Presentacion Java 1

8/6/2019 Presentacion Java 1

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Tema 2: Programaci n orientada aobjetos en Java

Programaci n orientada aobjetos en Java

1.Clases de objetos2.Protecci n de miembros3.Protecci n de clases4. Inicializaci n y finalizaci n5.Creaci n de objetos6.Trabajando con objetos7.Relaciones entre objetos8.Clases anidadas e interiores

9.Autoreferencias10. Aplicaciones orientadas a objetos11. Herencia12. Adicin, redefinici n y anulaci n13. Protecci n y herencia

14. Herencia m ltiple15. Polimorfismo16. Ligadura din mica17. Informaci n de clases en tiempode ejecuci n18. Otros temas de inter s en Java


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Clases de objetos

Clases de objetos Las clases de objetos representan conceptos oentidades significativos en un problema determinado. Una clase describe las caracter sticas comunes de unconjunto de objetos, mediante dos elementos:

Atributos (o variables miembro, variables de clase) . Describen el estado internode cada objeto

Operaciones (o m todos, funciones miembro) . Describen lo que se puede hacercon el objeto, los servicios que proporciona


Atributos

Operaciones

Nombre de la claseCuenta

nmero: Stringtitular: Stringsaldo: FloatinteresAnual: Float

ingreso(cantidad: Floatl)reintegro(cantidad: Floatl)ingresoInteresMes()enRojos(): BooleanleerSaldo(): Real


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Durante la ejecuci n de la aplicaci n se producir la

instanciaci n de la clase, es decir, la creaci n de losobjetos que representan cada uno de los individuoscon sus caracter sticas propias, es decir, valoresespec ficos para sus atributos

Cuenta

nmero: Stringtitular: Stringsaldo: FloatinteresAnual: Float

ingreso(cantidad: Floatl)reintegro(cantidad: Floatl)ingresoInteresMes()enRojos(): BooleanleerSaldo(): Real

c : Cuenta

numero=123890023titular=Miguel P rezsaldo=1800.4inter sAnual=0.25

d : Cuenta

numero=23900839titular=AntonioGmezsaldo=200inter sAnual=0.25

e : Cuenta

numero=151590020titular=JavierS nchezsaldo=1200.2inter sAnual=1.25

Clase de objetos

Objetos

Clases de objetos



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La implementaci n de esta clase en Java se realizar a en un fichero con nombreCuenta.java , y su contenido ser a el siguiente:

class Cuenta {long numero;String titular;float saldo;float interesAnual;

void ingreso(float cantidad) { }void reintegro(float cantidad) { }void ingresoInteresMes() { }boolean enRojos() { }float leerSaldo() { }

}

Atributos

Operaciones

Los atributos pueden ser de cualquiera de los tiposb sicos de Java: boolean , char , byte , short , int, long ,float y double , referencias a otros objetos o arraysde elementos de alguno de los tipos citados

Clases de objetos



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Al contrario que C++, Java realiza la definici n e

implementaci n de la clase en el mismo lugar, en unnico fichero .java

Clases de objetos


class Cuenta {long numero;String titular;float saldo;float interesAnual;

void ingreso(float cantidad) {

saldo += cantidad;}

void reintegro(float cantidad) {saldo = cantidad;

}

void ingresoInteresMes() {saldo += interesAnual * saldo / 1200;

}

boolean enRojos() { return saldo < 0; }float leerSaldo() { return saldo; }

}


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El acceso a los atributos de la clase desde laimplementaci n de las operaciones se realiza deforma directa Los atributos u operaciones est ticas ( static ) no sonafectados por el proceso de instanciaci n de objetosa partir de la clase De un atributo est tico no se genera una copia porcada objeto que se crea. Existe una nica copiacompartida y accesible desde todos los objetos de laclase Una operaci n est tica nicamente puede acceder amiembros est ticos

Clases de objetos



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Clases de objetos


El atributo nOp mantiene una cuenta global del n mero de operacionesrealizadas en las cuentas del banco, para la realizaci n de estad sticas. La

operaci n leerNOperaciones() permite leer este contadorLa operaci n eurosAPesetas() es una operaci n auxiliar de la clase Cuenta para

ser usada cuando sea necesaria una conversi n de moneda

class Cuenta {long numero;String titular;

float saldo;float interesAnual;

// Contador de operacionesstatic int nOp = 0;

static int leerNOperaciones() { return nOp; }

// Operaci n est tica auxiliar de conversi nstatic long eurosAPesetas(float euros) { return euros * 166.386f; }

void ingreso(float cantidad) { saldo += cantidad; ++nOp; }

void reintegro(float cantidad) { saldo = cantidad; ++nOp; }}


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Protecci n de miembros de la clase El principio de ocultaci n de informaci n se plasmaen los lenguajes OO en diversos mecanismos deprotecci n de los miembros de la clase

UML permite asociar tres niveles de protecci

ndiferentes a cada miembro de la clase: Miembros p blicos (+). Sin ning n tipo de protecci n especial Miembros privados ( ). Inaccesibles desde el exterior de la clase Miembros protegidos (#). Similares a los privados aunque se permite su accesodesde las clases descendientes*

* Las veremos m s adelante, al estudiar el mecanismo de la herencia

Clase

atributoPrivado: Tipo+atributoPublico: Tipo#atributoProtegido: Tipo

operacionPrivada()+operacionPublica()#operacionProtegida()


Protecci

n demiembros


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class Cuenta {private long numero;

private String titular;private float saldo;private float interesAnual;

public void ingreso(float cantidad) {

saldo += cantidad;}

public void reintegro(float cantidad) {saldo = cantidad;

}

public void ingresoInteresMes() {saldo += interesAnual * saldo / 1200;

}

public boolean enRojos() { return saldo < 0; }public float leerSaldo() { return saldo; }

}


Protecci

n demiembros

En Java un miembro se etiqueta como p blico colo

cando el identificador public delante de su declaraci n Para los miembros privados utilizaremos elidentificador private

Cuenta

numero: Longtitular: Stringsaldo: Floatinter sAnual: Real

+ingreso(cantidad: Integer)

+reintegro(cantidad: Integer)+ingresoInteresMes()+enRojos(): Boolean+leerSaldo(): Integer


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Protecci

n demiembros

Los miembros no etiquetados son accesibles por parte

de clases amigas . En C++ y otros lenguajes OO lasclases amigas a una dada pueden indicarseexpl citamente En Java se consideran amigas todas aquellas que

forman parte del mismo paquete Un fichero fuente java forma en s un paquete y por tanto todas las clases incluidasen l son amigas

Las clases incluidas en varios ficheros fuente pueden agruparse en un nicopaquete indicando el nombre de paquete al principio de cada fichero mediante elindicador package

package prueba;

class A {...

}

class B {...

}

package prueba;

class C {...

}

class D {...

}

class E {...

