Herencia y Polimorfismo en CSharp

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UNIVERSIDAD DE CORDOBA FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIAS PROGRAMA INGENIERIA DE SISTEMAS CURSO: Electiva de profundización I (desarrollo de software libre) TEMA: Herencia y polimorfismo en C#. DESCRIPCION: Desarrollo practico del tema de la herencia y el polimorfismo en C#, abordando aspectos del lenguaje como la implementación de clases, áreas de visibilidad, declaración de propiedades,  sintaxis para definir la herencia, clases abstractas y métodos polimórficos del tipos abstracto, virtual y sobre escrito usando para ello una aplicación de consola. El documento presenta al respecto los pasos necesarios para crear, compilar y ejecutar una aplicación de consola desde el entorno de desarrollo integrado (IDE) MonoDevelop en Linux para el lenguaje C#. OBJETIVO: Diseñar e implementar en el lenguaje C# una jerarquía de clases para ejemplificar con una aplicación de consola los conceptos de herencia y polimorfismo en este lenguaje integrando conceptos nuevos de orientación a objetos como el uso de propiedades, especificando los pasos para construir, compilar y ejecutar la aplicación en el entorno de desarrollo MonoDevelop. PALABRAS CLAVES: Diseño de clases UML, Herencia y polimorfismo en C#, métodos virtuales, abstractos y sobre escritos en C#, desarrollo de aplicaciones de consola en MonoDevelop. DESARROLLO: A continuación se presenta un diagrama de clases en el que se ilustra una jerarquía de clases que permiten realizar las cuatro operaciones básicas entre dos números enteros, empleado para ello una clase abstracta que será de clase padre y en la que los dos números se modelan con el concepto de propiedad, además se presentara la forma de trabajo de C# con relación a los métodos polimórficos y el llamado de métodos de la clase padre desde métodos de la clase hija con el apuntador base. Lic. Luis Roberto Olascoaga Surmay

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UNIVERSIDAD DE CORDOBA

FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIAS

PROGRAMA INGENIERIA DE SISTEMAS

CURSO: Electiva de profundización I (desarrollo de software libre)

TEMA: Herencia y polimorfismo en C#.

DESCRIPCION:  Desarrollo  practico del   tema de  la  herencia  y  el  polimorfismo en C#, 

abordando aspectos del lenguaje como la implementación de clases, áreas de visibilidad, 

declaración de propiedades,  sintaxis para definir la herencia, clases abstractas y métodos 

polimórficos del tipos abstracto, virtual y sobre escrito usando para ello una aplicación de 

consola. El documento presenta al respecto los pasos necesarios para crear, compilar y 

ejecutar   una   aplicación   de   consola   desde   el   entorno   de   desarrollo   integrado   (IDE) 

MonoDevelop en Linux para el lenguaje C#. 

OBJETIVO:   Diseñar   e   implementar   en   el   lenguaje   C#   una   jerarquía   de   clases   para 

ejemplificar con una aplicación de consola los conceptos de herencia y polimorfismo en 

este   lenguaje   integrando  conceptos  nuevos de  orientación  a  objetos  como el  uso de 

propiedades, especificando los pasos para construir, compilar y ejecutar la aplicación en 

el entorno de desarrollo MonoDevelop.

PALABRAS CLAVES: Diseño de clases UML, Herencia y polimorfismo en C#, métodos 

virtuales,  abstractos y sobre escritos en C#, desarrollo  de aplicaciones de consola en 

MonoDevelop.

DESARROLLO: A continuación se presenta un diagrama de clases en el que se ilustra 

una jerarquía de clases que permiten realizar las cuatro operaciones básicas entre dos 

números enteros, empleado para ello una clase abstracta que será de clase padre y en la 

que los dos números se modelan con el concepto de propiedad, además se presentara la 

forma de trabajo de C# con relación a los métodos polimórficos y el llamado de métodos 

de la clase padre desde métodos de la clase hija con el apuntador base.

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Diagrama de clases

El siguiente diagrama de clases  ilustra  las clases necesarias para el ejemplo con una 

relación de herencia entre la clase padre o base TNumeros (que es abstracta), sus clases 

hijas   correspondientes   a   cada   una   de   las   cuatro   operaciones   básicas.   Observe   la 

convención   seguida   en   el   diseño   para   expresar   conceptos   de   orientación   a   objetos 

propios del lenguaje C#, como son los casos de las propiedades, los métodos virtuales, 

abstractos y sobre escrito. Note que el método Mostrar() de la clase padre TNumeros no 

es obligado implementarlo por las clase hijas, por ello la clase TResta no lo hace aunque 

las otras si lo sobre escribe, este detalle se explica mas adelante. 

