Java POO 4 Herencia

POO en Java IV: HerenciaPOO en Java IV: Herencia

Franco Guidi PolancoEscuela de Ingeniera Industrial

Pontificia Universidad Catlica de Valparaso, Chilef d @ [email protected]

Actualizacin: 17 de noviembre de 2010

Herencia

Es la derivacin de una clase a partir de otra existente.El objetivo es la reutilizacin del software

desarrollado.

HerenciaHerencia

Franco Guidi Polanco 2

Superclases y subclaases

Una clase derivada de otra clase recibe tambin el nombre de subclase o clase hija.

La clase de la cual se deriva una subclase se denomina clase base, superclase o clase padre.

Vehculos de cargaSuperclaseClase baseClase padre

Camin

Clase padre

SubclaseClase derivada

La herencia aplica en relaciones de naturaleza B es un

Camin Clase derivadaClase hija


La herencia aplica en relaciones de naturaleza B es un tipo de A

Herencia simple

Una clase es subclase de una nica superclase.

Vehculos de carga

C iCamin


Herencia mltiple

Una clase es subclase de ms de una superclase.

Vehculos t t

Vehculos titerrestres acuticos

Vehculos anfibios

Java no soporta la herencia mltiple.


Jerarquas de Herencia

La herencia organiza clases bases y derivadas

Pen jerarquas de clases.Una subclase hereda

Persona

propiedades de la respectiva superclase.

b l d

Alumno Profesor

Una subclase, respecto de su superclase:

Agrega nuevas propiedades

Profesorhora

Alumnopregrado

Alumno magster

Agrega nuevas propiedades Modifica propiedades

heredadas


Implementacin de jerarquas de herencia

Ejemplo:

Persona Atributos:- RUTOperaciones:

-set y get RUT- RUT- Nombre

-set y get RUT- set y get Nombre

AlumnoAtributos:

- RUTOperaciones:

-set y get RUTAlumno- Nombre- Rol UCV

- set y get Nombre- set y get Rol UCV



Para crear una subclase a partir de una superclase, la subclase debe declararse:

public class NombreSubclase extends NombreSuperclase



public class Persona { public class Alumno extends Persona {public class Persona {private String rut;private String nombre;

public class Alumno extends Persona {private String rolUCV;public Alumno() {

public Persona() {rut = "00000000-0";nombre = ""; }

public void setRut(String r){t }

rolUCV = 000000-0";}public void setRolUCV(String r){

rolUCV = r; }bli St i tR lUCV(){rut = r; }

public String getRut(){return rut; }

public void setNombre(String n){nombre = n; }

public String getRolUCV(){return rolUCV; }

}nombre = n; }

public String getNombre(){return nombre; }

}


Superclase Subclase

Miembros heredados

Una subclase hereda de su superclase (por el momento): Variables de instancia pblicas Mtodos pblicos

Todos los anteriores pueden ser utilizados en la b l i h bi id d l dsubclase como si hubieran sido declarados en

ella.


Miembros no heredados

Una subclase no hereda: Propiedades privadasPropiedades privadas Constructores

Sin embargo es posible hacer un uso indirecto de ellos Variables definidas Invocacin al constructor de la superclase.


Miembros no heredados: Variables definidas

Las variables privadas no son heredadas, por lo que no pueden aparecer en el cdigo de la subclase.

Sin embargo se puede hacer uso indirecto de ellas a travs de los mtodos pblicos de la superclase.

Se dice que estas variables se encuentran definidas en la Se dice que estas variables se encuentran definidas en la subclase.


Miembros no heredados: Variables definidas (cont.)

Ejemplo incorrecto:public class Persona { public class Alumno extends Persona {

Variables definidas en Alumnopublic class Persona {private String rut;private String nombre;









public String quinSoy(){return rut + nombre + rolUCV;nombre = n; }


}

return rut + nombre + rolUCV;}

}


Error: no pueden ser accesadas directamente

Miembros no heredados: Variables definidas (cont.)

Ejemplo correcto:public class Persona { public class Alumno extends Persona {public class Persona {private String rut;private String nombre;









public String quinSoy(){return getRut() + getNombre()nombre = n; }


}

return getRut() + getNombre()+ rolUCV;

}}


Esto s funciona

Miembros no heredados: Constructores

Los constructores no son heredados, por lo que cada subclase debe tener su(s) propio(s) constructor(es). Sin embargo en los constructores se puede invocar

al constructor de la superclase con la instruccin:

super( lista parmetros )

La instruccin super debe ser la primerainstruccin del constructor.


