Programación Orientada a Objetos (3er Curso, Grupo

8/14/2019 Programacin Orientada a Objetos (3er Curso, Grupo

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Programacin Orientada a Objetos (3 er curso, grupo 32)1. Introduccin: conceptos de Programacin Orientada a Objetos

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Pablo Castells Escuela Politcnica Superior

Universidad Autnoma de Madrid

Conceptos de ProgramacinOrientada a Objetos

Paradigmas de programacin

Abstraccin de datos

Prog. orientada a objetos

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Programacin imperativa

Programacin estructurada

Programacin estructurada (I)

Procedi-miento

Valores de entrada

3

FuncinValor(es) de salida

Valores de entrada

Bloqueprincipal

Programacin estructurada (II)

Abstraccin de operaciones

Estructura de un mdulo: Interfaz

Datos de entrada

Implementacin

Datos locales

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a to s e s a aDescripcin funcionalidad

Sintaxis del lenguaje:

Organizacin del cdigo en bloques de instruccionesDefinicin de funciones y procedimientos

Extensin del lenguaje con nuevas operacionesLlamadas a nuevas funciones y procedimientos

ecuenc a e nstruccones

Programacin estructurada: ventajas

Facilita el desarrollo

Se evita la repeticin del trabajo

Trabajo de programacin compartimentado en mdulos independientes

Diseo top-down: descomposicin en subproblemas

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Facilita el mantenimiento

Claridad del cdigo

Independencia de los mdulos

Favorece la reutilizacin

Programacin estructurada: ejemplo

double modulo (double u1, double u2)

void main (){

double u1, u2, m;u1 = 4;u2 = -2;

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double m;m = sqrt (u1*u1 + u2*u2);return m;

}

void main (){

printf (%lf, modulo (4, -2));}

m = sqrt (u1*u1 + u2*u2);printf (%lf, m);

}


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Tipos abstractos de datos

Abstraccin de datos + abstraccin de operacionesUn tipo abstracto de datos consiste en:

Estructura de datos que almacena informacin para representar un

determinado concepto

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Funcionalidad: conjunto de operaciones que se pueden realizar sobre el tipo

de datos

Sintaxis del lenguaje:

Mdulos asociados a tipos de datos

No introduce necesariamente variaciones respecto a la programacin modular

Abstraccin de datos

c

a

bx

y

z

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Abstraccin de operaciones

Entrada Entrada

9

arg1 arg1 arg2 arg3

SalidaSalida

Ejemplo de TAD en C

struct vector {double x;double y;

};

void construir (vector *u, double u1, double u2){

-> = 1

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u x = uu->y = u2;

}

double modulo (vector u){

double m;m = sqrt (u.x*u.x + u.y*u.y);return m;

}

void main (){

vector u;construir (&u, 4, -2);printf (%lf, modulo (u));

}

Ejemplo de TAD: extensibilidad

...

double producto (vector u, vector v){

return u.x * v.x + u.y * v.y;}

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void main (){

vector u, v;construir (&u, 4, -2);construir (&v, 1, 5);printf (%lf, producto (u, v));

}

Tipos abstractos de datos: ventajas

Conceptos del dominio reflejados en el cdigo

Encapsulamiento: ocultacin de la complejidad interna y detalles de los

datos y las operaciones

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Especificacin vs. implementacin: utilizacin del tipo de datos

independiente de su programacin interna

Mayor modularidad: tambin los datos

Mayor facilidad de mantenimiento, reutilizacin


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Programacin orientada a objetos

Programacin orientada a objetos=

soporte sintctico para los tipos abstractos de datos

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+prestaciones asociadas a las jerarquas de clases

+cambio de perspectiva

Programacin orientada a objetos (I)Soporte sintctico explcito para la abstraccin de datos

Cambia el punto de vista: los programas son apndices de los datosAparece un nuevo concepto: objetoObjeto = tipo abstracto de datos con estado (atributos) ycomportamiento (operaciones) propiosAparece el concepto de jerarqua de tipos, y con l:

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Herencia de estructura y funcionalidad Polivalencia de los tipos PolimorfismoSintaxis del lenguaje: Definicin de clases Funciones explcitamente asociadas a clases Creacin de objetos Acceso a atributos, invocacin de mtodos

ObjetoFunciones

Variables

Programacin orientada a objetos (II)

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Programacin orientada a objetos:ejemplo en Java

class Vector {

p ri va te d ou bl e x ;

p ri va te d ou bl e y ;

Vector (double u1, double u2) { x = u1; y = u2; }

l m l r rn M h r * + *

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u u u . x x y y

}

c la ss M ai nC la ss {

p ub li c s ta ti c v oi d m ai n ( St ri ng a rg s [ ]) {Vector u = new Vector (4, -2);

System.out.println (u.modulo ());

}

}

Programacin orientada a objetos:ejemplo en C++

class Vector {

private:

doub le x ;

doub le y ;

public:

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Vector (double u1, double u2) { x = u1; y = u2; }

double modulo () { return sqrt (x*x + y*y); }

};

v oi d m ai n ( )

{

Vector u (4, -2);

cout


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Lenguajes orientados a objetos

Simula (1967)

Smalltalk (1980)

C++ (1983, 1990)

Obect Pascal (1988)

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Lisp CLOS (1989)

Java (1995, 1997, 1998...)