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Implementación.

1. Entrar en Monodevelop: Aplicaciones + programación + Monodevelop

El IDE (entorno de desarrollo integrado) de monodevelop es como sigue: 

2. Crear una nueva solución: Archivo + nuevo + solución.

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Con lo que se despliega la siguiente ventana, en la que del nodo C# de la lista plantilla 

seleccionamos   la   opción   proyecto   de   consola.   Seguidamente   asigne   un   nombre   al 

proyecto   (para   el   caso   ejemplo1)   y   de   forma   opcional   seleccione   un   directorio   para 

guardar el proyecto con sus archivos respectivos, usando para ello el botón examinar. Si 

marca la opción crear subdirectorio de solución por separado, MonoDevelop creara un 

directorio aparte con el mismo nombre de la solución para contener en ellos los archivos 

de código fuente de clase (.cs) que cuelga dentro del directorio (raíz) de la solución, en el 

que van los archivos de proyecto y configuración. Seguidamente pulse el botón adelante.

3. Posteriormente  se   presenta  una  ventana  en   la  que  puede  añadir  otros  proyectos 

adicionales a la solución, los cuales son completamente opcionales. Así por ejemplo 

tenemos la opción para soporte GTK#, la cual es empleada por las aplicaciones que 

tendrán una interfaz grafica de usuario (GUI) en donde desarrollamos con ventanas y 

eventos. Igualmente vemos la opción para   un proyecto de traducción, con el fin de 

crear archivos necesarios que permitan cambiar durante la ejecución del programan el 

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idioma  de   la   interfaz  del  usuario,   incluido   los  posibles  mensajes  de  texto  que  se 

presenten al usuario final. 

Para   este   caso   ninguna   de   estas   opciones   son   necesarias   y   por   ello   no   debe 

marcarlas.  En  la  ventana  siguiente  se  observan  estas  opciones  y  se  aprecia  una 

descripción bastante clara al respecto.

4. La siguiente pantalla ilustra el estado inicial de la solución, donde en el panel izquierdo 

vemos el inspector de la solución,  mostrando las referencias (ensamblados externos) 

y las clases que componen el proyecto, para este caso el archivo principal Main.cs 

que contiene la clase MainClass presentada en el panel de la derecha. En este se 

aprecia que la definición de la clase se encuentra dentro de un nombre de espacio 

(namespace) llamado   ejemplo1, que es mismo nombre de la solución. La clase tiene 

por defecto un único método que es público, estático (static), tipo void llamado Main y 

que recibe por  parámetro  un vector  de cadenas de caracteres  (¿Qué   representan 

estos parámetros?).

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En este ejercicio no es necesario usar los nombres de espacio, por lo tanto en todos 

los archivos de clase que crearemos incluido el de la clase principal, quitaremos la 

declaración del nombre de espacio y la llave de apertura { y cierre de esta }. Antes de 

ver  el   código de esta  clase,  construiremos otras  clases  con sus correspondientes 

archivos de código fuente (.cs)

5. Anadir una nueva clase: Click derecho en el nombre de la solución (ejemplo1) + añadir 

+ nuevo archivo.

6. En la siguiente ventana seleccione del panel de la izquierda la opción general, luego 

del  panel  de  la derecha marque clase vacía y  finalmente  ingrese el  nombre de  la 

clase, para este caso será TNumeros. Finalmente pulse el botón nuevo.

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La pantalla  de abajo  ilustra el  esqueleto de  la  clase TNumeros recién creada que 

seguidamente procederemos a completar.

