PDF de programación - TEMA 2 Clases y Objetos - Programación Orientada a Objetos

Programación Orientada a Objetos

TEMA 2

Clases y Objetos

Facultad de Informática
Universidad de Murcia

Índice

Introducción

1.
2. Clases
3. Objetos
4. Semántica referencia vs. Semántica almacenamiento
5. Métodos y mensajes
6. Ejemplo: representación de una lista enlazada
7. Creación de objetos
8. Modelo de ejecución OO
9. Semántica de las operaciones sobre referencias:

asignación, igualdad y copia

10. Genericidad

Clases y Objetos

2

•1

1.- Introducción

Programa OO

Clase

Objeto

Colección estructurada

de clases

Implementación de un TAD

Una instancia de una clase

Los objetos se comunican mediante mensajes

Clases y Objetos

3

2.- Clases

• DEFINICIÓN: Implementación total o parcial de un TAD
• Entidad sintáctica que describen objetos que van a tener la

misma estructura y el mismo comportamiento.

• Doble naturaleza: Módulo + Tipo de Datos

– Módulo (concepto sintáctico)

• Mecanismo para organizar el software
• 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.

Clases y Objetos

4

•2

Ejemplo Modula2: Módulo ≠ Tipo

DEFINITION MODULE Pila;

EXPORT QUALIFIED PILA, vacia, pop, push, tope;
TYPE PILA;

PROCEDURE vacia(pila:PILA): BOOLEAN;
PROCEDURE nuevaPila: PILA;
PROCEDURE pop (VAR pila:PILA):INTEGER;
PROCEDURE push (VAR pila:PILA; valor:INTEGER);
PROCEDURE tope (VAR pila:PILA):INTEGER;

END Pila;

Clases y Objetos

5

Especificación separada de la implementación

PROCEDURE pop (VAR pila:PILA):INTEGER;
VAR rslt:INTEGER; tmp:PILA;
BEGIN

rslt:=0;
IF (pila <>NIL)
BEGIN

rslt:=pila^.valor;
tmp:=pila;
pila:=pila^.siguiente;
delete(tmp);

IMPLEMENTATION MODULE Pila;

TYPE PILA = POINTER TO Node;

Node = RECORD

valor:INTEGER;
siguiente:PILA;

END;

END;
RETURN rslt;
END pop;
...

END Pila;

Clases y Objetos

6

•3

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.

Clases y Objetos

7

Ejemplo: Clase Cuenta

Cuenta

titular: String;
saldo: float;
reintegro(valor:float);
ingresar (valor:float);

Tiempo de ejecución

Definición de la clase

Atributos

Métodos

“José Martínez”

1200.0

titular
saldo

Objeto Cuenta

Clases y Objetos

8

•4

Relaciones entre clases

• Clientela

Persona titular;

class Cuenta{
Una clase A es cliente de una clase B, si A contiene una
declaración en la que se establezca que cierta entidad
…
class CuentaAhorro extends Cuenta{
(atributo, parámetro, variable local) e es de tipo B (e:B)
}
…
}

• Herencia

Una clase es una versión especializada de otra existente

Ejemplo:

Cuenta

titular

Persona

CuentaAhorro

CuentaCorriente
Cuenta es cliente de Persona
CuentaAhorro es una especialización de Cuenta

Clases y Objetos

9



titular : PERSONA;
saldo : INTEGER;
codigo: INTEGER;

abrir (quien: PERSONA) is do



end;

reintegro (suma: INTEGER) is do

end;

saldo:=0;
titular:=quien;
codigo:= codigos.nuevo_valor;
!!ultOper



ingreso (suma: INTEGER) is do

saldo:=saldo+suma
end;



ver_ult_oper (n: INTEGER) is do … end;
….

class CUENTA
creation abrir

feature {ALL}



end



e
s
a
l
c

e
d

n
ó
i
c
i
n
i
f
e
d

o
l
p
m
e
j
E

l

e
f
f
i
E

n
e



feature {NONE}



ultOper: LIST[INTEGER];
puedo_sacar (suma: INTEGER): Boolean is do

end;

Result:= saldo>=suma



if puedo_sacar(suma) then saldo:=saldo-suma;



-- rutina para sacar dinero



-- caracteristicas públicas

-- rutina de creación



-- codigos función ONCE



-- rutina para ingresar dinero

-- visualiza las n ultimas oper.

-- at y rutinas privadas

Clases y Objetos

10

•5

Clases en Eiffel

• Abstracción de tipos
– Atributos: saldo:INTEGER

• exportados en modo consulta (Principio de Acceso Uniforme)
• Sólo modificables por los métodos de la clase aunque sean

públicos
– Rutinas:

• procedimientos: ingreso(suma:INTEGER)is do ...end
• funciones:
puedo_sacar(suma:INTEGER):BOOLEAN is do ...end

– Variables de clase:

• Eiffel no tiene variables globales
• Funciones once = El objeto se crea sólo una vez pero puede
cambiar su valor

Clases y Objetos

11

Función once

codigos: Contador is

!!Result

once --devuelve siempre el mismo objeto Contador
end

--crea un objeto contador

• El objeto contador que devuelve se puede modificar utilizando

los métodos de la clase contador. Por ejemplo:

codigos.nuevo_valor

Siendo nuevo_valor un método de la clase Contador que

incrementa el valor del contador (de tipo INTEGER) y
devuelve ese nuevo valor.

