PDF de programación - 9. Objetos y clases - Programación orientada a objetos con Java

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 Programación orientada a objetos con Java


9. Objetos y clases


Objetivos:

a) Presentar el concepto de objeto, clase, atributo, método e instancia
b) Interpretar el código fuente de una aplicación Java donde aparecen

implementados los conceptos anteriores

c) Construir una aplicación Java sencilla, convenientemente especificada, que

emplee los conceptos anteriores.



Aunque parezca una obviedad, la base de la Programación Orientada a Objetos es el objeto.
En la vida real todos los objetos tienen una serie de características y un comportamiento. Por
ejemplo, una puerta tiene color, forma, dimensiones, material... (goza de una serie de características)
y puede abrirse, cerrarse... (posee un comportamiento). En Programación Orientada a Objetos, un
objeto es una combinación de unos datos específicos y de las rutinas que pueden operar con esos
datos. De forma que los dos tipos de componentes de un objeto son:


a. Campos o atributos: componentes de un objeto que almacenan datos. También se les
denomina variables miembro. Estos datos pueden ser de tipo primitivo (boolean, int,
double, char...) o, a su vez, de otro tipo de objeto (lo que se denomina agregación o
composición de objetos). La idea es que un atributo representa una propiedad determinada de
un objeto.

b. Rutinas o métodos: es una componente de un objeto que lleva a cabo una determinada acción

o tarea con los atributos.



En principio, todas las variables y rutinas de un programa de Java deben pertenecer a una
clase. De hechom en Java no hay noción de programa principal y los subrutinas no existen como
unidades modulares independientes, sino que forman siempre parte de alguna clase.
9.1. Clases

Una clase representa al conjunto de objetos que comparten una estructura y un
comportamiento comunes. Una clase es una combinación específica de atributos y métodos y puede
considerarse un tipo de dato de cualquier tipo no primitivo. Así, una clase es una especie de plantilla
o prototipo de objetos: define los atributos que componen ese tipo de objetos y los métodos que
pueden emplearse para trabajar con esos objetos. Aunque, por otro lado, una clase también puede
estar compuesta por métodos estáticos que no necesitan de objetos (como las clases construidas en
los capítulos anteriores que contienen un método estático main). La declaración de una clase sigue
la siguiente sintaxis:
[modificadores] class IdentificadorClase {
// Declaraciones de atributos y metodos
. . .
}


Convención de los programadores en Java: Los identificadores de las clases deberían ser
simples, descriptivos y sustantivos y, en el caso de nombres compuestos, con la primera letra de cada
uno en mayúsculas. Es conveniente utilizar las palabras completas y evitar los acrónimos, a menos
que la abreviatura sea mucho más utilizada que la forma no abreviada como en URL o HTML.



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9.2. Instancias



 A. García-Beltrán y J.M. Arranz



Una instancia es un elemento tangible (ocupa memoria durante la ejecución del programa)
generado a partir de una definición de clase. Todos los objetos empleados en un programa han de
pertenecer a una clase determinada.


Aunque el término a veces se emplea de una forma imprecisa, un objeto es una instancia de
una clase predefinida en Java o declarada por el usuario y referenciada por una variable que
almacena su dirección de memoria. Cuando se dice que Java no tiene punteros simplemente se indica
que Java no tiene punteros que el programador pueda ver, ya que todas las referencias a objeto son
de hecho punteros en la representación interna.


En general, el acceso a los atributos se realiza a través del operador punto, que separa al
identificador de la referencia del identificador del atributo (idReferencia.idAtributo). Las
llamadas a los métodos para realizar las distintas acciones se llevan a cabo separando los
identificadores de
la referencia y del método correspondiente con el operador punto
(idReferencia.idMetodo(parametros)).
Ejemplo sencillo de clase y de instancia
El siguiente código muestra la declaración de la clase Precio. La clase Precio consta de

un único atributo (euro) y dos métodos: uno que asigna un valor al atributo (pone) sin devolver
ningún valor y otro que devuelve el valor del atributo (da).

/**
* Ejemplo de declaracion de la clase Precio
* double da() --> devuelve el valor almacenado en euros
* void pone( double x ) --> almacena valor en euros
* A. Garcia-Beltran - octubre, 2005
*/
public class Precio {
// Atributo o variable miembro
public double euros;
// Metodos
public double da() { return euros; }
public void pone(double x) { euros=x; }
}


9.1.