7. Implemente   la  clase  TNumeros  como  indica  en  la  pantalla  de abajo,  siguiendo   la 

sugerencia   anteriormente   señalada   borrando   el   nombre   de   espacio.   En   C#   el 

constructor   de   una   clase   tiene   el   mismo   nombre   de   la   clase,   una   visibilidad 

(normalmente publica) pero no se indica ningún tipo de retorno ni siquiera void. En la 

implementación del constructor,  se  inicia   los dos atributos a cero y se  imprime un 

mensaje indicando que se esta ejecutando el constructor de la clase padre, esto no es 

necesario   para   la   funcionalidad   de   la   clase,   solo   se   ha   incluido   para   que   usted 

compruebe que constructores se utilizan en cada objeto inicializado. Esta clase como 

características principales tiene que es abstracta por lo cual se precede su declaración 

de  la  palabra  reservada  abstract.  Esta clase declara  dos atributos ambos de  tipo 

entero, para definir posteriormente con ellos dos propiedades del mismo tipo, tanto el 

nombre del atributo como el  de la propiedad solo obedecen a una convención; de 

modo que a los atributos se les asigna un nombre que empieza por la letra F (de Field 

o campo) y la propiedad tendrá el mismo nombre del atributo pero sin la letra F inicial 

de éste.  

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Como puede observarse en la imagen que sigue abajo, la definición de una propiedad 

es   similar   a   la   de   un   método   con   la   salvedad   que   no   se   indican   paréntesis   ni 

parámetros  para   la  propiedad.    Aprecie  además  que  los  métodos  que  proveen  el 

encapsulado se incluyen en el cuerpo de la propiedad dentro de las llaves { } de esta. 

Estos métodos como es habitual  son el  modificador   (set)  y  el  selector   (get).  Una 

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propiedad en este orden de ideas, es entonces una forma de acceso indirecto a los 

atributos, pues la propiedad se hace pública,  el  atributo relacionado con ella sigue 

siendo privado y cuando se le asigna un valor a la propiedad este es “capturado” de 

manera automática en la variable reservada llamada value, es asignado al atributo por 

el método set. Cuando se requiere usar el valor de la propiedad, este valor se toma 

del valor del atributo y se retorna con la sentencia  return  en la implementación del 

método  get.  La  clase   tiene  un  método  abstracto   (que carece  de   implementación) 

llamado Operacion() y otro virtual  llamado Mostrar() que puede ser sobre escrito por 

las clases hijas y que es usado para presentar en pantalla el resultado de la operación 

entre los dos números.

8. Siguiendo los pasos 5 y 6 cree una nueva clase llamada TSuma que hereda de la 

clase abstracta TNumeros; lo cual en la sintaxis de C# se indica poniendo dos puntos 

(:) después del nombre de la clase hija (TSuma) seguido del nombre de la clase padre 

(TNumeros), como se aprecia seguidamente:

En la implementación del constructor vemos la sentencia :  base(), que significa que 

antes de de ejecutar el constructor de la clase hija se va a ejecutar el constructor de la 

clase padre. Este constructor en la clase hija solo muestra un mensaje indicando el 

tipo de hijo. Por ello al crear un objeto de la clase TSuma se muestran dos mensajes, 

el que ya indicamos en la clase padre seguido del que vemos en la presente pantalla.

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Al   heredar   de   una   clase   abstracta,   la   clase   TSuma  debe  implementar   todos   los 

métodos abstractos heredados,  para el  caso se  trata del método Operacion(),  que 

debe ser definido de idéntica forma a como viene de la clase padre; es decir con el 

mismo nombre, misma visibilidad, idéntico tipo de resultado e igual lista de parámetros 

tanto   en   tipo,   orden   y   cantidad.   Cuando   una   clase   hija   implementa   un   método 

abstracto se  debe usar la palabra reservada override (sobre escrito) en el momento 

en que se declara el  método y esta vez dicho método debe tener un cuerpo, una 

implementación. Para el caso la clase TSuma simplemente retorna la suma de las dos 

propiedades   Num1   +   Num2.   ¿Por   qué   no   se   implemento   como  return 

FNum1+FNum2?

El método Mostrar() en la clase padre fue declarado como virtual, lo que significa que 

tiene  una   implementación  pero  puede  ser  sobre  escrito  por   la  clase  hija,  por  ello 

también esta precedido por la palabra reservada override. En la implementación del 

método Mostrar() de la clase hija vemos que mostramos los dos números separados 

por el signo de la operación y luego invocamos (ejecutamos) la implementación de la 

clase padre para este mismo método, lo cual se hace usando nuevamente la palabra 

reservada base, esta vez indicando el nombre del método de la clase padre que se 

quiere ejecutar. Esta misma técnica se puede aplicar para cualquier caso en donde 

requerimos  ejecutar   la   implementación  de  un método  de   la   clase  padre  desde   la 

implementación de un método de la clase hija, ojo sin importar que estos métodos no 

sean los mismos (en cuanto a su nombre). ¿Qué sucede si en la implementación del 

método mostrar() no pusiéramos base.?

