principios orientacion-objetos

Programación II

Ing. Mauricio Paletta, Msc

Presentación

Fundamentos de la Orientación a Objetos

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA

INGENIERÍA EN INFORMÁTICA

Programación II

Programación II

Fundamentos de la Orientación a Objetos

ABSTRACCION TIPOS

MODULARIDAD CONCURRENCIA

ENCAPSULAMIEN. PERSISTENCIA

JERARQUIA POLIMORFISMO

PRINCIPIOS

HERENCIAOBJETO CLASE

ENLACE

DINAMICO

MECANISMOS BASICOS

TERMINOS TECNICOS

Programación II

Principios de la Orientación a Objetos

Abstracción

Programación II


Abstracción

• Capacidad de adquirir conceptos (idea

particular o lo que vemos y comprendemos

del mundo), construir jerarquías de

generalizaciones y componer objetos

mediante la configuración de otros.

• Es el acto o resultado de eliminar

diferencias entre los objetos, de modo que

podamos ver los aspectos comunes.

Programación II


Abstracción

• Es una forma de manejar la complejidad

de los objetos.

• Enfatizar sobre los detalles importantes y

olvidar los aspectos no relevantes desde

perspectiva del usuario.

• Permite separar el comportamiento

esencial de un objeto de su

implementación.

Programación II


Abstracción

• Se implementa

mediante

la identificación

de clases.

Programación II

Encapsulamiento


Programación II

• Esconder todos los detalles de un objeto

que no contribuyen al entendimiento de

sus características esenciales.

Información escondida.

• Se refiere a incluir dentro de un objeto

todo lo que éste necesita y hacerlo de

forma tal que ningún otro objeto vea su

estructura interna.


Encapsulamiento

Programación II

• Permite realizar cambios a los programas

con poco esfuerzo.

• La idea principal es proteger los datos de

un objeto del uso arbitrario.

• Se implementa mediante la interfaz de los

elementos que definen una clase.


Encapsulamiento

Programación II

Modularidad


Programación II

• Descomponer un sistema en un conjunto

de unidades discretas.

• Está asociado al concepto de

programación modular / estructurada.

• Permite empaquetar la abstracción en

pequeñas unidades.

• Está íntimamente relacionado con el

encapsulamiento.


Modularidad

Programación II

• Los módulos son generalmente unidades

indivisibles.

• 5 criterios, 5 reglas y 5 principios.

• Se implementa mediante la instanciación

de objetos, la identificación de relaciones

entre clases y cómo éstas, en conjunto,

resuelven el problema tratado.


Modularidad

Programación II

Criterio 1 - Descomposición modular:

Descomponer el problema de software en un

pequeño número de sub-problemas menos

complejos, interconectados mediante una

estructura sencilla y suficientemente independien-

tes para permitir que el trabajo futuro pueda

proseguir por separado en cada una de ellos.

Ejemplo: diseño top-down

Contraejemplo: inicialización global


Modularidad

Programación II

Criterio 2 - Composición modular:

Favorece la producción de elementos que se

pueden combinar libremente unos con otros para

producir nuevos sistemas, posiblemente en un

entorno bastante diferente de aquél en que

fueron desarrollados inicialmente.

Ejemplo: biblioteca de subprogramas

Contraejemplo: uso de preprocesadores


Modularidad

Programación II

Criterio 3 - Comprensibilidad modular:

Ayuda a producir software en el cual un lector

humano puede entender cada módulo sin tener

que conocer los otros.

Ejemplo: biblioteca de subprogramas de

índole específico

Contraejemplo: dependencias secuenciales


Modularidad

Programación II

Criterio 4 - Continuidad modular:

Un pequeño cambio en la especificación de un

problema provoca sólo cambios en un solo

módulo o en un pequeño número de módulos.

Ejemplo: constantes simbólicas

Contraejemplo: estructuras estáticas


Modularidad

Programación II

Criterio 5 - Protección modular:

Produce arquitecturas en las cuales el efecto de

una situación anormal que se da dentro de un

módulo durante su ejecución, queda confinado a

dicho módulo o en el peor caso, se propaga sólo

a unos módulos vecinos.

