PDF de programación - Tema 7: Relaciones entre clases

Programación

Tema 7: Relaciones entre clases

Programación DIT-UPM

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Contenidos

l Polimorfismo
l Implementación de interfaces
l Uso de interfaces
l Jerarquías de interfaces
l Extensión
l Jerarquía de extensión

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Polimorfismo

l  Polimorfismo: elementos parecidos pero distintos se

usan de igual forma
n  Clases que tienen métodos públicos con la misma cabecera
n  Sus objetos se pueden manejar con la misma referencia
n  El compilador comprueba que la cabecera a la que se llama es

n  Durante la ejecución se llama al método de acuerdo al tipo

válida

real del objeto

l  El uso del polimorfismo permite

n  Separación código genérico-abstracto del específico-detalles
n  Reducción de la cantidad de código
n  Sustitución de las clases que contienen los detalles
n  Añadido de nuevas clases con detalles diferentes

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Elementos del polimorfismo

n  método que hace algo

l  Servicio

l  Servidor

servicios

l  Interfaz

n  clase que da el servicio; define el método, implementa los

n  especificación del servicio pero no da el servicio
n  cabecera del método de servicio

l  Cliente

n  clase que usa los servicios de otra u otras clases sin saber la

clase real del objeto

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Clase interfaz

l  Contiene las signaturas de los métodos comunes que

definen un servicio

l  Especificación: clase vacía, no puede contener

n  Ni atributos
n  Ni constructor

l  Clase incompleta (abstracta) que sólo contiene
n  cabeceras de métodos públicos (no estáticos)
n  constantes

l  Una interfaz es un tipo

n  se pueden declarar referencias
n  Que podrán apuntar a objetos de cualquier clase que implemente a

la interfaz

l  Una clase puede implementar varios interfaces

n  Si no da cuerpo a todos los métodos: clase abstracta-incompleta
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Implementación de la
interfaz
l  Es aquella clase “normal” que hace todo lo que prometía

la interface, da el servicio:
n  Debe implementar todos los métodos de la interfaz

¡  Cabeceras iguales
¡  Puede añadir excepciones

n  En la interfaz no se indica quién la implementa
n  En la clase sí se indica a quién se implementa

¡  class TelefonoMovil implements Ubicado {}

l  Se pueden implementar varias interfaces a la vez

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Ejemplos

interface Coordenada {
double getX ();
double getY ();
double distancia (Coordenada q);
}

class Cartesiana


implements Coordenada {

class Polar

implements Coordenada {

private double x, y;
Cartesiana (double x,double y) {
this.x=x; this.y=y;
}
double getX () { return x; }
double getY () { return y; }
double distancia (Coordenada q){
double dx=q.getX()-this.getX();
double dy=q.getY()-this.getY();;
return Math.sqrt(dx*dx+dy*dy);
}
}



Programación DIT-UPM

private double r, a;
Cartesiana (double m,double a) {
this.r=r; this.a=a;
}
double getX() { return r*Math.cos(a); }
double getY() { return r*Math.sin(a); }
double distancia (Coordenada q){
double dx=q.getX()-this.getX();;
double dy=q.getY()-this.getY();;
return Math.sqrt(dx*dx+dy*dy);
}
}



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Implementación de interfaz

Relación de uso

<<Interface>>

Ubicado

getPosicion() : Punto

*

CalculoCobertura

elementos : Ubicado
distanciaAlOrigen() : double

Relación de
implementación
“es-un”

interface Ubicado {
public Punto getPosicion ( );
}

class TelefonoMovil implements Ubicado {
public Punto getPosicion ( ) {
Localizador l = new Localizador ( );
...
return l.getCentro ( );
}
}

class Antena implements Ubicado {
private Punto posicion;
public Antena (String nombre, double x, double y) {
posicion = new Punto (x, y);
}
public Punto getPosicion ( ) {
return posicion;
}
}

TelefonoMovil

estacionBase : Estacion
establecerLlamada()
colgar()
enviar()
recibir()
getPosicion()

Antena
posicion : Punto
nombre
emitir(p : Punto)
cobertura(p)
getPosicion()

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Uso del polimorfismo

l  Sólo se pueden crear referencias

n  Copiarlas y compararlas
n  Dar valor a una referencia

¡  Hacer que apunten a un objeto de una clase real que implemente la

interfaz

•  Ubicado refernenciaDeInterfaz = new ClaseQueImplementaUbicado();
n  Se puede llamar sólo a los métodos cuyas cabeceras aparecen en

la clase interfaz
¡  Se ejecutarán los de los objetos reales (polimorfismo)

•  En cada ejecución se mira a qué clase pertenece el objeto real y

se ejecuta el método implementado en esa clase

l  No se pueden crear objetos interfaz

n  No se puede hacer: Ubicado u = new Ubicado();

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Uso del polimorfismo:
ejemplo

class CalculoCobertura {

public double distanciaAlOrigen (Ubicado u) {
Punto p = u.getPosicion ( );
return Math.sqrt((p.getX() * p.getX()) + (p.getY() * p.getY()));
}

public static void main (String [] args) {
CalculoCobertura c = new CalculoCobertura ( );
Ubicado u = new TelefonoMovil ( );
...