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9. Siguiendo los pasos 5 y 6 cree una nueva clase llamada TResta y asegúrese de que 

su implementación sea como sigue:

10. Construya las clases TProducto con el código como sigue:

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11. Construya las clases TCociente e impleméntela como sigue:

12. Pase al archivo Main.cs y asegúrese de que la implementación de la clase principal 

(MainClass) quede como sigue:

En esta clase vemos que los métodos son estáticos (static) (¿Por qué ambos deben 

ser estáticos?). El primero de ellos –el método Ejecutar()­ recibe por parámetro una 

instancia (objeto) de la clase abstracta TNumeros (¿Por qué si se supone que una Lic. Luis Roberto Olascoaga Surmay

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clase abstracta por definición no puede ser instanciada?), a este objeto se le asigna 

valores a sus dos propiedades pidiendo estos por consola y leyéndolos por teclado, 

haciendo   la   conversión   de   la   cadena   de   caracteres   recibida   del   método 

Console.ReadLine() usando el método estático Parse() del tipo int. (¿Acaso int no es 

un tipo de datos primitivo y por qué entonces tiene métodos?). Finalmente se llama al 

método mostrar.

En cuanto a la implementación del método Main vemos que se hacen llamados del 

método Ejecutar() pasando instancias inicializadas con new y el constructor respectivo 

de  cada  clase  hija   (¿Por  qué   se  puede  pasar  una   instancia  de  clase  hija  en  un 

parámetro cuyo tipo es clase padre?)

13. Para compilar el programa vaya por la opción construir + construir solucion o pulse la 

tecla F8.

14.  Para ejecutar el programa, como es de consola primero entre por la opción proyecto + 

opciones como si indica aquí:

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15. En la ventana desplegada haga click en el nodo ejecutar del panel de la izquierda y 

luego   maque   la   casilla   de   verificación   etiquetada   como   ejecutar   en   una   consola 

externa. Esto se hace para que el programa ejecute la sentencia Console.ReadLine() 

de forma correcta. Finalmente pulse el botón aceptar.

16. Para ejecutar el programa ahora pulse el botón depurar o vaya por la opción ejecutar 

+ ejecutar o pulse la tecla F5.

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Actividad propuesta.

Como complemente del anterior ejercicio desarrolle las siguientes actividades. 

1. Resuelva   con   sustentación   las   preguntas   realizadas   a   lo   largo   de   los   apartados 

anteriores.

2. Que  papel   cumple  el   puntero  this  a  nivel   de   la   implementación  y  el   llamado  de 

constructores sobre cargados desde otros constructores de la misma clase?. Ilustre 

con un ejemplo.

3. Plantee una solución posible  para el  caso en que desde  la   implementación de un 

constructor de una clase hija requiriéramos ejecutar un constructor de la clase padre 

pero después de haber ejecutado parte o todo el código propio del constructor de la 

clase hija. Tome en cuenta que el uso de base a nivel del constructor de la clase hija 

no sirve  en esta situación,  pues el  uso de este sugiere  una  llamada  implícita  del 

constructor de la clase padre antes de ejecutar la primera instrucción del constructor 

de  la  clase hija.  Realice  un ejemplo  que  implemente y  demuestre que  la  solución 

propuesta funciona correctamente.

4. Diseñe e incluya en el diagrama las clases necesarias para ampliar la funcionalidad de 

la aplicación creando e implementando dichas clases, de modo que esta permita:

a. Calcular el MCD de dos números enteros.b. Calcular el MCM de dos números enteros.

c. Representar  un  número  complejo   con  su  parte   real   y   su  parte   imaginaria, 

suponiendo que ambas están dadas por un número entero. Se hace necesario 

contar con un método que imprima el numero complejo de la forma binomial, 

por ejemplo 3 + 4i.

d. Calcular  la suma de los términos de la sucesión de fibonacci comprendidos 

entre dos términos de los que se conoce su orden o posición (ojo no el valor 

del termino), por ejemplo la suma de los términos que van del 3º al 10º (note 

que   no   se   indica   el   valor   del   termino   sino   su   posición,   el   valor   debe   ser 

calculado durante la operación). 

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