Constructores: la verdad parcial

Todo subclase debe incluir una referencia super a algn constructor de la superclase.

Si no se incluye la referencia super, Java incluye automticamente una referencia al constructor sinautomticamente una referencia al constructor sin parmetros de la superclase. Es decir incluye:

super()

Notar que se produce un error cuando no existe un constructor sin parmetros en la superclase y se omite laconstructor sin parmetros en la superclase y se omite la referencia super en la subclase por qu?


Constructores y herencia

Dos clases equivalentes:public class Alumno extends

Persona {private String rolUCV;

public class Alumno extendsPersona {

private String rolUCV;public Alumno() {

rolUCV = 000000-0";}

public Alumno() {super();rolUCV = 000000-0";

}public void setRolUCV(String r){

rolUCV = r; }public String getRolUCV(){

return rolUCV; }



return rolUCV; }public String quinSoy(){

return getRut() + getNombre() + rolUCV;

}

public String quinSoy(){return getRut() + getNombre()

+ rolUCV;}


}}

}}

Constructores y herencia

Qu pasa en este caso?public class Persona {private String rut;private String nombre;


private String rolUCV;public Persona(String r, String n) {

rut = r;nombre = n;

}

public Alumno() {super( 000000-0, N/A );rolUCV = 000000-0";

}}public void setRut(String r){

rut = r; }public String getRut(){

return rut; }





return rolUCV; }public String quinSoy(){

return getRut() + getNombre() l


}+ rolUCV;

}}

Constructores y herencia: Atencin!

Qu pasa en el siguiente caso?public class Persona {private String rut;private String nombre;


private String rolUCV;public Persona(String r, String n) {

rut = r;nombre = n;

}

public Alumno() {rolUCV = 000000-0";

}}public void setRut(String r){


return rut; }

public void setRolUCV(String r){rolUCV = r; }




public String quinSoy(){return getRut() + getNombre()

+ rolUCV;}


}}

}

Herencia: la verdad total

En Java toda clase extiende otra clase.Las clases que no declaran extender a otras,Las clases que no declaran extender a otras,

extienden a la clase Object.Object es la superclase (directa o indirecta) de j p ( )

todas las clases.Todas las clases son subclases de Object o de otra

subclase.

Por lo tanto: todos los constructores incluyen (explcitamente o no) una referencia al constructor de su superclase.


superclase.

Sobreescritura de mtodos

Un mtodo declarado e implementado en una sperclase puede ser reimplementado en una subclase. Esto se d i b it d t ddenomina sobreescritura de mtodos.

Conceptualmente significa que la subclase realiza la operacin de la sper clase, pero de un modo distinto.operacin de la sper clase, pero de un modo distinto.

Esto es un caso de polimorfismo. public class Persona {

i S ipublic class Alumno extends

P {private String rut;private String nombre;public String getRut(){

return rut; }public String getNombre(){

Persona {private String carrera;

public String identificarse(){public String getNombre(){return nombre; }

public String identificarse(){return rut + nombre;

}

public String identificarse(){return getRut() + getNombre()

+ carrera;}


}//otros miembros de la clase}

//otros miembros de la clase}


public class Persona {private String rut, nombre;public Persona(String r, String n){

rut = r; nombre = n;


private String carrera;public Alumno(String r, String ; ;

}public String getRut(){ return rut;}public String getNombre(){

return nombre;}

p ( g , gn, String c){

super(r,n); carrera = c;}public String identificarse(){


}}

return getRut() + getNombre() + carrera;

}}

Qu ocurre en las siguientes situaciones?Persona a new Persona(100 Matas)Persona a = new Persona(100, Matas);System.out.println( a.identificarse() ); Alumno a = new Alumno(100, Matas, Ind);S t t i tl ( id tifi () )

100Matas

100M t I d


System.out.println( a.identificarse() ); 100MatasInd







return nombre;}


super(r,n); carrera = c;}public String identificarse(){


}}


}}

Y qu ocurre aqu?Persona a = new Alumno( 100, Matas, Ind);System.out.println( a.identificarse() );








return nombre;}


super(r,n); carrera = c;}public String identificarse(){public String identificarse(){


}}


}}


}

Y qu ocurre aqu?Persona a = new Alumno( 100, Matas, Ind);System.out.println( a.identificarse() );

100MatasInd


Java resuelve en tiempo de ejecucin la asociacin entre la variable y el mtodo que debe invocar, en funcin del objeto que se encuentre referenciado en ella.