}

Las clases A, B y C son amigas al perteneceral mismo paquete prueba

Las clases D y E son amigas al pertenecer almismo fichero fuente


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Protecci n demiembros

En este ejemplo, las clases Cuenta y Banco son amigas al pertenecer al mismofichero fuente. El acceso a los atributos de los objetos de la clase Cuenta almacenados

en el vector interno de Banco queda as garantizado. El atributo saldo puedemantenerse como privado puesto que existe una operaci n que permite obtener suvalor:

class Cuenta {long numero;String titular;private float saldo;float interesAnual;


saldo += cantidad;}


}


}


}

class Banco {Cuenta[] c; // vector de cuentas

...}


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Atenci n: todas las clases que no se declaren como

pertenecientes a ning n paquete de forma expl cita,pertenecen a un paquete por defecto y por tanto sonamigas Un paquete crea un espacio de nombres propios. Esto

significa que la clase pasa a tener como prefijo elpropio nombre del paquete. A la hora de utilizarlatenemos tres opciones:

Utilizar su nombre completo: prueba.A Importar esa clase, para poder utilizarla sin el prefijo. Esto se indica al principio del

cdigo fuente mediante import prueba.A Importar directamente todas las clases del paquete, que se usar an sin prefijo:

import prueba.*




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Un paquete puede estar situado dentro de otro

paquete formando estructuras jer rquicas. Ejemplo:miapp.prueba.A Java obliga a que exista una correspondencia entre laestructura de paquetes de una clase y la estructura de

directorios donde est situada La raiz de la estructura de directorios debe estarincluida en el classpath de Java (par metro cp )

Las clases miapp.prueba.A , miapp.prueba.B y miapp.C deben estar en la siguienteestructura de directorios:



A

B C

pruebamiapp


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Por protecci n de clases entendemos un nivel superiorde la ocultaci n de informaci n, a nivel de clases. Esdecir, se trata de especificar que clases pueden ser

utilizadas y cuales no, y por qui

n Dentro de un paquete, las clases son amigas y portanto no existen restricciones respecto a la utilizaci nde una clase por las otras

Sin embargo, desde el punto de vista del exterior,nicamente podr n ser utilizadas las clases p blicas del paquete, es decir, aquellas con el identificadorpublic situado delante de su declaraci n


Protecci n de clases



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Atenci n: Java s lo permite una clase p blica por

fichero fuente, y el nombre de la clase y el ficherodeben coincidir obligatoriamente



En nuestro ejemplo, si queremos que la clase Cuenta pueda ser utilizada desde elexterior del fichero Cuenta.java deberemos declararla como p blica

public class Cuenta {private long numero;private String titular;private float saldo;private float interesAnual;


saldo += cantidad;}


}


}


}


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La iniciaci n de los atributos de la clase se realiza enJava, al igual que en C++, mediante el uso de constructores cuyo nombre coincide con el de la clase


Inicializaci n yfinalizaci n

Inicializaci n y finalizaci n


Cuenta(long aNumero, String aTitular, float aInteresAnual) {numero = aNumero;titular = aTitular;

saldo = 0;interesAnual = aInteresAnual;

}

public void ingreso(float cantidad) {saldo += cantidad;

}

// Resto de operaciones de la clase Cuenta a partir de aqu


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Java permite la sobrecarga de operaciones , por tanto

se pueden definir varios constructores posible para unaclase siempre que se diferencien en la lista deargumentos



// Importar todas las clases del paquete java.ioimport java.io.*;


// Constructor generalCuenta(long aNumero, String aTitular, float aInteresAnual) {

numero = aNumero;titular = aTitular;saldo = 0;interesAnual = aInteresAnual;

}

P i i d


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// Constructor para obtener los datos de la cuenta de un ficheroCuenta(long aNumero) throws FileNotFoundException, IOException,

ClassNotFoundException {

FileInputStream fis = new FileInputStream(aNumero + .cnt);ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);numero = aNumero;titular = (String) ois.readObject();saldo = ois.readFloat();interesAnual = ois.readFloat();ois.close();

}

public void ingreso(float cantidad) {saldo += cantidad;

}


}


}


}

Nota: v ase el apartado I/O: Reading and Writing del tutorial Java de Sun como apoyo para entenderel c digo del nuevo constructor

P i i t d


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Si no se proporciona ning n constructor, Java

proporciona autom

ticamente un constructor pordefecto , que no recibe argumentos y realiza unainicializaci n por defecto de los atributos Una vez implementado un constructor propio por parte

del programador, Java elimina dicho constructor,aunque puede ser definido nuevamente de maneraexpl cita

Cuenta() {numero = 00000000;titular = ninguno;saldo = 0;interesAnual = 0;

}

Programaci n orientada a


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Naturalmente los constructores pueden ser marcados

como p

blicos, privados, protegidos o con acceso anivel de paquete, lo que especificar quien puede crearobjetos de esta clase y de que manera

// Constructor general

public Cuenta(long aNumero, String aTitular, float aInteresAnual) {numero = aNumero;titular = aTitular;saldo = 0;interesAnual = aInteresAnual;

}

// Constructor para obtener los datos de la cuenta de un ficheropublic Cuenta(long aNumero) throws FileNotFoundException,

IOException, ClassNotFoundException {FileInputStream fis = new FileInputStream(aNumero + .cnt);

ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);numero = aNumero;titular = (String)ois.readObject();saldo = ois.readFloat();interesAnual = ois.readFloat();ois.close();

}



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Cuando finaliza el uso de un objeto, es frecuente la

realizaci

n de ciertas tareas antes de su destrucci

n,principalmente la liberaci n de la memoria solicitadadurante su ejecuci n. Esto se realiza en C++ y otroslenguajes OO en los denominados destructores

Estos destructores son operaciones invocadasautom ticamente justo antes de la destrucci n delobjeto Sin embargo, en Java la liberaci n de memoria se

realiza de manera autom

tica por parte del recolectorde basura, por tanto la necesidad de este tipo deoperaciones no existe en la mayor parte de los casos



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Sin embargo s puede ser necesario realizar alguna

tarea no relacionada con la liberaci

n de memoriaantes de la destrucci n del objeto, como por ejemplosalvar el estado de la clase en un fichero o base dedatos

Java permite introducir c

digo para este finimplementando una operaci n pblica especialdenominada finalize . Esta operaci n es invocadaautom ticamente antes de la destrucci n del objeto por

parte del recolector de basura



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Siguiendo nuestro ejemplo, vamos asegurarnos de que el estado de una cuentaqueda salvado en disco antes de su destrucci n, para poder ser recuperadaposteriormente. Para ello introducimos el c digo de escritura en fichero en laoperaci n finalize de la clase Cuenta

public void finalize() : throws FileNotFoundException, IOException {

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(numero + .cnt);ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);oos.writeObject(titular);oos.writeFloat(saldo);oos.writeFloat(interesAnual);oos.close();

