Introduccin a la Programacin Orientada a Objetos Herencia

Introducción a la Programación Orientada a Objetos Herencia y Polimorfismo Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 2018 IPOO 2 cuatrimestre 2018 Sonia Rueda

Paradigmas de Programación El desarrollo de un sistema de software es un proceso de abstracción a partir del cual se construye un modelo de la solución de un problema. En los problemas de mediana y gran escala la construcción del modelo requiere creatividad, pero también de un paradigma que guíe, oriente y sistematice cada etapa del proceso. Un paradigma brinda un principio, una metodología y un conjunto de herramientas que favorecen la aplicación del la metodología.

Programación Orientada a Objetos El principio fundamental de la programación orientada a objetos es desarrollar software en base a las entidades de un modelo. Una metodología orientada a objetos brinda pautas para cada etapa del proceso de desarrollo de software. La estrategia sigue siendo dividir el problema en subproblemas para reducir la complejidad. La metodología nos indica cómo dividir. Las principales herramientas son el lenguaje de modelado y el lenguaje de programación.

Programación Orientada a Objetos Desarrollo de requerimientos

Programación Orientada a Objetos Diseño Internado Internación Paciente Control Signos. Vitales Presion. Arterial Médico Residente Jefe de Servicio El diseño puede incluir varios diagramas de clases. Si hay clases compartidas los diagramas tienen que ser consistentes.

Programación Orientada a Objetos Diseño Empleado Técnico Médico Residente Administrativo Asistencial Enfermero Jefe de Servicio

Programación Orientada a Objetos Implementación APLICACIÓN class Paciente class Internado class Empleado class Asistencial class Medico class Residente class Jefe. Servicio class Signos. Vitales class Internación class Presion. Arterial class Control Con frecuencia un programador implementa solo uno de los diagramas de clase o incluso parte de un diagrama de clases.

Programación Orientada a Objetos Verificación Servicios Clases Integración entre clases

Programación Orientada a Objetos Modelo computacional Internación Internado Médico Signos. Vitales Control El modelo computacional de la programación orientada a objetos es un mundo poblado de objetos comunicándose a través de mensajes. Cada objeto que recibe un mensaje ejecuta un servicio determinado por su clase.

Programación Orientada a Objetos El objetivo de la programación orientada a objetos es favorecer la calidad y la productividad. La POO mejora la calidad y la productividad a través de los conceptos de: • abstracción de datos y encapsulamiento • herencia y polimorfismo

Herencia La herencia es un mecanismo que permite organizar una colección de clases a través de una relación de generalización-especialización. Consideremos dos o más clases que comparten algunos atributos y servicios y difieren en otros. Es posible definir una clase base, con los atributos y servicios compartidos y luego extender esa clase base en dos o más clases derivadas. La definición de las clases derivadas incluye solo los atributos y comportamiento específicos, que distinguen a los objetos de la clase derivada de las instancias de la clase general.

Herencia La herencia simple exige que el proceso de clasificación se realice de manera tal que cada clase derivada corresponda a una única clase base. Gráficamente la estructura de clases forma un árbol que describe la jerarquía de herencia. En cada rama del árbol las clases superiores son los ancestros de las clases inferiores, que son sus descendientes. La herencia múltiple permite que una clase derivada pueda heredar de dos o más clases generales. Es una alternativa poderosa pero más compleja.

Herencia Cuando la herencia es simple el árbol puede construirse desde la raíz hacia las hojas o en sentido inverso. Es decir, el proceso de clasificación puede hacerse partiendo de una clase muy general y descomponiéndola en otras más específicas identificando las diferencias entre los objetos. El proceso continúa hasta alcanzar subclases homogéneas, hablamos de especialización.

Herencia Alternativamente es posible partir del dominio de todas las instancias y agruparlas en clases según sus similitudes, hablamos entonces de generalización. Estas clases serán a su vez agrupadas en otras de mayor nivel hasta alcanzar una única clase muy general.

Herencia Empleado iniciar. Turno (t: Turno) fin. Turno (t: Turno) Asistencial administrar. Farmaco(p: Paciente, f: Farmaco) controlar. Paciente(p: Paciente): Control mas. Antiguo(a: Asistencial): boolean Médico indicar. Internacion(p: Paciente): Internacion prescribir. Farmaco(p: Paciente): Farmaco controlar. Paciente(p: Paciente): Control Consideramos solo parte de una rama del árbol.

Herencia en Java La herencia en Java es simple aunque puede simularse herencia múltiple. La clase derivada extiende a la clase base a través de la palabra extends. La clase derivada hereda atributos y métodos, pero no los constructores. Los constructores de una clase base pueden ser accedidos desde los constructores de sus descendientes directos, usando la palabra super. Los métodos de la clase derivada pueden derogar a los métodos de sus clases ancestros.

Herencia en Java class Empleado{ … public void iniciar. Turno(Turno t){} public void fin. Turno(Turno t){} } class Asistencial extends Empleado{ … public void administrar. Farmaco(Paciente p, Farmaco f){} public Control controlar. Paciente(Paciente p){} public boolean mas. Antiguo(Asistencial a){} } class Medico extends Asistencial{ … public Farmaco prescribir. Farmaco(Paciente p){} public Internacion indicar. Internacion (Paciente p){} public Control controlar. Paciente(Paciente p){} }

Herencia en Java Paciente p = new Paciente(…); Asistencial v 1 = new Asistencial(…); Medico v 2 = new Medico(…); Farmaco f = v 2. prescribir. Farmaco(p); Las instancias de la clase Medico pueden recibir el mensaje prescribir. Farmaco con un objeto de clase Paciente como parámetro. Las instancias de la clase Asistencial no tienen la capacidad de atender el mensaje prescribir. Farmaco.

