repaso de javamaterias.fi.uba.ar/7562/2008/repaso-java.pdf · 2008. 8. 26. · es una solución al...

Facultad de IngenieríaUniversidad de Buenos Aires

75-62 Técnicas de Programación Concurrentes II

Lic. Ing. Osvaldo Clúa

2008

Repaso de Java

75-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2008 2

Orientación a Objetos● Hay Orientación a Objetos cuando hay:

– Tipos Abstractos de Datos (TAD).– Herencia.– Polimorfismo.

● Se llaman Basados en Objetos los lenguajes que solo soportan los TAD.

● Los TAD se llaman Clases.● Las Instancias de las Clases se llaman Objetos.● Las operaciones se llaman Métodos.


Invariantes de Representación

• El comportamiento de un TAD es independiente de su representación (Invariante de representación).

● Su desarrollo histórico abarca:– Built-in types (integer, boolean ...) El compilador

controla las operaciones que se pueden hacer sobre ellos.

– User defined types (Wirth). Permiten al programador definir tipos en función de tipos ya existentes.

– Abstract Data Types. Juntan la definición del tipo con sus operaciones en una misma construcción del lenguaje.

http://en.wikipedia.org/wiki/Data_types


Función de Abstracción

● El conjunto de valores que debe soportar un tipo de datos se conoce como valores abstractos.

● Sigue un desarrollo histórico paralelo al del invariante de representación. (Built-in, User defined, TAD).

● La función de abstracción relaciona los valores abstractos con los reales de TAD.


Especificación de un TAD

● Invariante de Representación: Indica si un TAD está bien formado.– Permite un razonamiento modular acerca del TAD.– Conviene escribirlo, aunque sea informalmente. De los

contrario deben leerse todas las operaciones para entender un TAD.

● Función de abstracción: indica como un determinado valor del TAD se corresponde con un valor abstracto.– A veces el esfuerzo de escribirla no ayuda demasiado al

diseño.


Relaciones entre las Clases

• Uso de un objeto de una clase (servidor) por parte de un objeto de otra clase (cliente).

• Composición (agregación) de clases para crear una nueva. (has_a).

• Generalización o especialización de las clases. (is_a).

• Ver por ejemplo el libro de Champeaux

http://g.oswego.edu/dl/oosdw3/index.html


Relación de Uso● El diagrama de la Relación de Uso puede

tener una forma de:– Árbol.– Capas.– Ciclos.

● Conocer un diagrama de uso permite:– Hacer un análisis de Impacto de un cambio.– Identificar oportunidades de reuso de código.– Determinar un orden de construcción.


Reuso

● Se pensó que la cohesión funcional permitiría el reuso. Sin embargo los módulos del modelo clásico no eran autocontenidos.

● La cohesión de un TAD u Objeto bien diseñado se conoce como Informacional.

● Si el TAD modela correctamente todos los aspectos de una entidad (real o abstracta) y oculta los detalles de su implementación, hace mas fácil su reuso.

http://www.incits.org/tc_home/k5htm/i2.htm#informational_cohesion


Casos de Reuso

● Puede haber Reuso del Diseño, Reuso de la Implementación o situaciones intermedias. – Design Patterns Los patrones son soluciones generales a

problemas recurrentes. Dan una guía para el desarrollo de las relaciones entre objetos.

– Architecture: describe la estructura de la estructura de una aplicación. Da una guía para el desarrollo global de la aplicación.

– Framework: Se reusa la lógica de control de un diseño. El desarrollador solo se ocupa de las operaciones específicas del producto a construir (hot spots).

– Component: se basa en desarrollar clases que luego se integren a una Arquitectura por medio de un Framework.

http://en.wikipedia.org/wiki/Design_patterns

http://en.wikipedia.org/wiki/Software_architecture

http://en.wikipedia.org/wiki/Software_framework

http://en.wikipedia.org/wiki/Software_component


Clases● La unidad de definición de datos y Comportamiento.

– Convención Java: se escriben con la primer letra en mayúsculas.