}

Problema: no es posible saber con seguridad en quemomento ser invocada finalize , puesto que elrecolector de basura puede decidir su eliminaci n en unmomento indeterminado, e incluso no ser eliminadohasta el final de la ejecuci n de la aplicaci n



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Una posible soluci n es ordenar al recolector de

basura que realice una limpieza de memoria inmediata,para asegurar la finalizaci n de los objetos. Esto serealiza mediante Runtime.getRuntime().gc() Por motivos de eficiencia, lo anterior es poco

recomendable, sobre todo si se hace con frecuencia Una mejor opci n es definir una operaci n ordinariacon este mismo prop sito, a llamar de manera expl citacuando haya finalizado el uso del objeto

Introduciremos en la clase Cuenta una operaci n pblica salvar en lugar de finalize ,con la misma implementaci n. Tras finalizar las operaciones sobre la cuenta,invocaremos a salvar para guardar los cambios realizados

gobjetos en Java




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objetos en Java

Creaci n de objetos

Creaci n de objetos

En Java los objetos se crean nicamente de formadin mica. Para ello se utiliza el operador new , demanera similar a C++

Los objetos en Java se utilizan siempre a trav

s dereferencias . Las referencias son similares a lospunteros de C/C++, aunque su uso es mucho m ssencillo

Por tanto los pasos a seguir en la creaci

n de unobjeto son: Declarar una referencia a la clase Crear un objeto mediante el operador new invocando al constructor adecuado Conectar el objeto con la referencia



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objetos en Java

Creaci

n de objetos

La creaci n de un objeto de la clase Cuenta se realizar a de la siguiente forma:

Cuenta c; // Una referencia a un objeto de la clase Cuentac = new Cuenta(18400200, Pedro Jim nez, 0.1f);

En cambio, los tipos b sicos (int, long, float, etc.) s pueden ser creados directamente en la pila. Esto esposible porque Java no los implementa realmente comoclases de objetos, por motivos de eficiencia ycomodidad, ya que su uso es muy frecuente

Cuenta c;float in;long num;

in = 0.1f;num = 18400200;

c = new Cuenta(num, Pedro Jim nez, in);



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objetos en Java

Creaci

n de objetos

Las cadenas de caracteres se implementan con unaclase ( String ). Sin embargo no suele ser necesaria sucreaci n de manera expl cita, ya que Java lo hace demanera autom tica al asignar una cadena constante*

String s; // Una referencia a un objeto de la clase String

// Conexi n de la referencia s con un objeto String// creado din micamente e inicializado con la constante Pedros = Pedro;

// Ser a equivalente a:// char[] cc = {'P', 'e', 'd', 'r', 'o'}// s = new String(cc);

* V ase el apartado Characters and Strings del tutorial de Java de Sun para m s informaci n

Los arrays tambi n deben ser creados din micamentecon new como si fueran objetos

int[] v; // Una referencia a un vector de enterosv = new int[10] // Creaci n de un vector de 10 enteros

Programaci n orientada ab


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objetos en Java

Creaci

n de objetos

Si el array es de referencias a objetos, habr que crearadem s cada uno de los objetos referenciados porseparado

La destrucci n de los objetos se realiza de maneraautom tica cuando el recolector de basura detecta queel objeto no est siendo usado, es decir, no est conectado a ninguna referencia

Cuenta[] v; // Un vector de referencias a objetos de la clase Cuentaint c;

v = new Cuenta[10] // Crear espacio para 10 referencias a cuentasfor (c = 0; c < 10; c++)

v[c] = new Cuenta(18400200 + c, Cliente n. + c, 0.1f);

Cuenta c1 = new Cuenta(18400200, Cliente 1, 0.1f);Cuenta c2 = new Cuenta(18400201, Cliente 2, 0.1f);

c1 = c2// El objeto asociado a la cuenta 18400200 ha// quedado desconectado y ser eliminado por el// recolector de basura

Programaci n orientada abj t J


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objetos en Java

Trabajando conobjetos

Trabajar con un objeto Java es similar a C++, aunquelas referencias permiten un uso mucho m s sencillo

Trabajando con objetos

Cuenta c1 = new Cuenta(18400200, Pedro Jim nez, 0.1f);Cuenta c2 = new Cuenta(18400201);

c2.reintegro(1000);c1.ingreso(500);

if (c2.enRojos())System.out.println(Atenci n: cuenta 18400201 en n meros rojos);

System.out.println(Saldo actual de la cuenta 18400201: + c1.leerSaldo());

c1 = new Cuenta(18400202);// El objeto asociado a la Cuenta 18400200 queda desconectadoc1.ingreso(500);

System.out.println(Saldo actual de la cuenta 18400202: + c1.leerSaldo());



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objetos en Java

Trabajando conobjetos

En este ejemplo se pide un n mero de cuenta al usuario y una cantidad a retirar. Acontinuaci n se carga la cuenta solicitada y se realiza el reintegro

BufferedReader br = new BufferedReader(InputStreamReader(System.in));

long nc;float mi;try {

System.out.println(Introduzca n m. de de cuenta: );nc = Long.parseLong(br.readLine());

System.out.println(Introduzca importe a retirar: );mi = Float.parseFloat(br.readLine());

}catch(Exception e) {System.out.println(Error al leer datos);return;

}

Cuenta c;try {

c = new Cuenta(nc);}catch(Exception e) {

System.out.println(Imposible recuperar cuenta);return;

}

if (c.leerSaldo() < mi)System.out.println(Saldo insuficiente);

elsec.reintegro(mi);

c.salvar();



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objetos en Java

Trabajando con

objetos

Naturalmente el compilador producir un error ante

cualquier acceso ilegal a un miembro de la claseCuenta c = new Cuenta(18400200, Pedro Jim nez, 0.1f);

c.saldo = 1000;

Cuenta.java:XX: saldo has private access

c.saldo = 1000;^

1 error

El acceso a un miembro est tico se realiza utilizandoel nombre de la clase en lugar de un objeto

Cuenta c = new Cuenta(18400200, Cliente 1, 0.1f);

c.ingreso(1000);int pts = Cuenta.eurosAPesetas(c.leerSaldo());

System.out.println(Saldo: + c.leerSaldo() + ( + pts + pesetas);



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Relaciones entre objetos

objetos en Java

Relaciones entre

objetos

Un conjunto de objetos aislados tiene escasacapacidad para resolver un problema. En unaaplicaci n real los objetos colaboran e intercambianinformaci n, existiendo distintos tipos de relacionesentre ellos A nivel de dise o, podemos distinguir entre 5 tipos derelaciones b sicas entre clases de objetos:dependencia , asociaci n, agregaci n, composici n yherencia*

* La veremos m s adelante, en un apartado espec fico



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objetos en Java

Relaciones entre

objetos

La dependencia es la relaci n menos importante.Simplemente refleja que la implementaci n de unaclase depende de otra Una dependencia puede indicar la utilizaci n de unobjeto de una clase como argumento de una operaci nde otra o en su implementaci n