Ejemplo: verificación de los datos de entrada

en su origen

Contraejemplo: excepciones indisciplinadas


Modularidad

Programación II

Regla 1 – Correspondencia directa:

La estructura modular obtenida en el proceso de

construcción de software debe seguir siendo

compatible con cualquier otra estructura modular

obtenida en el proceso de modelado del dominio

del problema.


Modularidad

Programación II

Regla 2 – Pocas interfaces:

Cada módulo debe comunicarse con el menor

número de módulos posible.


Modularidad

Programación II


Modularidad

Regla 3 – Pequeñas interfaces:

Si dos módulos se comunican deben intercambiar

la menor información posible.

Programación II


Modularidad

Regla 4 – Interfaces explícitas:

Siempre que dos módulos A y B se comuniquen,

esto debe ser obvio a partir del contexto de A, de

B o de ambos.

Programación II


Modularidad

Regla 5 – Ocultamiento de información:

Cada módulo debe tener seleccionada un

subconjunto de propiedades como información

oficial del módulo para ponerla a disposición de

otros módulos.

Programación II


Modularidad

Principio 1 – Unidades modulares

lingüísticas:

Los módulos deben corresponderse con las

unidades sintácticas en el lenguaje utilizado.

Programación II


Modularidad

Principio 2 – Auto-documentación:

Toda la información relativa a un módulo debe

formar parte del mismo módulo.

Programación II


Modularidad

Principio 3 – Acceso uniforme:

Todos los servicios ofrecidos por un módulo

deben estar disponibles a través de una

notificación uniforme sin importar la forma como

están implementados.

Programación II


Modularidad

Principio 4 – Abierto / Cerrado:

Los módulos deben ser a la vez abiertos y

cerrados.

Abierto disponible para ser extendido.

Cerrado disponible para ser usado por

otros módulos.

Programación II


Modularidad

Principio 5 – Elección única:

Siempre que un sistema de software deba admitir

un conjunto de alternativas, habrá un módulo del

sistema (y sólo uno) que conozca su lista

completa.

Programación II

Jerarquía


Programación II

Jerarquía

• Es el acto o resultado de distinguir un

concepto que es más general que otro.

• Permite examinar si los conceptos tienen

algo en común.

• Nos ayuda a percibir que todas las

instancias de un concepto más específico

son también instancias de un concepto

general.


Programación II

Jerarquía

• Permite empaquetar la abstracción en

pequeñas unidades.

• Representa la organización de una

abstracción.

• Su uso simplifica el entendimiento del

problema.

• Se implementa mediante las relaciones de

herencia y agregación entre clases.


Programación II

Tipos


Programación II

Tipos

• Permite agrupar o formar un conjunto de

objetos con características o

comportamientos similares.

• Dos cosas que tienen la misma forma

abstracta son análogas => son del mismo

tipo.


Programación II

Tipos

• Se implementa mediante la descripción o

identificación de los elementos que

describen una clase:

datos /

información atributos

operaciones /

comportamiento métodos


Programación II

Concurrencia


Programación II

Concurrencia

• Es la propiedad que distingue un objeto

activo de uno que no lo es.

• Permite a diferentes objetos actuar al

mismo tiempo; cada uno de ellos tiene

autonomía.


Programación II

Concurrencia

• Se implementa mediante el proceso de

creación o instanciación de objetos a

partir de su clase y las propiedades de

identidad y estado de los objetos:

clase definición / tipología del

concepto

objeto instancia / ocurrencia

cualquiera del concepto


Programación II

Persistencia


Programación II

Persistencia

• Es la propiedad que un objeto tiene de

existir en el tiempo y en el espacio.

• Un objeto existe hasta que no sea más

necesitado y el espacio que ocupa es

reutilizado.


Programación II

Persistencia

• Tanto la necesidad de espacio para

almacenar el objeto como su recupera-

ción, involucran a los dependientes

(objetos relacionados) de dicho objeto.