UML

Class Fraccion {private int numerador;private int denominador;public Fraccion (int num, int den){…}public int getNum(){…}public int getDen(){…}

}

Java

"+" public"#" protected"-" private"~" package Convenciones del Diagrama de Clases UML

http://java.sun.com/docs/codeconv/

http://www.agilemodeling.com/artifacts/classDiagram.htm

http://geosoft.no/development/javastyle.html#Naming Conventions

http://www.agilemodeling.com/style/classDiagram.htm


Atributos y métodos

Atributos, Variables de Instancia, Miembros de datos, campos.

Class Fraccion {private int numerador;private int denominador;public Fraccion (int num, int den){…}public int getNum(){…}public int getDen(){…}

}

Métodos, Miembros funcionales, Mensajes.


Atributos

● Conservan el estado de un objeto.– Variables de instancia (cambian con cada objeto).– Variables de clase (tienen el mismo valor para

todos los objetos).– Convención Java: se escriben con la primer letra

en minúscula.– Constantes.

● Convención Java: se escriben todo en mayúscula.


Atributos

• static– Es la forma de

indicar que se mantiene su valor para toda la clase.

• final– Es la forma de

indicar que es inmutable.

Public class Ejemplo{

private int variable_de_instancia;

private static int variable_de_clase;

public static final int CONSTANTE=360;

. . .

}


Métodos

● Son los que hacen las operaciones.– Construcción de un Objeto.– Mutación del estado de un objeto.– Producción de un Objeto a partir de otro.– Observación del estado de un objeto.

● Pueden ser de instancia o de clase.● Se invocan en el ambiente de un objeto o

de una clase.


public class Fraccion{private int num;private int den;Fraccion (int n, int d){

num=n;den=d;}public int getNum(){return num;}public int getDen(){return den;}public void setNum(int n){

num=n;}public void setDen(int n){

den=n;}public boolean esMayor

(Fraccion f){..}public static Fraccion max

(Fraccion f1, Fraccion f2){..}

private int static mcd (int u, int d){..}

public void simplificar(){..}; }

Métodos

Constructor

Observador

Mutador

Productor


Refinando la clase Fracción

● Función de Abstracción: – Números racionales.

● Invariante de representación– 1/2=2/4=3/6 etc. …

public class Fraccion{private int num;private int den;Fraccion (int n, int d){

num=n;den=d; simplificar()}public int getNum(){return num;}public int getDen(){return den;}public void setNum(int n){

num=n; simplificar();}public void setDen(int n){

den=n; simplificar();}public boolean esMayor

(Fraccion f){..}public static Fraccion max

(Fraccion f1, Fraccion f2){..}

private int static mcd (int u, int d){..}

private void simplificar(){..}; }

•Se oculta la representación.

•Se asegura la coherencia de la representación.

•¿Este método pertenece a ésta clase?

●¿Se puede pasar de punto flotante a fracción?


Herencia

● Es una forma de obtener nuevas clases a partir de clases existentes.– Super Clase y Sub Clase.

● Una SubClase adquiere todos los métodos de la SuperClase (herencia).

● Puede cambiar alguno de los métodos heredados (especialización).

● Puede agregar nuevos campos o métodos (extensión).

http://mindprod.com/jgloss/inheritance.html


Herencia en UML

● UML es un lenguaje de modelado.– La herencia es una

característica de la Programación OO.

– UML no modela la herencia sino la relación que le da origen.

SubClase.

SuperClase.

Relación is_a (generalización).

http://wwwis.win.tue.nl/2M390/oo_uml.html


Herencia en Javapublic class Fraccion{

private int num;private int den;Fraccion (int n, int d){..} . . .}

public class FraccionOper extends Fraccion {

FraccionOper(){super();}

public FraccionOper mas(Fraccion f){. . .}

}

•SuperClase.

•La SubClase extiende a la SuperClase.

•Se llama al constructor de la SuperClase.

•Toda FraccionOper es una Fraccion.


Uso de la Herencia en Javapublic class PruebaFraccionOp{

public statc void main (String args a[]) {Fraccion f1=new Fraccion (5,2);FraccionOper f2=new FraccionOper

(7,8);FraccionOper f3=new

FraccionOper(5,4);

FraccionOper f4=f2.mas(f3);

FraccionOper f5=f2.mas(f1);

FraccionOper f6=f1.mas(f2);}

}

Suma de dos FraccionOper.