Como vimos anteriormente, la clase Cuenta requiere las clases FileOutputStream yObjectOutputStream de la librer a de clases de Java para la implementaci n de laoperaci n salvar

java.io.FileOutputStream

java.io.ObjectOutputStream

Cuenta

numero: Longtitular: Stringsaldo: Floatinter sAnual: Float

+ingreso(cantidad: Integer)+reintegro(cantidad: Integer)+ingresoInteresMes()+enRojos(): Boolean+leerSaldo(): Integer+salvar()



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j

Relaciones entre

objetos

En cambio, la asociaci n es la relaci n m s importantey com n. Refleja una relaci n entre dos clasesindependientes que se mantiene durante la vida de losobjetos de dichas clases o al menos durante un tiempoprolongado En UML suele indicarse el nombre de la relaci n, elsentido de dicha relaci n y las cardinalidades en losdos extremos

Vamos a sustituir el atributo titular por una asociaci n con una nueva clase Clientecompleta

titular1

Cuenta

numero: Longsaldo: Floatinter sAnual: Float

+ingreso(cantidad: Integer)+reintegro(cantidad: Integer)+ingresoInteresMes()+enRojos(): Boolean+leerSaldo(): Integer+leerTitular(): Cliente+salvar()

Cliente

nombre: Stringapellidos: Stringdirecci n: Stringlocalidad: StringfNacimiento: Date

+nombreCompleto(): String+direccionCompleta(): String

*



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Relaciones entre

objetos

Una asociaci n se implementa en Java introduciendoreferencias a objetos una clase como atributos en laotra Si la relaci n tiene una cardinalidad superior a unoentonces ser necesario utilizar un array dereferencias. Tambi n es posible utilizar una estructurade datos din mica del paquete java.util como Vector oLinkedList para almacenar las referencias Normalmente la conexi n entre los objetos se realizarecibiendo la referencia de uno de ellos en elconstructor o una operaci n ordinaria del otro


public class Cliente {


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Relaciones entre

objetos

public class Cuenta {private long numero;private Cliente titular;private float saldo;private float interesAnual;

// Constructor generalpublic Cuenta(long aNumero, Cliente aTitular, float aInteresAnual) {

numero = aNumero;titular = aTitular;saldo = 0;interesAnual = aInteresAnual;

}

Cliente leerTitular() { return titular; }


public class Cliente {private String nombre, apellidos;private String direccion, localidad;private Date fNacimiento;

Cliente(String aNombre, String aApellidos, String aDireccion,String aLocalidad, Date aFNacimiento) {nombre = aNombre;apellidos = aApellidos;direccion = aDireccion;localidad = aLocalidad;fNacimiento = aFNacimiento;

}

String nombreCompleto() { return nombre + + apellidos; }String direccionCompleta() { return direccion + , + localidad; }

}



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Relaciones entre

objetos

La agregaci n es un tipo especial de asociaci n donde

se a ade el matiz sem ntico de que la clase de dondeparte la relaci n representa el todo y las clasesrelacionadas las partes Realmente Java y la mayor a de lenguajes orientados

a objetos no disponen de una implementaci n especialpara este tipo de relaciones. B sicamente se tratancomo las asociaciones ordinarias

Pol gonoformado por

2 *Segmento

Departamentodispone de

1 *Despacho



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La composici n es un tipo de agregaci n que a ade el

matiz de que la clase todo controla la existencia de lasclases parte. Es decir, normalmente la clase todocrear al principio las clases parte y al final seencargar de su destrucci n

Supongamos que a adimos un registro de movimientos a la clase Cuenta, de formaque quede constancia tras cada ingreso o reintegro

titular1

Cuenta

numero: Longsaldo: Floatinter sAnual: Float

+ingreso(cantidad: Integer)

+reintegro(cantidad: Integer)+ingresoInteresMes()+enRojos(): Boolean+leerSaldo(): Integer+leerTitular(): Cliente+salvar()

Cliente

nombre: Stringapellidos: Stringdirecci n: Stringlocalidad: String

fNacimiento: Date

+nombreCompleto(): String+direccionCompleta(): String

*

registra

*

Movimiento

fecha: Datetipo: Charimporte: Realsaldo: Real Relaciones entre

objetos



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Las composiciones tienen una implementaci n similar

a las asociaciones, con la diferencia de que el objetoprincipal realizar en alg n momento la construcci n delos objetos compuestosimport java.util.Date

class Movimiento {Date fecha;char tipo;float importe;float saldo;

public Movimiento(Date aFecha, char aTipo, float aImporte, float aSaldo) {fecha = aFecha;tipo = aTipo;

importe = aImporte;saldo = aSaldo;}

}

Relaciones entre

objetos



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Relaciones entre

objetos

public class Cuenta {private long numero;private Cliente titular;private float saldo;private float interesAnual;private LinkedList movimientos; // Lista de movimientos


numero = aNumero; titular = aTitular; saldo = 0; interesAnual = aInteresAnual;movimientos = new LinkedList();

}

// Nueva implementaci n de ingreso y reintegropublic void ingreso(float cantidad) {movimientos.add(new Movimiento(new Date(), 'I', cantidad, saldo += cantidad));

}

public void reintegro(float cantidad) {movimientos.add(new Movimiento(new Date(), 'R', cantidad, saldo = cantidad));

}

public void ingresoInteresMes() { ingreso(interesAnual * saldo / 1200); }


Nota: tambi n ser a necesario modificar el otro constructor y la operaci n salvar para tener en cuenta la lista de movimientosa la hora de leer/escribir la informaci n de la Cuenta en disco



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Clases anidadas e interiores Java y algunos otros lenguajes OOP permiten ladefinici n de una clase de objetos dentro de otra, conuna doble utilidad: Organizar mejor el c digo . Empaquetar en una clase principal otras que no tienenutilidad o sentido fuera del contexto de sta Evitar colisiones de nombres . La clase principal define un espacio de nombres al quepertenecen las anidadas Al igual que cualquier otro miembro de una clase, unaclase anidada puede ser est tica o no est tica y utilizar

los niveles de protecci

n public, private y protected El tipo de clase anidamiento m s sencillo es aquel enque la clase contenida se declara como est tica

Clases anidadas e

interiores



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Clases anidadas e

interiores

Desde el punto de vista de la organizaci n del c digo, tendr a mucho m s sentidointroducir la clase Movimiento en el interior de Cuenta . Al ser declarada como privada,se impedir a su utilizaci n desde el exterior

import java.util.Date

public class Cuenta {private long numero;private Cliente titular;private float saldo;private float interesAnual;private LinkedList movimientos; // Lista de movimientos

static private class Movimiento {Date fecha;char tipo;float importe;float saldo;

public Movimiento(Date aFecha, char aTipo, float aImporte, float aSaldo) {fecha = aFecha; tipo = aTipo; importe = aImporte; saldo = aSaldo;