Persona a = new Alumno( 100, Matas, Ind);System.out.println( a.identificarse() );

El compilador Java es responsable de verificar que el mtodo pertenezca al tipo de dato declarado por la variable.l bl d d fEl intrprete Java es responsable de identificar y

ejecutar la implementacin del mtodo correspondiente al tipo de objeto referenciado encorrespondiente al tipo de objeto referenciado en el momento por la variable.


Reconocimiento de clases: operador instanceof

El operador instanceof permite reconocer la clase a la que pertenece un objeto referenciado desde unala que pertenece un objeto referenciado desde una variable determinada.Formato:Formato:

NombreVar instanceof NombreClaseEjemplo:Ejemplo:

if( pers instanceof Persona )System.out.println( La variable pers referencia a una Persona );y p ( p );

elseSystem.out.println( La variable pers no referencia a una Persona );


Operador instanceof y herencia

Todo objeto es instancia de la clase a la que pertenece, como tambin instancia de supertenece, como tambin instancia de su superclase.

Electrodomstico

Lavadora

Un objeto de la clase lavadora es tambin un electrodomstico


Operador instanceof: ejemplo Suponer:

Persona

Persona p1 =null:Profesor p2 = new Profesor();Alumno p3 = new Alumno();

Profesor Alumno

if( p1 instanceof Persona ) --> falseif( p2 instanceof Profesor ) --> trueif( 3 i t f Al ) tProfesor Alumno if( p3 instanceof Alumno ) --> trueif( p2 instanceof Alumno ) --> falseif( p3 instanceof Persona ) --> trueif( p2 instanceof Persona ) > trueif( p2 instanceof Persona ) --> true


Herencia y acceso a miembros de una clase

public class Persona {private String rut;private String nombre;public setDatos(String r String n) {


private String carrera;public setDatos(String r, String n) {rut = r;nombre = n; }


private String carrera;

public String matricularse(String c){

carrera = c;public String getNombre(){

return nombre; }}

}

}

Persona a = new Persona(); Esto debe funcionar:Persona a new Persona();a.setDatos( 1000-2, Luis);Alumno b = new Alumno();b tD t ( 2000 3 P l )


b.setDatos( 2000-3, Pamela );b.matricularse( Industrial );









return nombre; }}

}

}

Esto funciona? Error: el compiladordetermina que este mtodo no pertenece a Persona. SinPersona c = new Alumno(); no pertenece a Persona. Sin embargo la variable contiene referencia a un Alumno, que es un tipo de Persona (y que posee

t t d )

Persona c new Alumno();c.setDatos( 1000-2, Luis);c.matricularse( Comercial );


este mtodo).









return nombre; }}

}

}

Es necesario introducir un casting para indicar al compilador que el objeto referenciado en la variable es efectivamente una instancia de Alumno:efectivamente una instancia de Alumno:

Persona c = new Alumno();c setDatos( 1000-2 Luis);


c.setDatos( 1000 2 , Luis );( (Alumno)c ).matricularse( Industrial );


El casting no convierte objetos, simplemente explicita el tipo de objeto referenciado en una variable.

Persona Persona a = new Profesor();Profesor b = (Profesor) a; // OKAlumno c = (Alumno) a; // ERROR

Profesor Alumno Persona d = new Persona();Profesor e = (Profesor) d; // ERRORAlumno f = (Alumno) d; // ERROR

Alumno g = new Alumno();Profesor h = (Profesor) g; // ERROR


Miembros protegidos de una clase

El modificador de visibilidad protected, permite declarar visibilidad protegida en variables de instancia y mtodos.Los miembros de una clase con visibilidad

protegida son slo accesibles desde la misma claseo desde cualquier subclase de ella (no son accesibles desde otras clases)accesibles desde otras clases).