• Se implementa mediante los procesos de

construcción y destrucción de los objetos

definidos como parte del comportamiento

de la clase.


Programación II

Polimorfismo


Programación II

• Es el fenómeno mediante el cual una

operación adopta varias formas de

implementación.

• Habilidad para usar el mismo símbolo

para propósitos diferentes cuando el

contexto es claro.


Polimorfismo

Programación II

• Para el usuario, la visión del operador es

una sola, el objeto se encarga de decidir

qué hacer; los detalles de implementación

quedan ocultos.

• Dos operaciones completamente

diferentes comparten el mismo nombre.


Polimorfismo

Programación II

• Ventajas: extensibilidad, código compacto,

claridad.

• Se implementa mediante la sobrecarga de

funciones y operadores.


Polimorfismo

Programación II

Una abstracción simple sirve

Coacción como diferentes tipos mediante

una conversión de tipos implícita

• Específico

Un identificador simple denota

Sobrecarga muchas abstracciones

Por parámetro Una abstracción opera uniforme-

mente a través de diferentes tipos

• Universal

Por inclusión Una abstracción opera a través de

una relación de inclusión


Polimorfismo

Programación II

Enlace Dinámico

Términos Técnicos

Programación II

• Enlace: conectar una llamada de función

al cuerpo de la función; enlace estático o

temprano: se lleva a cabo antes de que el

programa se ejecute; enlace dinámico

posterior: ocurre en tiempo de ejecución.

• Representa uno de los mayores avances

de la Orientación a Objetos y es una

propiedad común (no necesaria) de los

lenguajes orientados a objetos.

Términos Técnicos

Enlace Dinámico

Programación II

• Es un elemento necesario para poder

realizar el polimorfismo.

• Para su implementación, debe existir un

mecanismo que determine el tipo de

objeto en tiempo de ejecución y haga la

llamada a la función apropiada.

Términos Técnicos

Enlace Dinámico

Programación II

enlace estático

enlace dinámico

vs

Términos Técnicos

Enlace Dinámico

Programación II

Objeto

Mecanismos básicos

Programación II

• Son las unidades básicas de

construcción, para conceptualización,

diseño o programación.

• Son instancias organizadas en clases con

características comunes.

Mecanismos básicos

Objeto

Programación II

• Desde la perspectiva de un programa, los

objetos son módulos que contienen datos

(atributos) y las instrucciones u

operaciones (métodos) que operan sobre

esos datos y trabajan juntos para proveer

funcionalidad.

Mecanismos básicos

Objeto

Programación II

• La habilidad para reconocer objetos es

una herramienta que los humanos

aprenden desde muy temprana edad.

• 3 características: estado, identidad y

comportamiento.

Mecanismos básicos

Objeto

Programación II

Fórmula conceptual:

Objeto = Atributos + Métodos

Mecanismos básicos

Objeto

Programación II

Mecanismos básicos

Objeto

Atributo

Método

Mensaje

Módulo /

Paquete

Programación II

Objeto - Estado

• Contiene todas las propiedades

(usualmente estáticas), además de los

valores actuales de estas propiedades

(usualmente dinámicas).

• Hace que cada objeto sea único.

• La respuesta que un objeto puede dar,

luego de la llamada de un mensaje,

depende de su estado actual.

Mecanismos básicos

Programación II

Objeto - Estado

• Determina cómo son los nodos en un

diagrama de transición de estados del

objeto.

• Nota: principio de persistencia.

• Ejemplos: color – rojo; peso – 75.4; edad

– 24; número de ítems – 190; profesión –

“Arquitecto”.

Mecanismos básicos

Programación II

Objeto - Identidad

• Distingue a un objeto del resto.

• Es independiente del estado.

• Se conserva durante toda la vida del

objeto, aún cuando se realicen cambios

de estado.

• Es la base para construir / armar un

mensaje hacia el objeto correspondiente.