}}



}




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Clases anidadas e

interiores

Cuando la clase anidada no es est tica, se denomina

clase interior y tiene caracter sticas especiales: Pueden ser creadas nicamente dentro de la clase continente Tiene acceso completo y directo a todos los atributos y operaciones del objeto que

realiza su creaci n Los objetos de la clase interior quedan ligados

permanentemente al objeto concreto de la clasecontinente que realiz su creaci n No debe confundirse este elemento con la relaci n decomposici n, aunque en muchos casos es posible

utilizar clases interiores para la implementaci n de estetipo de relaciones



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Clases anidadas e

interiores

Implementando la clase Movimiento como una clase interior es posible copiar elvalor del saldo actual de la cuenta que realiza el movimiento de manera directa

import java.util.Date

public class Cuenta {private long numero;private Cliente titular;private float saldo, interesAnual;private LinkedList movimientos; // Lista de movimientos

private class Movimiento {

Date fecha;char tipo;float importe, saldoMov;

public Movimiento(Date aFecha, char aTipo, float aImporte) {fecha = aFecha;tipo = aTipo;importe = aImporte;saldoMov = saldo; // Cop amos el saldo actual

}}

// Sigue la implementaci n de la clase Cuenta



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Clases anidadas e

interiores


numero = aNumero; titular = aTitular; saldo = 0;interesAnual = aInteresAnual;movimientos = new LinkedList();

}

// Nueva implementaci n de ingreso y reintegropublic void ingreso(float cantidad) {

saldo += cantidad;movimientos.add(new Movimiento(new Date(), 'I', cantidad));

}

public void reintegro(float cantidad) {saldo = cantidad;movimientos.add(new Movimiento(new Date(), 'R', cantidad));

}

public void ingresoInteresMes() { ingreso(interesAnual * saldo / 1200); }public boolean enRojos() { return saldo < 0; }

public float leerSaldo() { return saldo; }}



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Autoreferencias

Autoreferencias En ocasiones es necesario obtener una referencia enla implementaci n de una operaci n al propio objetosobre el que ha sido invocada la operaci n Esta referencia se obtiene en C++ y Java mediante eloperador this Cuando encontremos this en una expresi n, podremossustituirlo mentalmente por este objeto Aunque no es necesario, podemos utilizar this parallamar desde la implementaci n de una operaci n aotra operaci n del mismo objeto



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Autoreferencias

La llamada a la operaci n ingreso desde ingresoInteresMes() puede realizarseutilizando this como referencia del objeto sobre el que se invoca la operaci n

En este ejemplo, el uso de this es realmente til. Nos permite implementar laoperaci n transferirDesde() llamando a una operaci n transferirHasta() , previamenteimplementada

public class Cuenta {

private long numero;private Cliente titular;private float saldo, interesAnual;

public void ingresoInteresMes() { this.ingreso(interesAnual * saldo / 1200); }

// Resto de las operaciones de la clase Cuenta

public class Cuenta {private long numero;private Cliente titular;private float saldo, interesAnual;

public void transferirHasta(Cuenta c, float cant) {

reintegro(cant); c.ingreso(cant);}public void transferirDesde(Cuenta c, float cant) {

c.transferirHasta(this, cant);}// Resto de las operaciones de la clase Cuenta



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Autoreferencias

Otra utilidad de this en Java es realizar una llamada aun constructor desde otro constructor

Pero atenci n: un constructor no es una operaci nordinaria. nicamente puede llamarse a un constructordesde otro constructor y debe ser la primera instrucci ndentro de la implementaci n

public class Cuenta {private long numero;private Cliente titular;private float saldo, interesAnual;



}

// Constructor espec fico para cuentas de ahorro (interesAnual = 0.1%)public Cuenta(long aNumero, Cliente aTitular) {

this(aNumero, aTitular, 0.1);}

// Resto de la clase Cuenta



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Aplicaciones

orientadas a objetos

Aplicaciones orientadas a objetos

En una aplicaci n orientada a objetos debe existir unaclase que represente la propia aplicaci n. Este ser a elpunto donde comenzar a la ejecuci n de la misma En lenguajes no totalmente orientados como C++ en lafuncin main se crea una instancia de esta clase y sellama a alguna operaci n como ejecutar para arrancarla aplicaci n. Sin embargo esto no es obligatorio, y unmal programador puede realizar una aplicaci n h brida,con c digo no orientado a objetos



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Aplicaciones


En un lenguaje orientado a objetos puro como Javaesta clase de aplicaci n es obligatoria. La m quina virtual Java se encarga de instanciar estaclase y llamar a una operaci n especial con nombremain . La existencia de esta operaci n especial es loque caracteriza a la clase de aplicaci n

La clase de aplicaci n debe ser p blica y no tener ning n constructor o unconstructor por defecto Al menos debe implementar la operaci n main , con la siguiente declaraci n: public

static main(String[] args)

public class BancoApp {public static void main(String[] args) {

Cuenta c1 = new Cuenta(18400200, Pedro Jim nez, 0.1f);

c1.ingreso(1000);

System.out.println(Ingreso realizado);}

}



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A la hora de ejecutar la aplicaci n, deber indicarseesta clase a la m quina virtual Java

Tras compilar los ficheros de la ltima versi n de nuestro ejemplo: Cliente.java ,Cuenta.java y BancoApp.java obtendremos los ficheros en byte code:Cliente.class , Cuenta.class , Movimiento.class y BancoApp.class

Finalmente, pasando la clase BancoApp.class a la m quina virtual java pondremosen funcionamiento la aplicaci n

$lsBancoApp.java Cliente.java Cuenta.java$javac *.java$lsBancoApp.class Cliente.class Cuenta.class Movimiento.classBancoApp.java Cliente.java Cuenta.java$java CuentaException in thread main java.lang.NoSuchMethodError: main$java BancoAppTransferencia realizada$

La m quina virtual javaproducir un error si sele pasa una clase sinla operaci n main

Nota: Las clases que constituyen una aplicaci n Java tambi n pueden distribuirse de manera mucho m s compactaen un nico fichero JAR. Cons ltese la bibliograf a para ver como crean y utilizan estos ficheros

Aplicaciones




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La herencia es un mecanismo de la OOP que permiteconstruir una clase incorporando de manera impl citatodas las caracter sticas de una clase previamenteexistente. Las razones que justifican su necesidad son

variadas: Modelado de la realidad . Son frecuentes las relaciones de

especializaci n/generalizaci n entre las entidades del mundo real, por tanto eslgico que dispongamos de un mecanismo similar entre las clases de objetos

Evitar redundancias . Toda la funcionalidad que aporta una clase de objetos esadoptada de manera inmediata por la clase que hereda, por tanto evitamos larepetici n de c digo entre clases semejantes

