Capítulo 7.1: Conceptos fundamentales de orientación a objetos

Conceptos fundamentales de orientación a objetos

• La programación orientada a objetos (POO) es un enfoque conceptual específico para diseñar programas utilizando un lenguaje que se centra en los objetos.

Abstracción

• La abstracción es la propiedad que considera los aspectos más significativos o notables de un problema y expresa una solución en esos términos.
• La abstracción posee diversos grados denominados niveles, lo que ayuda a estructurar la complejidad intrínseca que poseen los sistemas del mundo real.
• La abstracción se utiliza en el análisis de un sistema, concentrándose en qué hace y no en cómo lo hace.

Encapsulamiento y ocultación de datos

• El encapsulamiento significa reunir en cierta estructura todos los elementos que, a determinado nivel de abstracción, se pueden considerar de una misma entidad.
• El encapsulamiento oculta lo que hace un objeto de lo que hacen otros objetos del mundo exterior, por lo que se denomina también ocultación de datos.
• La interfaz de una clase representa un contrato de prestación de servicios entre ella y los demás componentes del sistema.

Herencia

• La herencia es el concepto de clases divididas en subclases, lo que conduce a la creación de jerarquías.
• La herencia permite la creación de nuevas clases a partir de otra ya existente, la que sirve de modelo se llama base y la que se creó, hereda sus características, además se pueden personalizar añadiendo rasgos adicionales.

Polimorfismo

• El polimorfismo es la propiedad que le permite a una operación o función tener el mismo nombre en clases diferentes y actuar de modo distinto en cada una de ellas.
• El polimorfismo es importante en el modelado de sistemas porque el uso de palabras iguales tiene comportamientos distintos, según el problema a resolver.
• En el desarrollo de software, el polimorfismo aprovecha la propiedad de la herencia y permite que un objeto determine en tiempo de ejecución la operación a realizar.### Fundamentos de Programación Orientada a Objetos
• La sobrecarga de métodos es una propiedad importante derivada del polimorfismo, que permite a un operador o función actuar de forma diferente dependiendo de los objetos sobre los que actúan.
• El polimorfismo permite intercambiar clases, permitiendo que un objeto de una clase sea reemplazado por otro objeto de la misma clase.
• La reutilización (reusabilidad) es otra propiedad fundamental de la programación orientada a objetos, que permite crear una clase y luego reutilizarla en otras aplicaciones.

Clases

• Una clase es una plantilla o modelo a partir de la cual se crean objetos.
• Los objetos que se derivan de la misma clase tienen características o propiedades similares.
• Todo el código escrito en Java está dentro de una clase.
• La biblioteca estándar de Java contiene cientos o miles de clases que sirven para diversos propósitos.

Objetos

• Un objeto es una instancia de una clase y tiene tres características o propiedades clave: estado, comportamiento e identidad.
• El estado de un objeto se refiere a los atributos o datos que lo diferencian de otros objetos.
• El comportamiento de un objeto se refiere a las operaciones o funciones que se pueden realizar sobre él.
• La identidad de un objeto se refiere a la propiedad que lo diferencia de otros objetos similares.

Identificación de Clases y Objetos

• La regla más simple para identificar clases es buscar nombres en el análisis del problema y en su dominio de definición.
• Los métodos corresponden a verbos y se definen como grupos de sentencias o instrucciones relacionadas que realizan una tarea específica sobre sus propios objetos.

Relaciones entre Clases

• Una relación es una conexión semántica entre clases que permite que una conozca los atributos, operaciones y relaciones de otras.
• Las relaciones entre clases se clasifican en dependencias, generalizaciones-especializaciones, asociaciones-agregaciones.
• La relación de dependencia se utiliza cuando se desee indicar que un elemento utiliza a otro.
• La relación de agregación es un caso especial de asociación y normalmente indica que una clase recuerda o retiene una relación con otra durante un período determinado.
• La herencia es una relación es-un expresada entre una clase más especial y una más general denominada base.

UML: Modelado de Aplicaciones

• El Lenguaje Unificado de Modelado (UML) es el lenguaje estándar de modelado de facto para el desarrollo de sistemas y software.
• El UML se utiliza para representar gráficamente las clases, objetos y sus relaciones.
• La notación UML se utiliza para modelar aplicaciones y otros dominios.### Modelado de sistemas
• El modelado es una abstracción de la realidad que se utiliza para gestionar la complejidad en el diseño de sistemas.
• Un modelo es una simplificación de un sistema real que facilita su comprensión, evaluación y análisis.

Lenguaje de modelado UML

• UML es un lenguaje de modelado visual que se utiliza para desarrollar sistemas de software.
• UML se compone de diagramas que representan los elementos y relaciones entre ellos.
• Un lenguaje de modelado es todo aquel que contiene una notación o medio de expresar el modelo y una descripción de su significado o metamodelo.
• Ventajas de UML:
  • Formal, cada elemento del lenguaje está rigurosamente definido.
  • Conciso.
  • Comprensible, completo, describe todos los aspectos importantes de un sistema.
  • Escalable, sirve para gestionar grandes y pequeños proyectos.
  • Construido sobre la filosofía de lecciones aprendidas, ya que recogió lo mejor de tres métodos populares probados.

Clases y objetos en UML

• Una clase es un tipo definido por el usuario que se utiliza para describir un conjunto de objetos que comparten una estructura, comportamiento y semántica comunes.
• Un objeto es una instancia de una clase.
• Una clase define la estructura y el comportamiento de un objeto.
• Los objetos se construyen a partir de las clases mediante la instanciación.
• Variables y métodos de una clase:
  • Variables de instancia: datos definidos en una clase que se utilizan para describir los objetos.
  • Métodos: código que se utiliza para operar sobre los datos de la clase.

Representación gráfica de clases y objetos en UML

• Una clase se representa con una caja rectangular dividida en compartimentos.
• El nombre de la clase se escribe en el compartimento superior.
• Los atributos se escriben en el compartimento medio.
• Los métodos se escriben en el compartimento inferior.
• Un objeto se representa con una caja rectangular con el nombre del objeto seguido de dos puntos y el nombre de la clase.
• La herencia es la relación entre dos clases, en la que una clase derivada se crea a partir de una clase base.

Herencia: clases derivadas

• La herencia es la manifestación más clara de la relación de generalización/especialización en la programación orientada a objetos.
• La herencia se utiliza para construir una nueva clase a partir de otra que ya existe y representa un concepto más general.
• Ventajas de la herencia:
  • Permite reutilizar código.
  • Facilita la creación de nuevas clases a partir de clases existentes.
  • Ayuda a organizar y estructurar el código de manera más eficiente.