Mecanismos básicos

Programación II

Objeto - Identidad

• Es una propiedad muy importante para

las Bases de Datos Orientadas a Objetos

(OODB).

• Nota: principio de concurrencia.

• Ejemplos: X1, X2, MiVentana,

MauricioPaletta.

Mecanismos básicos

Programación II

Objeto - Comportamiento

• Indica la forma como el objeto actúa y

reacciona en término de los cambios de

estado.

• Está totalmente definido por sus acciones

u operaciones.

• 2 conceptos importantes: método y

mensaje.

Mecanismos básicos

Programación II


• Nota: principios de encapsulamiento y

polimorfismo.

• Ejemplos: ObtenerValor, AsignarValor,

Agregar, Quitar, Sumar.

Mecanismos básicos

Programación II


Método:

Procedimiento que reside en el objeto y

determinan cómo éste actuará cuando

reciba un mensaje. Su ejecución puede

cambiar el estado del objeto, crear objetos

nuevos, enviar mensajes a otros objetos,

etc.

Mecanismos básicos

Programación II


Mensaje:

Canal de comunicación que usan los

objetos para ejecutar acciones. Sólo

cuando se recibe un mensaje, el objeto

ejecuta una acción. Todo proceso es

activado por mensajes entre objetos.

Mecanismos básicos

Programación II


Mensajes

Atributos

Métodos

Asignar / Set

Obtener / Get

(Atributos)

Mecanismos básicos

Programación II


Mensaje = Identidad del Objeto + Método +

Parámetros

Mecanismos básicos


Programación II


Es el conjunto de mensajes a los cuales

un objeto responde o puede responder.

Nótese que no necesariamente es igual

al conjunto de métodos del objeto

(encapsulamiento y polimorfismo).

Mecanismos básicos

Protocolo del Objeto:

Programación II

Clase

Mecanismos básicos

Programación II

Clase

• Define la estructura y el comportamiento

de una forma abstracta o concepto para

darle vida a los objetos.

• Es un patrón (plantilla) que define los

atributos y métodos a ser incluidos es un

tipo particular de objeto.

• Se dice que un objeto es una instancia

particular de una clase.

Mecanismos básicos

Programación II

Clase

• Consta de dos partes: una declaración y

una implementación. La declaración lista

o identifica los miembros de la clase

(atributos y métodos). La implementación

define el cuerpo de los métodos de la

clase.

Mecanismos básicos

Programación II

Clase

• Nota: principios de abstracción, jerarquía,

modularidad y tipos.

• Nota: principio de encapsulamiento –

interfaz de la clase.

Mecanismos básicos

Programación II

Clase - interfaz

• Determina la forma en la cual los

elementos de la clase (atributos y

métodos) pueden o no ser usados (son

visibles) por cada uno de los tres tipos

diferentes de usuarios:

· Elementos de la misma clase.

· Elementos de clases relacionadas (herencia).

· Otros elementos externos.

Mecanismos básicos

Programación II

Clase - interfaz

• Tres niveles de interfaz:

Mecanismos básicos

Privada Visibilidad sólo para la

misma clase

Protegida Visibilidad para la misma

clase y clases relacionadas

Pública Visibilidad para cualquiera

Programación II

PUBLICA

Otros usuarios externos

PROTEGIDA

Clases relacionadas

Clase - interfaz

PRIVADA

Clase actual

Mecanismos básicos

Programación II

Clase - relaciones

• Basado en el principio de jerarquía, para

la definición de una clase nueva se

pueden usar clases existentes, ya sea

incorporando un objeto como atributo de

la clase (agregación) o estableciendo una

generalización (herencia).