Facilitar la reutilizaci n. Una clase no tiene por qu limitarse a recibir una serie decaracter sticas de otra clase por herencia de forma pasiva. Tambi n disponen decierto margen de adaptaci n de estas caracter sticas

Soporte al polimorfismo

Herencia

Herencia



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Sea una clase A. Si una segunda clase B hereda de A entonces decimos:

A es un ascendiente o superclase de B . Si la herencia entre A y B es directadecimos adem s que A es la clase padre de B

B es un descendiente o subclase de A. Si la herencia entre A y B es directadecimos adem s que B es una clase hija de A

Herencia

En Java, Eiffel, Smalltalk y otros lenguajes orientadosa objetos puros, todas las clases heredanautom ticamente de una superclase universal. En Javaesta superclase se denomina Object

A

B

C D



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Existen diferentes situaciones en las que puedeaplicarse herencia:

Especializaci n. Dado un concepto B y otro concepto A que representa unaespecializaci n de A, entonces puede establecerse una relaci n de herencia entrelas clases de objetos que representan a A y B. En estas situaciones, el enunciadoA es un B suele ser aplicable

Herencia

Extensi n. Una clase puede servir para extender la funcionalidad de unasuperclase sin que represente necesariamente un concepto m s espec fico

Veh culo

Coche

Empleado

Contable

Figura

Cuadrado

ListaSalvable

recuperar()salvar()

registra

*

Movimiento

fecha: Datetipo: Charimporte: Realsaldo: Real

ListaCuenta

CuentaConHistorico



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Especificaci n. Una superclase puede servir para especificar la funcionalidadmnima com n de un conjunto de descendientes. Existen mecanismos para obligar

a la implementaci n de una serie de operaciones en estos descendientes

Construcci n. Una clase puede construirse a partir de otra, simplemente porque lahija puede aprovechar internamente parte o toda la funcionalidad del padre,aunque representen entidades sin conexi n alguna

Lista

Pila

LneaTexto Cuadrado

ObjetoGr fico

seleccionar()mover()escalar()cambiarColor()pintar()

Herencia



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Cuenta

numero: Longtitular: Stringsaldo: Floatinteres: Float

ingreso()ingresoInteresMes()leerSaldo()transferirHasta()

CuentaCorriente

reintegro()

PlanPensiones

vencimiento:Date

cotizacion: FloatnumCuentaOrigen: String

CuentaAhorroPFijo

vencimiento: Date

ingresoMes()

Ejemplos de herencia: Distintos tipos de cuentas bancarias

Herencia



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Elementos de una interfaz de usuario

Herencia

Figura

x, y: Integer

mover(nx: Integer, ny: Integer)

Rect ngulo

ancho, alto: Integer

escalar(nx: Integer, ny: Integer

Ventana

titulo: String

pintar()

Editor

pintar()

Boton

accion()



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Estructuras de datos

Contenedor

nelem: Integer

vaciar()copiar(c: Contenedor)tama a(): Integervacio(): Boolean

Secuencia

escribir(e: Elemento, pos: Integer)leer(pos: Integer): Elementoborrar(pos: Integer)

ContenedorAsociativo

escribir(e: Elemento, c: Clave)leer(c: Clave): Elementoborrar(c: Clave)

Vector

buffer[nelem]: Elemento

redimensionar(t: Integer)

Lista

cabecera: Nodo

insertar(e: Elemento, pos: Integer)insertaPrin(e: Elemento)insertarFinal(e: Elemento)

TablaHash

tabla[nelem]: Elemento

funcionHash(c: Clave): Integer

Herencia



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Herencia

Vamos a estudiar la implementaci n de la herencia en Java mediante el ejemplo deun conjunto de tareas programables: TPReloj (actualizar un reloj digital cadasegundo), TPAviso (mostrar un aviso peri dicamente) y TPEjecucion (ejecuci n de uncomando cada cierto tiempo)

TareaPeriodica

periodoSegs: Integerultimaej: Dateactiva: Boolean

+necesitaEjecucion(): Boolean+actualizarReloj()+ejecutarTarea()+activar()+desactivar()

TPReloj

+leerHora(): String

TPAviso

msg: String

+leerMsg(): String

TPEjecucion

cmd: String

+leerCmd(): String



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Herencia

La clase TareaPeriodica tiene las caracter sticas comunes a los tres tipos de tarea:periodo de ejecuci n en segundos, hora de la ltima ejecuci n y bandera de estadoactivo/inactivo

import java.util.*;

public class TareaPeriodica {int periodoSegs; // Periodo de ejecuci nDate ultimaEj; // Hora de ltima ejecuci nboolean activa;

public TareaPeriodica(int aPeriodoSegs) {

periodoSegs = aPeriodoSegs;actualizarReloj();activa = true;

}

// Constructor para ejecuciones cada segundopublic TareaPeriodica() {

this(1);}

// Establecer la ltima ejecuci n a la hora actualpublic void actualizarReloj() {

ultimaEj = new Date(); // Hora actual}



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Herencia

La operaci n ejecutarTarea realmente no tiene una implementaci n concreta a estenivel

public boolean necesitaEjecucion() {

if (!activa)return false;

// Calcular la hora de la pr xima ejecuci n

Calendar calProximaEj = new GregorianCalendar();calProximaEj.setTime(ultimaEj);calProximaEj.add(Calendar.SECOND, periodoSegs);

Calendar calAhora = new GregorianCalendar();

// Comprobar si ha pasado a la hora actual

return (calProximaEj.before(calAhora));}

public void ejecutarTarea() {

System.out.println("Ejecucion de tarea");}

public void activar() { activa = true; }public void desactivar() { activa = false; }

}



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Herencia

Para que una clase herede de otra, utilizaremos elindicador extends en la declaraci n de la clase

import java.util.Calendar;import java.util.GregorianCalendar;

public class TPReloj extends TareaPeriodica {

public TPReloj() {periodoSegs = 60; // Comprobar cada minutoactualizarReloj();activa = true;

}

public String leerHora() {Calendar cal = new GregorianCalendar();return cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY) + ":" + cal.get(Calendar.MINUTE);

}}

Atenci n!: Aunque el c digo de estas clases compila perfectamente, la implementaci n de losconstructores es formalmente incorrecta. M s adelante veremos por qu .


public class TPAviso extends TareaPeriodica {String msg;


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Herencia

public TPAviso(String aMsg, int aPeriodoSegs) {periodoSegs = aPeriodoSegs;actualizarReloj();activa = true;

msg = aMsg;}

public String leerMsg() { return msg; }}

import java.lang.Runtime;import java.io.IOException;

public class TPEjecucion extends TareaPeriodica {String cmd;

public TPEjecucion(String aCmd, int aPeriodoSegs) {periodoSegs = aPeriodoSegs;actualizarReloj();activa = true;cmd = aCmd;

}

String leerCmd() { return cmd; }}

Atenci n!: Aunque el c digo de estas clases compila perfectamente, la implementaci n de losconstructores es formalmente incorrecta. M s adelante veremos por qu .