Herencia en Java Paciente p = new Paciente(…); Asistencial v 1 = new Asistencial(…); Medico v 2 = new Medico(…); Farmaco f = v 2. prescribir. Farmaco(p); v 1. administrar. Farmaco(p, f); v 2. administrar. Farmaco(p, f); La clase derivada Medico hereda los métodos definidos en la clase base Asistencial. Las instancias de la clase Medico son también instancias de la clase Asistencial y de la clase Empleado.

Modificadores en Java El modificador final tiene significados levemente distintos según se aplique a una variable, a un método o a una clase. Para una clase, final significa que la clase no puede extenderse. Es, por tanto el punto final de la rama de clases derivadas. Para un método, final significa que no puede redefinirse en una clase derivada. Para una variable, final significa también que no puede ser redefinido en una clase derivada, pero además su valor no puede ser modificado.

Redefinición en Java En Java mismo nombre puede utilizarse para definir un método en la clase base y otro en la clase derivada. Si en la clase derivada se define un método con el mismo nombre, número y tipo de parámetros que un método definido en la clase base, el método de la clase base queda derogado. Decimos que la definición de la clase derivada redefine al método de la clase base. Los métodos derogados pueden accederse con la palabra super.

Redefinición en Java class Asistencial extends Empleado{ … public Control controlar. Paciente(Paciente p){} } class Medico extends Asistencial{ … public Control controlar. Paciente(Paciente p){} }

Polimorfismo se refiere a la propiedad que permite que las entidades de una misma clase puedan tomar diferentes formas y su forma determine el modo en que se comportan. Por ejemplo las entidades de la clase Vertebrado pueden ser aves y mamíferos, entre otras. Todas pueden trasladarse pero lo hacen de manera diferente.

Polimorfismo En la programación orientada a objetos el polimorfismo permite que el comportamiento de un objeto en respuesta a un mensaje dependa de la clase a la que pertenece. De modo que si una entidad de la clase Vertebrado recibe el mensaje “trasladarse” va a poder hacerlo, pero la manera de trasladarse va a depender de su clase. En Java el polimorfismo está relacionado con variables, asignaciones y métodos.

Variable polimórfica Una variable polimórfica es aquella que puede estar ligada a objetos de diferentes clases. El tipo de la declaración, llamado tipo estático, determina el conjunto de tipos de los objetos que pueden ligarse, esto es el conjunto de tipos dinámicos. El tipo estático se conoce en compilación, el tipo dinámico se liga en ejecución.

Asignación polimórfica Una asignación polimórfica liga un objeto de una clase a una variable polimórfica. Empleado v 0; Asistencial v 1 = new Asistencial(…); Medico v 2 = new Medico(…); Son válidas las siguientes asignaciones polimórficas: v 0 = v 1; v 0 = v 2; v 1 = v 2; v 0 = new Asistencial(…); v 0 = new Medico(…); v 1 = new Medico(…);

Tipo Estático y Dinámico Empleado Asistencial Médico Tipo Estático Tipos Dinámicos Empleado Asistencial Medico Medico

Tipo Estático y Dinámico Empleado v 0 Asistencial Medico v 3 = Empleado v 4 = new Asistencial(…); v 1 = new Asistencial(…); v 2 = new Medico(…); Variable Tipo Estático Tipo Dinámico v 0 Empleado Asistencial v 1 Asistencial v 2 Asistencial Medico v 3 Medico V 4 Empleado Medico

Ligadura dinámica de código La ligadura dinámica de código es la vinculación en ejecución de un mensaje con un método. La ligadura dinámica de código es un recurso valioso cuando uno o más métodos de una clase están redefinidos en una o más clases derivadas. c = v 1. controlar. Paciente(p); Asistencial c = v 2. controlar. Paciente(p); Medico La ligadura entre el mensaje y el método se determina en ejecución según la clase del objeto.

Chequeo de Tipos en Java En Java el polimorfismo y la ligadura dinámica quedan restringidos por el chequeo de tipos. El compilador realiza algunos controles estáticos que previenen errores de tipo en ejecución. El chequeo de tipos establece restricciones sobre: • las asignaciones polimórficas • los mensajes que un objeto puede recibir

Chequeo de tipos en Java Asistencial v 1 Asistencial v 2 Medico v 3 = new Asistencial(…); = new Medico(…); v 3 = v 1; Error v 3 = v 2; Error v 3 = new Asistencial(…); Error El tipo estático restringe las asignaciones polimórficas.

Chequeo de tipos en Java Asistencial v 1 = new Asistencial(…); Asistencial v 2 = new Medico(…); Medico v 3 = new Medico(…); Paciente p = new Paciente(…); Farmaco f; f = v 1. prescribir. Farmaco(p); Error f = v 2. prescribir. Farmaco(p); Error f = v 3. prescribir. Farmaco(p); El tipo estático determina los mensajes que el objeto puede recibir.

Chequeo de tipos en Java Asistencial v 1 Asistencial v 2 Medico v 3 Empleado v 4 = = new new Asistencial(…); Medico(…); Asistencial(…); Si la clase Asistencial define: public boolean mas. Antiguo(Asistencial e) { … } v 1. mas. Antiguo (v 2); v 1. mas. Antiguo (v 3); v 1. mas. Antiguo (v 4); Error El tipo estático del parámetro formal restringe el tipo estático del parámetro real.