Clases y Objetos

12

•6

Clases en Eiffel

• Ocultación de información

Especificación de acceso a un grupo de características:
– públicas: (por defecto)
– privadas:
– exportadas de forma selectiva.

feature {ALL}
feature {NONE}/feature{}
feature {A,B, ...}

• Modularidad

– El único módulo son las clases
– Cluster = Agrupación de clases relacionadas pero no es
parte del lenguaje sino que depende del entorno de
desarrollo

– Para hacer uso de un cluster se debe decir al entorno Eiffel

Clases y Objetos

13

Eiffel y Ocultación de Información

class ICE1 feature

at1: INTEGER;
...

end
class TEC1 feature

//Público

atrib1: ICE1;
atrib2: INTEGER;
una_rutina (p: INTEGER) is do

atrib2:= p;
atrib2:= atrib1.at1;
at1:= p;
atrib1.at1:= p;

end;

end

Exportación de atributos

-- clase Eiffel
en modo consulta
(=función)

-- No error
-- Error en compilación
-- Error en compilación
atrib1.setAt1(p);

Modificación:

Clases y Objetos

14

•7


e
d

n
ó
i
c
i
n
i
f
e
d

e
d

o
l
p
m
e
j
E

)
z
a
f
r
e
t
n
i
(

+
+
C

n
e

e
s
a
l
c


e
d

n
ó
i
c
i
n
i
f
e
d

e
d

o
l
p
m
e
j
E

)
n
ó
i
c
a
t
n
e
m
e

l
p
m

i
(
+
+
C

e
s
a
l
c

// Cuenta.h, definición del TAD Cuenta

class Cuenta {

public:

Cuenta (Persona *quien) {saldo=0;

titular=quien;
codigo = nuevoCodigo();
ultOper = new lista<int>;}



reintegro(int suma);
void
ingreso(int suma);
void
verSaldo();
int
void
verUltOper(int n);
static int nuevoCodigo();

//devuelve el ultimoCodigo y lo incrementa

private:

Persona * titular;
int
int
static int ultimoCodigo; //variable de clase
lista<int> * ultOper;

saldo;
codigo;

bool

puedoSacar(int suma) {return (saldo >=suma);}

};

Clases y Objetos

15

// cuenta.cpp, Definición de las funciones de la clase

#include “cuenta.h”

// inicializa la variable de clase
int Cuenta :: ultimoCodigo = 0;

void

}

void

}

int

}

void

}

Cuenta :: reintegro (int suma) {

if puedoSacar(suma) saldo=saldo-suma;

Cuenta :: ingreso (int suma) {

saldo=saldo+suma;

Cuenta :: verSaldo () {

return saldo;

Cuenta :: verUltOper(int n) {
...

static int Cuenta :: nuevoCodigo() {

return (ultimoCodigo++);

}

Clases y Objetos

16

•8

Clases en C++

• Abstracción de tipos

– atributos.

• No pueden ser exportados en modo consulta
• Tipos primitivos y punteros

– todas las rutinas tienen un valor de retorno.
– Atributos y métodos de clase (static)

• Ocultación de información

– Especificación de acceso para un grupo de miembros:

•public: un cliente puede consultarlo y ¡¡modificarlo!!
•private: sólo accesible dentro de la clase

– Clases amigas: Se le concede acceso TOTAL a la clase amiga
17

Clases y Objetos

Clase “amiga”

class NodoArbol {

friend class Arbol;
private:

class B {

friend class A;
private:

int i;

public: ...

}
En la clase A,
B *ob
ob -> i = 89

int dato;
NodoArbol decha;
NodoArbol izda;
…

};
class Arbol{

private:

NodoArbol *raiz;
...

… raiz ->dato=50; ...

La amistad no es hereditaria ni transitiva

};

Clases y Objetos

18

•9

Clases en C++

• Modularidad

– Definición de nuevos tipos: clases (class) y estructuras
(struct)
– Una estructura equivale a una clase con todos los miembros

públicos por defecto (se puede usar private)
– namespace: mecanismo para agrupar datos, funciones, etc.
relacionadas dentro de un espacio de nombres separado

namespace Parser {

double term(bool obten){/*multiplica y divide */}
double expr(bool obte) {/*suma y resta */}
…

}
Para usar una función: Parser::expr(…);

Clases y Objetos

19

Ficheros para la especificación de la clase
Cuenta

Cuenta.h

Interfaz de la clase
cuenta

Banco.cpp

Cuenta.cpp

#include “Cuenta.h”
utiliza Cuenta

#include “Cuenta.h”
implementa Cuenta

• #include para importar ficheros cabecera

• toda la información se use o no
• pueden ocurrir dependencias circulares que debe solucionar

el programador en lugar del compilador



Clases y Objetos

20

•10

Ejercicio

Intenta escribir en C++ la siguiente clase Eiffel,

class CELOSO

feature {NONE}

esposa: MUJER;

feature {MECANICO}

coche: AUTOMOVIL

…

end

Clases y Objetos

21


e
d

n
ó
i
c
i
n
i
f
e
d

e
d

o
l
p
m
e
j
E

a
v
a
J

n
e

e
s
a
l
c

// Cuenta.java, declaración de la clase Cuenta ( .class por cada clase al compilar)

package gestiondecuentas;
import java.util.*;
public class Cuenta {

private Persona titular;
saldo;
private int
private int
codigo;
private static int ultimoCodigo; //variable de clase
private int [] ultOper;



public Cuenta (Persona quien) {saldo=0;

titular=quien;
codigo = nuevoCodigo();
ultOper = new int[20];}



public void
{ ... }