T d l l J h d lti i t i


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Herencia

Todos las clases en Java heredan en ltima instanciade Object . Incluso si creamos una clase independiente,Java la hace heredar impl citamente de Object

Object

#clone(): Object+equals(Object obj): Boolean#finalize()+getClass(): Class+hasCode(): int+notify()+notifyAll()+toString(): String+wait()+wait(timeout: Long)+wait(timeout: Long, nanos: Integer)

Esto hace que las clases formen una jerarqu a conObject como ra z Object

... ... ... ......


En la implementaci n de una operaci n de la subclase


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Herencia

En la implementaci n de una operaci n de la subclaseno existe diferencia aparente entre un atributo u

operaci n propia de la clase y un atributo u operaci nheredadosAhora podemos crear y usar objetos de cualquiera de las clases anteriores. Desde el

exterior tampoco existen diferencias aparentes entre la llamada a una operaci nheredada o propia de la clase:

public class AppGestorTareas {public static void main(String[] args) {

TareaPeriodica tp = new TareaPeriodica(5);TPAviso tpa = new TPAviso(Estudiar Programaci n Avanzada !, 60);

while (!tp.necesitaEjecucion())System.println(Esperando ejecuci n de tarea peri dica...);

tp.ejecutarTarea();

while (!tpa.necesitaEjecucion())System.println(Esperando ejecuci n de aviso...);

System.println(Aviso: + tpa.leerMsg());}

}


La inicializaci n de los atributos de una superclase en


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Herencia

La inicializaci n de los atributos de una superclase enel constructor de una subclase presenta varios

inconvenientes serios: Resulta redundante. La superclase tiene ya un constructor que hace ese trabajo.Por qu repetir c digo entonces?

Si la clase tiene una larga lista de ascendientes, entonces el constructor ser a muylargo

La superclase puede tener una inicializaci n compleja, y la inclusi n del c digo de

inicializaci n en la subclase puede requerir un conocimiento excesivo de lasuperclase por parte del implementador


public TPAviso(String aMsg, int aPeriodoSegs) {

periodoSegs = aPeriodoSegs;

actualizarReloj();activa = true;msg = aMsg;

}



El procedimiento correcto consiste en realizar una


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Herencia

pllamada al constructor de la superclase para que realice

la inicializaci n de los atributos heredados En Java esta llamada al constructor de la superclasese realiza con la operacion super() seguida de lospar metros de inicializaci n de alguno de los

constructores del padre de la clase



super(aPeriodoSegs);msg = aMsg;

}


La implementaci n correcta del constructor de la clase TPAviso ser a por tanto lasiguiente:


Y de las otras dos subclases:


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Herencia



public TPEjecucion(String aCmd, int aPeriodoSegs) {super(aPeriodoSegs);cmd = aCmd;

}




public TPReloj() {super(60);

}

public String leerHora() {Calendar cal = new GregorianCalendar();

return cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY) + ":"+ cal.get(Calendar.MINUTE);

}}


i t d b ll l it t


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Herencia

nicamente debe llamarse expl citamente a unconstructor del ascendiente inmediato El constructor de este ltimo realizar a su vez unallamada a un constructor de su ascendiente inmediato yas sucesivamente hasta inicializar todos los atributosheredados

A

super(...)

super(...)

super(...)

super(...)

B

DC


Para terminar es posible impedir la herencia a partir


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Herencia

Para terminar, es posible impedir la herencia a partirde una clase declar ndola como final Sin embargo, esta es una caracter stica que debe serutilizada con prudencia, ya que puede restringir enexceso la extensi n y reutilizaci n de las clases delsistema en el futuro


final public class TPEjecucion extends TareaPeriodica {String cmd;

public TPEjecucion(String aCmd, int aPeriodoSegs) {

super(aPeriodoSegs);cmd = aCmd;

}


Adici n redefinici n y anulaci n



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Adici n, redefinici n y anulaci n

Adici n, redefinici ny anulaci n

La herencia en s no ser a tan interesante si no fuerapor la posibilidad de adaptar en el descendiente losmiembros heredados

Adicin. Trivialmente el descendiente puede a adir nuevos atributos y operacionesque se suman a los recibidos a trav s de la herencia

Redefinici n. Es posible redefinir la implementaci n de una operaci n heredadapara adaptarla a las caracter sticas de la clase descendiente. Tambi n es posiblecambiar el tipo de un atributo heredado

Anulaci n. Cuando un atributo u operaci n heredados no tienen utilidad en eldescendientes, pueden ser anulados para impedir su utilizaci n

No todos los lenguajes orientados a objetos soportanestas caracter sticas, en especial la anulaci n


La redefinici n se realiza en Java y la mayor a de los


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y ylenguajes OO definiendo nuevamente la operaci n (con

los mismos argumentos) en el descendienteLas clases descendientes TPReloj , TPEjecucion y TPAviso no est n operativas

todav a porque la implementaci n de ejecutarTarea() que contienen es la heredada deTareaPeriodica , que no hace nada en particular

Es preciso redefinir esta operaci n en cada una de las subclases para que realicenlas tareas correspondientes

TareaPeriodica

periodoSegs: Integerultimaej: Dateactiva: Boolean

+necesitaEjecucion(): Boolean+actualizarReloj()+ejecutarTarea()+activar()

+desactivar()

TPReloj

+leerHora(): String+ejecutarTarea()

TPAviso

msg: String

+leerMsg(): String+ejecutarTarea()

TPEjecucion

cmd: String

+leerCmd(): String+ejecutarTarea()



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public TPReloj() {super(60);

}

public String leerHora() {Calendar cal = new GregorianCalendar();

return cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY) + ":" + cal.get(Calendar.MINUTE);}


Calendar cal = new GregorianCalendar();int min = cal.get(Calendar.MINUTE);

if (min == 0 || min == 30)

System.out.println("Hora: " + cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY)+ " " + min);

}}





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super(aPeriodoSegs);msg = aMsg;

}

public String leerMsg() { return msg; }

public void ejecutarTarea() {System.out.println("ATENCI N AVISO: " + msg);desactivar();

}}

public TPEjecucion(String aCmd, int aPeriodoSegs) {super(aPeriodoSegs);cmd = aCmd;

}

String leerCmd() { return cmd; }

public void ejecutarTarea() {try {

Runtime.getRuntime().exec(cmd);}catch(IOException e) {

System.out.println("Imposible ejecutar comando: "+ cmd);