Por lo tanto, una subclase hereda de su superclase: Variables de instancia protegidas y pblicas Mtodos protegidos y pblicos



Ejemplo:public class Persona { public class Alumno extendsprotected String rut;protected String nombre;public Persona(String r String n) {

Persona {private String rolUCV;bli Al () {public Persona(String r, String n) {

rut = r;nombre = n;

}public void setRut(String r){

public Alumno() {super( 000000-0, N/A );rolUCV = 000000-0";

}pub c o d set ut(St g ){


return rut; }public void setNombre(String n){

public String quinSoy(){return rut + nombre

+ rolUCV;}

nombre = n; }public String getNombre(){

return nombre; }}

}


}

Identificacin de superclases

Contexto: se est desarrollando una aplicacin que trabaja con CDs, DVDs y discos de vinilo.

Problema: se establece que a pesar de tener sus propios atributos, todos ellos disponen de di ll di fi t ProductoMusicalcdigo, sello discogrfico y autor.

Se desea evitar duplicidad de cdigo.

ProductoMusicalcdigosello autor Decisin: se determina la

conveniencia de crear la clase ProductoMusical, que agrupa las propiedades comunes de los tres Vi ilDVDCD

autor

propiedades comunes de los tres tipos de productos. ViniloDVDCD


La superclase aparece por factorizacin de propiedades comunes

Clases abstractas

En el ejemplo anterior la clase ProductoMusical es abstracta (no representa entidades presentes en el dominio).

Esta condicin se explicita en el diseo declarando la clase como Esta condicin se explicita en el diseo, declarando la clase como abstracta.

ProductoMusical public abstract class ProductoMusical {ProductoMusical{abstract}

cdigosello

private int cdigo;private String sello;

sello autor

...}

Una clase abstracta no puede ser instanciada ha sido diseada slo

ViniloDVDCD

Una clase abstracta no puede ser instanciada, ha sido diseada slo para ser extendida.


Clases abstractas

Otro ejemplo: un software trabaja con distintas figuras geomtricas, todas ellas polgonos, con

algunas propiedades en comn (ej. cantidad de lados).

Polgono


Clases abstractas

public abstract class Poligono {protected int lados;public void setLados(int l){public void setLados(int l){

lados = l;}...

Polgono

}

public class Cuadrado extends Poligono {private int longitud; public void setLongitud(double l) {public void setLongitud(double l) {

longitud = l;}...


}

Mtodos abstractos

Supongamos que en el ejemplo anterior todos los polgonos deben proveer un mtodo de clculo de reaproveer un mtodo de clculo de rea.

Conflicto de fuerzas en diseo: Todos los polgonos deben proveer el

Polgono

mtodo, por lo tanto debiese aparecer a nivel de la superclase Polgono.

La operacin del mtodo depende de cada polgono concreto (ej. rea de cuagrado: lado2, rea de tringulo base * altura /2, etc.), por lo tanto no puede establecerse

l i i l d luna lgica comn a nivel de superclase.

Solucin: declarar mtodo como abstracto en la superclase.abst acto e a supe c ase


Mtodos abstractos

Un mtodo abstracto es un mtodo que se declaraen una superclase, pero sin proveer implementacin.La implementacin de un mtodo abstracto se

difiere para sus subclases.Una clase que declara uno o ms mtodos

b b ( d babstractos es necesariamente abstracta (y debe ser declarada como tal).Si b l i l t iSi una subclase no provee implementacin para un

mtodo abstracto que hereda de su superclase, es necesariamente abstracta (y debe ser declaradanecesariamente abstracta (y debe ser declarada como tal).


Mtodos abstractos

public abstract class Poligono {protected int lados;public int setLados(int l){

l d llados = l;}public abstract double getArea();...Polgono

}

public class Cuadrado extends Poligono {public class Cuadrado extends Poligono {private double longitud;public void setLongitud(double l) {

longitud = l;}public double getArea(){

return longitud*longitud;}

Franco Guidi Polanco

42

}...

}

Consecuencias del uso de mtodos abstractos

Si una superclase declara algn mtodo abstracto, entonces:abstracto, entonces: Las subclases concretas deben implementarlo. Las variables de referencia declaradas del tipo Las variables de referencia declaradas del tipo

de la superclase pueden recibir invocaciones al mtodo abstracto, sin necesidad de casting. , gEjemplo:

Polgono figura = new Tringulo(); getArea() fuePolgono figura new Tringulo();

double sup = figura.getArea();

getArea() fue declarado como mtodo abstracto en Polgono.


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