Programación Orientada a Objetos (POO)

Programación Orientada a Objetos (POO/OOP)

• Es un paradigma de programación que traslada al código mecanismos de entidades de la vida real.
• Sus beneficios incluyen encapsulamiento, abstracción, herencia y polimorfismo.

Beneficios de la POO

• Encapsulamiento: Permite empaquetar código dentro de un objeto, determinando su ámbito de actuación.
• Abstracción: Generaliza tipos de objetos a través de clases, simplificando el programa.
• Herencia: Reutiliza código al heredar atributos y comportamientos entre clases.
• Polimorfismo: Permite crear múltiples objetos a partir de un mismo código flexible.

Objeto

• Estructura de datos personalizada que contiene datos (atributos) y código (métodos).
• Los atributos son variables identificadas mediante sustantivos.
• Los métodos son funciones identificadas mediante verbos.
• Representa una instancia única de una entidad, interactuando con otros objetos a través de sus métodos.

Clase

• Es el "molde" para crear objetos de un tipo específico.
• El diseño de una clase debe seguir el principio de responsabilidad única, enfocándose en un objetivo único y bien definido.

Creación de Objetos

• Se usa la palabra reservada class seguida del nombre de la clase.
• Los nombres de clases se deben escribir en formato CamelCase y en singular.
• Se crean instancias u objetos concretos a partir de la clase genérica.

Métodos

• Son funciones que forman parte de una clase u objeto.
• Tienen acceso a otros métodos y atributos de la clase u objeto al que pertenecen.
• La definición de un método de instancia incluye el parámetro self, que referencia la instancia actual del objeto.

Atributos

• Son variables que viven dentro de una clase u objeto.
• Se accede a métodos o atributos del objeto usando la palabra self.

Inicialización (__init__)

• Es un método especial que se ejecuta al crear una instancia de un objeto.
• Permite asignar atributos y realizar operaciones con el objeto en el momento de su creación (constructor).
• Si no se usa self, se crea una variable local en vez de un atributo del objeto.

Atributos: Acceso Directo

• Se pueden modificar atributos directamente desde "fuera" del objeto, incluso después de su creación.
• Python permite añadir atributos dinámicamente a un objeto.

Atributos: Propiedades

• Las propiedades son una forma "pitónica" de manejar la privacidad de los atributos.
• Se implementan con decoradores: @property (getter) y @name.setter (setter).
• Permiten ofuscar el acceso directo a los atributos.

Atributos: Valores Calculados

• Una propiedad puede devolver un valor calculado o computado.
• No pueden recibir parámetros, en cuyo caso se debe implementar un método.

Atributos: Cacheando Propiedades

• Permite optimizar el rendimiento al almacenar el resultado de un cálculo costoso y reutilizarlo.
• Invalida la caché cuando cambian los atributos de los que depende el cálculo.

Atributos: Ocultando Atributos

• Por convención, los atributos "privados" comienzan con doble subguión __.
• Python realiza "name mangling", modificando el nombre del atributo con un prefijo de la clase.
• La filosofía de Python traslada la responsabilidad del manejo de objetos al desarrollador.

Atributos de Clase

• Se asignan a una clase y son compartidos por todos los objetos instanciados.
• Si se modifican desde un objeto, solo se cambia el valor en ese objeto específico.
• Si se modifican desde la clase, cambian en todos los objetos pasados y futuros.
• Para que un cambio solo afecte a objetos futuros, se deben usar atributos de instancia asignados en el constructor (__init__).

Métodos de Instancia

• Modifican o acceden al estado del objeto.
• Reciben self como primer parámetro.

Métodos de Clase

• Modifican o acceden al estado de la clase.
• Reciben cls como primer parámetro.
• Se identifican con el decorador @classmethod.

Métodos Estáticos

• No modifican el estado del objeto ni de la clase.
• No reciben parámetros especiales.
• Se identifican con el decorador @staticmethod.

Métodos Decorados

• Se pueden decorar métodos con la misma estructura que los decoradores de funciones.
• El decorador puede estar dentro o fuera de la clase (como método estático).
• Se debe tener en cuenta la llamada al método de instancia dentro del decorador.

Métodos Mágicos

• Son métodos especiales que empiezan y terminan con doble subguión __ (dunder-methods).
• Se "disparan" transparentemente al usar ciertas estructuras y expresiones del lenguaje.
• Permiten personalizar el comportamiento de operadores y otras funciones del lenguaje.