Lenguajes puros vs. hbridos

Elementos de la programacin

orientada a objetosObjetos: atributos + mtodos

Mtodos: operaciones sobre los objetos

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Clases: categoras de objetos con propiedades y operaciones comunes

Jerarquas de clases

En algunos lenguajes las clases son objetos

Caso particular: paradigma prototipo-instancia

Relaciones, objetos compuestos

Estructura conceptual de un objeto

Propiedades: valores

Relaciones con otros objetos

Empleadoedad divisinsueldo bruto

Directivoedad divisinsueldo brutocategora

Empleado Directivo

nombre nombre

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Mtodos: cdigo Acceso al estado del objeto Clculos sobre el estado Modificacin del estado Constructores: inicializacin

mostrar datos

personales

calcular salario

neto

Empleado

Empleado

Relaciones entre objetos

Tipos de relaciones Especializacin: slo entre clases

Agregacin: objetos compuestos formados por partes

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. .

Implementacin Lenguajes con elementos especficos para relaciones

Atributos que contienen referencias (punteros) a objetos

Objetos: encapsulamiento

Porcin visible: interfaz (protocolo)

Contrato pblico de comportamiento

Descripcin de operaciones: informacin de entrada y de salida

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Porcin oculta: implementacin

Estructura de datos para almacenar la informacin

Cdigo que se ejecuta para realizar las operaciones

Datos

MtodosInterfaz

Ciclo de vida de los objetos

CreacinReserva dememoria: Empleadox = crear Empleado( )

Inicializacin de atributos: constructores

Manipulacin

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Acceso a a tributos: x . nombre

Invocacinde mtodos: x . salario_neto( )

DestruccinLiberar la memoria

Destruir partes internas, si las hay

Eliminar referencias al objeto destruido (p.e. jefe)


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Polimorfismo

SobrecargaRecta r1 = crear RectaRecta r2 = crear RectaVector v = crear Vectorr1. aralela r2

Ligadura dinmicaPersona xEmpleado y = crear Empleadox = yx.mostrar datos

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.r1.paralela (v)

Sobreescritura (especializacin)Persona x = crear personaEmpleado y = crear Empleadox.mostrar_datos ( )y.mostrar_datos ( )

. _ y.mostrar_datos ( )

Ligadura dinmica (II)

Fi u ra

Calcular rea de figura seleccionada

rea ( )

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Tringulo ElipseRectngulo

rea ( ) rea ( ) rea ( )

Ligadura dinmica de argumentos

Tringulodouble interseccin (Tringulo t)double interseccin (Elipse e)double interseccin (Rectngulo r)

Calcular rea de la interseccin de figuras seleccionadas

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Rectngulodouble interseccin (Tringulo t)double interseccin (Elipse e)

double interseccin (Rectngulo r)Elipse

double interseccin (Tringulo t)double interseccin (Elipse e)double interseccin (Rectngulo r)

Ligadura dinmica de argumentos:ambigedad (I)

CA f (A x, B y) f (B x, A y)

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B b 1 = crear BB b 2 = crear B

C c = crear C

c . f (b 1, b2)

B

?

Ligadura dinmica de argumentos:ambigedad (II)

A

B b = crear B

f (B x)

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f (A x)

b . f (b)

B

?

Ligadura dinmica de argumentos:ambigedad (III)

BA D f (A x) f (B x)

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C

C c = crear C

D d = crear D

d . f (c)

?


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Anlisis y Diseo Orientado a ObjetosUnified Modeling Language (UML)

Lenguaje grfico estndar para visualizar, especificar, construir y documentarlas partes de un sistema de software

Con cualquier proceso de desarrollo

A lo largo de todo el ciclo de vida

Con distintas tecnologas de implementacin

37

Herramientas para generar cdigo

Partes de un modelo en UML

El modelo de clases

El modelo de casos de uso

El modelo de interaccin

El modelo de estados

El modelo de implementacin

El modelo de instalacin ( deployment )

Diagramas UML

Estructurales

Clases

De comportamiento

Casos de uso

38

e os

Componentes

Instalacin

ecuenc a

Colaboracin

Estados

Actividad

Diagramas UML

Estructurales Clases

De comportamiento Casos de uso

39

etos

Componentes

Instalacin

ecuenc a

Colaboracin

Estados Actividad

Diagramas de clases y objetos

Clase

Atributos

Operaciones

Objeto

Atributos

Operaciones

Interfaz

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Dependencia

Generalizacin

Asociacin

Agregacin

Composicin

1..* 0..*Utiliza

Persona

nombre : Stringedad : Integer

Ordenador

nombre : Stringmemoria : Integer

Usuario1 : Persona

nombre = "Juan"

Servidor7 : Ordenador

nombre = "Andromeda"

D i a g r a m a

d e c l a s e s

41

fecha nac. = 21/07/76

memoria = 256

Usuario2 : Persona

nombre = "Luisfecha nac. = 21/07/85

PC12 : Ordenador

nombre = "Anubis"memoria = 128

D i a g r a m a

d e o

b j e t o s

Figura{abstract }

posicin : Punto

draw ( ) { abstract }area ( ) : Integer { abstract }

CanvasFormado por Formado por* *

42

Grupo

draw ( )area ( ) : Integer

Polgono


Punto

x : Integery : Integer

Crculo

centro : Puntoradio : Integer


Formadopor

*


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