System.out.println (c.distanciaAlOrigen (u));



u referencia a un objeto
TelefonoMovil

u = new Antena ( );

u referencia a un objeto Antena

...
System.out.println (c.distanciaAlOrigen (u));
}
}

Programación DIT-UPM

u es un TelefonoMovil.
Durante la ejecución se
ejecuta el método getPosicion
de la clase TelefonoMovil

u es una Antena. Durante la
ejecución se ejecuta el
método getPosicion de la
clase Antena

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Conversiones

l  Generalización (upcasting)

n  Tratar a un objeto con una referencia de tipo más general
n  Permite usar el objeto de forma más abstracta, con menos

n  Sólo se pueden usar los métodos válidos por la referencia
n  El compilador comprueba los métodos del tipo de la

detalles

referencia

Ubicado u1 = new TelefonoMovil();
c.distanciaAlOrigen (u1);
System.out.println (u1.getPosicion());
Ubicado u2 = new Antena();
c.distanciaAlOrigen (u2);
System.out.println (u2.getPosicion());

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l  Detallado (downcasting)

Conversiones

n  Convertir la referencia a un tipo más detallado
n  Conversión explícita (forzada)
n  Se pueden llamar a los métodos de la referencia convertida
n  El compilador lo deja en manos del programador
¡  Pueden saltar excepciones ClassCastException
n  Se puede verificar con el operador: instanceof()
((TelefonoMovil) u1).establecerLlamada();
((Antena) u2). cobertura (p);
((Antena) u1). cobertura (p); // ERROR u1 NO es una Antena
// error de ejecución: excepción



if (u1 instanceof Antena) ((Antena) u1).cobertura(p); //BIEN

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Jerarquías de interfaces

Una clase que implemente
Colocable tendrá:
getCentro y setCentro

interface Centrado {
public Punto getCentro();
}
interface Colocable extends Centrado {
public void setCentro (Punto p);
}
interface Escalable {
public void escala (double factor);
}
interface Trasladable extends Colocable {
public void mueve (double x, double y);
}
interface Rotable {
public void rota (double angulo);
}
interface Transformable extends Escalable, Trasladable, Rotable { }

Una clase que implemente
Trasladable tendrá:
getCentro, setCentro y
mueve

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Una clase multifunción

l Una misma clase puede implementar varias

interfaces
interface Mamifero { void amamanta (); }
interface Oviparo { void ponHuevos (); }

class Ornitorrinco implements Mamifero, Oviparo
{ ... }



Ornitorrinco juliana= new Ornitorrinco();
juliana.ponHuevos();
juliana.amamanta();

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¿Cuándo usar interfaces?

l Nunca es malo

n aunque a veces retarda [un poquitín] la ejecución

l Cuándo se sabe qué queremos; pero

n no sabemos (aún) cómo hacerlo
n lo hará otro
n lo haremos de varias maneras

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Contenidos

l Polimorfismo
l Implementación de interfaces
l Uso de interfaces
l Jerarquías de interfaces
l Extensión
l Jerarquía de extensión

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Extensión-herencia

l Herencia: extensión

n  Se parte de una clase que ya está hecha y probada
n  Se crea una clase nueva que añade atributos y/o métodos
n  Debe existir alguna relación lógica entre la clase ya hecha

(clase base) y la nueva (clase derivada): es-un

l  El uso de la extensión permite

n Reutilizar las clases hechas como parte de nuevas clases
n  Reducir tiempo y esfuerzo de desarrollo
n Aplicar el polimorfismo entre clases que se parecen

porque hay extensión entre ellas

n Cambiar el funcionamiento de algún método de la clase

base

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class Pixel extends Punto {
private String color;
public void setColor (String c) {
color = c;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void reset () {
color = “transparent”;
}
}

Ejemplo

Punto

x : double
y : double
getX() : double
getY() : double
setX(x : double) : void
setY(x : double) : void
modulo() : double
reset() : void

Relación de
extensión
“es-un”

Pixel
color : String
getColor() : String
setColor(color : String) : void
reset() : void

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Polígono

Relación de extensión
l  Un triángulo es un polígono
l  Un cuadrilátero es un polígono
l  Un cuadrado es un cuadrilátero,
l  Un rectángulo es un cuadrilátero,

que es un polígono

Triángulo

Cuadrilátero

que es un polígono
n  Un rectángulo tiene todas
las características de un
cuadrilátero y todas las de
un polígono

Cuadrado

Rectángulo

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Efectos de la herencia

l  Herencia de la interfaz

¡ 

¡ 

n  la interfaz de la