Métodos Mágicos: Comparación de Objetos

• La comparación de objetos se realiza con el método __eq__().

Métodos Mágicos: Suma de Objetos

• La "suma" de objetos se implementa con el método __add__(), que debe devolver un objeto de la misma clase.
• El parámetro suele llamarse other por convención.

Sobrecarga de Operadores

• Se puede simular la sobrecarga de funciones identificando el tipo del objeto que se pasa como argumento.
• Esta estrategia se aplica también al operador de igualdad (__eq__()) al comparar objetos de distinta naturaleza.

Método Mágico: __str__

• Permite establecer la forma en que un objeto es representado como cadena de texto.

Método Mágico: __repr__

• En ausencia de __str__(), se usa por defecto.
• Más orientado al desarrollador, mientras que __str__() lo está al usuario.
• Se invoca automáticamente cuando no existe __str__() o al pedir el "valor" del objeto en el intérprete interactivo.
• No es obligatorio incluir la dirección de memoria del objeto.

Gestores de Contexto

• Permiten aplicar acciones al entrar y salir de un bloque de código.
• Se implementan con los métodos __enter__() (acciones al entrar) y __exit__() (acciones al salir).
• La función __exit__() puede recibir información sobre una posible excepción ocurrida dentro del contexto.
• Se "activa" con la sentencia with.

Herencia

• Consiste en construir una nueva clase (derivada) partiendo de una clase existente (base), añadiendo o modificando aspectos.
• Reutiliza código y facilita la generalización.
• La clase derivada hereda el código de la clase base sin necesidad de copiarlo explícitamente.

Herencia: Heredar Desde una Clase Base

• Se indica la clase base entre paréntesis en la definición de la clase derivada.
• La clase derivada hereda todos los métodos de la clase base.

Herencia: Sobreescribir un Método

• Permite modificar el comportamiento de un método heredado en la clase derivada.

Herencia: Añadir un Método

• La clase derivada puede añadir métodos que no existen en la clase base.

Herencia: Accediendo a la Clase Base

• Se usa super() para acceder a métodos o atributos de la clase base, especialmente en el constructor.

Herencia Múltiple

• Python permite heredar de múltiples clases base.
• El orden en que se especifican las clases base es importante.
• Python resuelve conflictos de nombres a través del "orden de resolución de métodos" (MRO).
• Todas las clases en Python heredan de object.

Mixins

• Clases base "independientes" usadas para tareas auxiliares o transversales.
• Ayudan a evitar colisiones en métodos o atributos, reduciendo la ambigüedad de la herencia múltiple.

Agregación y Composición

• Relaciones "has-a" (tiene un) donde una clase se compone de otras clases.
• Agregación: El objeto utilizado puede funcionar por sí mismo.
• Composición: El objeto utilizado no puede funcionar sin su propietario.

Estructuras Mágicas: Secuencias

• Objetos en los que se puede acceder a elementos por índice y calcular su longitud.
• Deben implementar los métodos mágicos __setitem__(), __getitem__() y __len__().

Estructuras Mágicas: Diccionarios

• Implementan __getitem__() y __setitem()__ para obtener o fijar valores usando una clave en lugar de un índice.

Estructuras Mágicas: Iterables

• Implementan el protocolo de iteración, "entregando" un valor cada vez que se solicita.
• Deben implementar el método mágico __iter__(), que retorna una referencia al objeto iterador.
• El objeto iterador debe implementar __next__(), que devuelve el siguiente valor en la iteración.
• Un objeto iterable puede ser su propio iterador.

Iterables: Métodos Mágicos

• __iter()__ se invoca al usar la función iter().
• __next()__ se invoca al usar la función next().
• Los iterables se "agotan" (lanzan StopIteration al llegar al final).

Iterables: Iterador Externo

• Se puede implementar un iterador en una clase separada del iterable.

Iterables: Generadores

• Los generadores (funciones o expresiones) implementan el protocolo de iteración.
• La función next() sobre el generador devuelve el siguiente valor.

Estructura de una Clase (Guía de Estilo)

• Descripción de la clase.
• Constructor.
• Decoradores.
• Métodos de instancia.
• Propiedades.
• Métodos mágicos.
• Métodos de clase.
• Métodos estáticos.