Gráficamente, una clase puede representarse como un rectángulo según muestra la Figura

Figura 9.1. Representación gráfica de la clase Precio



El anterior código puede compilarse...


$>javac Precio.java




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generando el archivo de bytecodes Precio.class. Este archivo no es directamente ejecutable por
el intérprete, ya que el código fuente no incluye ningún método principal (main). Para poder probar
el código anterior, puede construirse otro archivo con el código fuente que se muestra a
continuación:

/**
* Ejemplo de uso de la clase Precio
* A. Garcia-Beltran - abril, 2005
*/
public class PruebaPrecio {
public static void main (String [] args ) {
Precio p; // Crea una referencia de la clase Precio
p = new Precio(); // Crea el objeto de la clase Precio
p.pone(56.8); // Llamada al metodo pone
// que asigna 56.8 al atributo euros
System.out.println("Valor = " + p.da()); // Llamada al metodo da
// que devuelve el valor de euros
Precio q = new Precio(); // Crea una referencia y el objeto
q.euros=75.6; // Asigna 75.6 al atributo euros
System.out.println("Valor = " + q.euros);
}
}

Figura 9.2. Representación gráfica del espacio de la memoria utilizado por las referencias e instancias de la

clase Precio durante la ejecución del método main de la clase PruebaPrecio



El código anterior puede compilarse y ejecutarse, mostrando la siguiente salida por pantalla:


$>javac PruebaPrecio.java

$>java PruebaPrecio
Valor = 56.8
Valor = 75.6



Compilacion
Ejecución
Salida por pantalla
Salida por pantalla

Explicación del ejemplo anterior

Para poder trabajar con objetos se tendrá que seguir un proceso de dos pasos. Lo primero
que debe hacer el programa es crear una referencia o puntero de la clase Precio con el
identificador p (Figura 9.3). De forma similar a cómo se declara una variable de un tipo primitivo, la
declaración del identificador de la referencia se realiza con la sintaxis:
identificadorClase identificadorReferencia;
// En el ejemplo anterior: Precio p;



Figura 9.3. Creación de la referencia p



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La referencia o puntero, p, tiene como misión almacenar la dirección de memoria de (apuntar
a) los componentes de la instancia que todavía no ha sido creada ni referenciada. En este momento
se dice que la referencia p, recien creada, almacena una dirección de memoria nula (que no
corresponde a objeto alguno) o null. El segundo paso del proceso para trabajar con objetos lleva a
la creación de una nueva instancia referenciada por p (Figura 9.4), que se realiza con la sentencia:
identificadorReferencia = new identificadorClase();
// Ejemplo: p = new Precio();



Figura 9.4. Creación de la nueva instancia de la clase Precio referenciado por p



A esta operación se le denomina también instanciación. Aunque las dos operaciones

anteriores (creación de la referencia y creación de la instancia referenciada) pueden realizarse
conjuntamente (Figura 9.5) en la misma línea de código:

identificadorClase identificadorReferencia = new identificadorClase();
// En el codigo del ejemplo anterior: Precio q = new Precio();


Figura 9.5. Creación de la referencia q y de la nueva instancia de la clase Precio referenciado por q



El resultado de la ejecución del código anterior son dos nuevas instancias de la clase
Precio referenciados respectivamente por p y q (Figura 9.2). El atributo euros de cada una de
las nuevas instancias de la clase Precio es accesible a través del identificador de la referencia y del
operador punto (p.euros y q.euros). Los métodos da y pone pertenecientes a la clase
Precio son accesibles a través del identificador de la referencia y del operador punto (p.da() y
p.pone(56.8) y q.da() y q.pone(75.6), respectivamente). En el caso de los métodos, la
instancia mediante la cual se realiza la llamada correspondiente actúa como un parámetro o
argumento implícito del método.

Si se asigna una referencia a otra mediante una sentencia de asignación, no se copian los
valores de los atributos, sino que se tiene como resultado una única instancia apuntada por dos
referencias distintas (Figura 9.6). Por ejemplo:

q = p; // Ahora p y q referencian al mismo objeto



Figura 9.6. Resultado de la asignación de valores entre referencias





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En este caso ¿qué ocurre con la instancia referenciada previamente por q? Dicha instancia se

queda sin ref