Mecanismos básicos

Programación II

Clase - relaciones

Para dos clases A y B:

A es una agregación de B si y sólo si

(B contiene a A)

A forma parte de B

A hereda de B si y sólo si

(B es una generalización de A)

A es un caso particular de B

Mecanismos básicos

Programación II

Clase – relaciones (ejemplo)

-Capacidad

-Longitud

Aeronave

-# Turbinas

-Modelo

Avión

-# Motores

-Tipo Motor

-Autonomía

Avioneta

-Diámetro Hélice

-Tipo Motor

HelicópteroAeropuerto

Torre

-Número

Puerta

-Número

-Estado

Plataforma

-Número

-Estado

Hangar

-Número

-Tipo

Pista

1

1

1

1..*

11..*

1

1..*

1

1..*

*

-Comunica con

1

1..*

-Embarque / Desembarque

1

1..*

-Aterriza / Despega

1..*

1..* -Usa

1..*

1..*

-Aterriza / Despega

1..*

1..*

-Aterriza / Despega

1..*

Mecanismos básicos

Programación II

Herencia

Mecanismos básicos

Programación II

Herencia

• Permite crear clases nuevas a partir de

clases ya existentes, estableciendo

niveles de jerarquía y programando sólo

las diferencias.

• Permite refinar las estructuras sin

necesidad de duplicar información.

Mecanismos básicos

Programación II

Herencia

• La clase nueva (jerarquía inferior) es

conocida como subclase o clase derivada

y la clase de mayor nivel se denomina

superclase o clase base.

• Según el número de clases base, puede

ser de dos tipos: simple (una sola clase

base) y múltiple (mas de una clase base).

Mecanismos básicos

Programación II

Herencia - ejemplo

Ge

ne

raliz

ació

n

Esp

ecia

liza

ció

nMecanismos básicos

Programación II

Herencia

Clase Derivada = Clases Base +

Otros Elementos

Mecanismos básicos


Programación II

Herencia

Nota: Si el identificador de un método o

atributo de una clase cualquiera es similar

a alguno de los elementos de una posible

clase base, cualquier referencia a este

identificador estará asociado al elemento

de la clase derivada, a menos que se

indique lo contrario.

Mecanismos básicos

Programación II

Herencia

Nota: Cuando un objeto recibe un mensaje

que contiene un método que no está

definido en su clase, se busca

automáticamente hacia arriba en su

jerarquía de clases. Igual ocurre al

acceder a un atributo del objeto.

Mecanismos básicos

Programación II

Herencia – clase abstracta

Mecanismos básicos

• Clases cuya descripción es incompleta.

• Sólo sirven para ser usadas como clases

bases en una relación de herencia.

• En términos de diseño, son útiles para

permitir a un usuario refinar o

particularizar un concepto.

Programación II


Mecanismos básicos

• No es posible o no tiene sentido instanciar

objetos con ellas.

• Por lo general contienen uno o más

métodos virtuales.

Programación II


Nota: Aunque pueden haber métodos

genéricos definidos en algún nivel de la

jerarquía de clases, no está prohibido que

existan definiciones específicas o

detalladas en los niveles inferiores. En

este caso, ambos métodos pueden ser

usados (como si fuera un polimorfismo),

siempre y cuando no se trate de la

redefinición de un método virtual.

Mecanismos básicos

Programación II


Mecanismos básicos

Programación II

Herencia –método virtual

Mecanismos básicos

• Pertenece a una clase abstracta.

• Debe ser obligatoriamente redefinido en

las clases derivadas.

• Puede verse como una indicación a los

usuarios de la clase base, que parte del

trabajo a realizar en la clase derivada, es

definir estos métodos a fin de que se

complete el comportamiento del concepto.

Programación II


Mecanismos básicos

• Su uso tiene implicaciones en los

espacios de memoria ocupados por los

objetos instanciados.

Programación II


Nota: Un método no virtual de una clase

base y otro similar (polimórfico) de la

clase derivada ocupan ambos espacios

de memoria independientes. En un

método virtual sólo se tiene el espacio de

memoria ocupado por la redefinición en la

clase derivada.

Mecanismos básicos

Programación II

Herencia – interfaz

• Permite determinar qué criterio de interfaz

(público, privado ó protegido) se va a usar

para los usuarios de la clase derivada con

los elementos públicos de la clase base.

Mecanismos básicos

principios orientacion-objetos

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