Suma de una FraccionOper

con una Fracción.

Una Fracción NO PUEDE invocar al método mas.


Clases Abstractas

● Se diseñan únicamente para ser SuperClases.● Pueden tener métodos enunciados y sin

programar (métodos abstractos).● Pueden tener variables de instancia y métodos

programados.● No pueden instanciarse (no existen objetos

derivados de clases abstractas).● Pueden usarse como parámetros.● Las SubClases deben programar los métodos

abstractos.


Uso de Clases Abstractas public abstract class Ordenable{

public boolean esMayor(Ordenable a);public boolean esIgual(Ordenable a);

}

public class Fraccion extends Ordenable{...boolean esMayor(Ordenable a){. . . }oolean esIgual(Ordenable a){

. . .}}

public class Util {...

static Ordenable max (Ordenable a, Ordenable b){

if ( a.esMayor(b) )return a;else return b;

} . . .

Se obliga a programar estos métodos.Se pueden usar en algoritmos.

public abstract class Ordenable{boolean esMayor(Ordenable a);

boolean esIgual(Ordenable a);}

No es un productor!!

Fraccion f3= (Fraccion) Util.max (new Fraccion (3,4), new Fraccion (7,8))


Uso de Clases Abstractas (Java)




public abstract class Ordenable{boolean esMayor(Ordenable a);boolean esIgual(Ordenable a);

}

public class Fraccion extends Ordenable{

...boolean esMayor(Ordenable a){. . . }oolean esIgual(Ordenable a){

. . .}}

public class Util {...static Ordenable max

(Ordenable a, Ordenable b){if ( a.esMayor(b) )

return a;else return b;

} . . .


Interface

● Es un contrato para programar ciertos métodos.● Las clases pueden implementar una o varias

interfaces.● No pueden tener métodos programados ni static.

– Aunque sí constantes.● Es una solución al problema de la falta herencia

múltiple en Java.


Uso de las Interfaces (Java)public abstract class Ordenable{

public boolean esMayor(Ordenable a);public boolean esIgual(Ordenable a);

}

public class Fraccion implements Ordenable{...boolean esMayor(Ordenable a){. . . }oolean esIgual(Ordenable a){

. . .}}

public Interface Ordenable{boolean esMayor(Ordenable a);boolean esIgual(Ordenable a);

}

public class Util {...static Ordenable max

(Ordenable a, Ordenable b){if ( a.esMayor(b) )

return a;else return b;

} . . .





¿Interfaces o Clases Abstractas?● Una interface:

– Define el borde de comunicación entre dos clases.– Se refiere a una abstracción que una entidad provee de sí

misma al exterior.● Las distintas clases que implementan una interface

comparten un protocolo.● Las clases abstractas:

– Permiten implementaciones parciales.– Permiten poner la funcionalidad en el nivel

correspondiente.● Se decide en el Design Workflow del USDP.

http://mindprod.com/jgloss/interfacevsabstract.html

http://www.javaworld.com/javaworld/jw-12-1998/jw-12-techniques.html

http://www.javaworld.com/javaworld/javaqa/2001-04/03-qa-0420-abstract.html


Polimorfismo (Java)

class PoliA extends Poli{String uno(){

return “uno() de PoliA “;}}

Class Poli{String uno(){

return “uno() de Poli “;}

class PoliB extends Poli{String uno(){

return “uno() de PoliB “;}}

class Util{. . .static String uso (Poli p){

return p.uno();}}

. . .System.out.println(

Util.uso(new PoliA() );

¿Cuál es el usado?


Polimorfismo

● Principio de sustitución de Liskov.– Una clase puede reemplazarse por sus SubClases sin

alterar su corrección.● La habilidad de objetos de diferente clase de

responder a métodos del mismo nombre de acuerdo a su clase.

● El programador no tiene porque conocer el tipo de objeto por anticipado.– Run-time binding.

● El Artículo original de Liskov.

http://en.wikipedia.org/wiki/Liskov_Substitution_Principle

http://www.pmg.csail.mit.edu/~liskov/

http://reports-archive.adm.cs.cmu.edu/anon/1999/CMU-CS-99-156.ps

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