visitada.
El área de la informática que se dedica a la creación de programas y, por tanto a la creación de su código fuente, es la programación.