}}}


Cada tarea ejecuta ahora su funci n, aunque la llamada es aparentemente la misma


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TareaPeriodica tp = new TareaPeriodica(5);TPAviso tpa = new TPAviso(Estudiar Programaci n Avanzada !, 60);TPEjecucion tpe = new TPEjecucion(rm ~/tmp/*, 3600);

while (!tp.necesitaEjecucion())System.println(Esperando ejecuci n de tarea peri dica...);

tp.ejecutarTarea();

while (!tpa.necesitaEjecucion())System.println(Esperando ejecuci n de aviso...);

tpa.ejecutarTarea();

while (!tpr.necesitaEjecucion())System.println(Esperando ejecuci n de comando...);

tpe.ejecutarTarea();}

}

Despu s de la redefinici n, en el descendiente esposible llamar a la versi n original de la operaci n en elascendiente mediante: super.operacionRedefinida()


Otro uso posible de la palabra clave final es impedir la


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redefinici n de una operaci n en las subclasesimport java.util.*;

public class TareaPeriodica {int periodoSegs;Date ultimaEj;boolean activa;


periodoSegs = aPeriodoSegs;actualizarReloj();

activa = true;}

public TareaPeriodica() { this(1); }

final public void actualizarReloj() {ultimaEj = new Date(); // Hora actual

}

final public boolean necesitaEjecucion() {// Implementaci n de la operaci n

}

public void ejecutarTarea() {System.out.println("Ejecucion de tarea");

}

final public void activar() { activa = true; }final public void desactivar() { activa = false; }

}


La anulaci n es un mecanismo menos til, y con


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menor soporte por parte de los lenguajes de

programaci n En Java es posible impedir el acceso a un atributoredeclar ndolo en una subclase como privado oprotegido, seg n sea el nivel de protecci n que se

deseepublic class TPAviso extends TareaPeriodica {

String msg;

// Impedir el acceso desde el exterior y las subclases// al atributo activaprivate boolean activa;

public TPAviso(String aMsg, int aPeriodoSegs) {super(aPeriodoSegs);msg = aMsg;

}

// Resto de la implementaci n de la clase a partir de aqu


Sin embargo, Java no permite redefinir una operaci n


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haciendo su nivel de acceso m s restrictivo

Una soluci n parcial consistir a en redefinirla comovac a o incluyendo un c digo que impida su utilizaci n



super(aPeriodoSegs);msg = aMsg;}

public void activar() {}

public void desactivar() {System.out.printl(Error: llamada a operaci n privada);System.getRuntime().exit(1);

}

public String leerMsg() { return msg; }

public void ejecutarTarea() {System.out.println("ATENCI N AVISO: " + msg);desactivar();

}}

Protecci n y herencia



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y

Hemos visto anteriormente como los distintos nivelesde protecci n limitan el acceso a los miembros de laclase desde el exterior. Pero como afectan estosniveles de protecci n a los miembros heredados?

Miembros p blicos. Son accesibles desde los descendientes, y se heredan comopblicos

Miembros privados. No son accesibles desde los descendientes Miembros con acceso a nivel de paquete. Son accesibles desde los descendientes

siempre y cuando pertenezcan al mismo paquete que el ascendiente. Se heredancon el mismo nivel de protecci n

Un nuevo nivel de protecci

n es el de miembrosprotegidos (protected) . Un miembro protegido esaccesible nicamente desde los descendientes


Adem s, un miembro protegido mantiene en las



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subclases el nivel de acceso protegidoEn nuestro ejemplo, los atributos de la clase TareaPeriodica son accesibles desde

TPReloj , TPEjecucion y TPAviso porque al pertenecer al mismo paquete son amigasPara permitir el acceso a los atributos de la clase TareaPeriodica nicamente

desde los descendientes es conveniente marcarlos como protegidos

import java.util.*;

public class TareaPeriodica {protected int periodoSegs;protected Date ultimaEj;boolean activa;



}

// Resto de operaciones de la clase a partir de aqu



Clases abstractas


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Clases abstractas

Existen clases que representan conceptos tangen ricos que no tiene sentido su instanciaci n enobjetos Adem s en este tipo de clases puede ser imposible o

intil la implementaci n de ciertas operaciones La utilidad de este tipo de clases est en la aplicaci nde herencia para obtener clases que representanconceptos concretos para los que s que tiene sentido

su instanciaci nLa clase TareaPeriodica es un claro ejemplo: por s sola no tiene utilidad, pero

simplifica mucho la construcci n de las otras tres clases. De hecho, la operaci nejecutarTarea() en TareaPeriodica no tiene una implementaci n til


Estas clases se denominan clases abstractas y este


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Clases abstractas

tipo de operaciones sin implementaci n posible,

operaciones abstractas Las operaciones abstractas deben ser implementadasobligatoriamente en alguna de las subclases para quela clase correspondiente sea instanciable Una clase abstracta puede no tener ninguna operaci nabstracta, pero una clase que contenga al menos unaoperaci n abstracta debe ser declarada como abstracta En Java, utilizando la declaraci n abstract podremos

establecer una clase o una operaci n como abstracta


Vamos a declarar la clase TareaPeriodica y su operaci n ejecutarTarea() comoabstractas


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Clases abstractas

import java.util.*;

abstract class TareaPeriodica {

int periodoSegs;Date ultimaEj;boolean activa;



}

public TareaPeriodica() { this(1); }

public void actualizarReloj() {ultimaEj = new Date(); // Hora actual

}

public boolean necesitaEjecucion() {if (!activa)

return false;

// Resto de la implementaci n de esta

// operaci n aqu }

abstract public void ejecutarTarea();

public void activar() { activa = true; }public void desactivar() { activa = false; }

}


Java devuelve ahora un error en tiempo de compilaci n si se intenta crear un objetode la clase TareaPeriodica


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Clases abstractas


TareaPeriodica tp = new TareaPeriodica(5);

while (!tp.necesitaEjecucion())System.println(Esperando ejecuci n de tarea peri dica...);tp.ejecutarTarea();

}}

AppGestorTareas.java:XX: class TareaPeriodica is an abstract class; cannot be instantiated

TareaPeriodica tp = new TareaPeriodica();^

1 error

La abstracci n de una clase se propaga por la jerarqu a de herencia hasta que todas las operacionesquedan implementadas


La idea de clase abstracta, llevada al extremo, nosll l i f i f i il


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Clases abstractas

lleva en Java a las interfaces . Una interfaz es similar a

una clase totalmente abstracta: Todas las operaciones de la interfaz son impl citamente abstractas, es decir,

carecen de implementaci n Una interfaz no puede contener atributos

Las interfaces sirven para especificar las operaciones

que obligatoriamente deben implementar una serie declases La implementaci n de una interfaz no se realizamediante herencia (extends) sino mediante implements .

No obstante, el comportamiento es similar al de laherencia, aunque m s sencillo


La idea de clase implementa una interfaz, estaimplementaci n debe ser completa es decir de todas


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Clases abstractas

implementaci n debe ser completa, es decir, de todas

las operaciones de la interfazPodemos transformar TareaPeriodica en una interfaz, de forma que especifique lo

que tiene que implementar cualquier clase que represente una tarea peri dica. Esteenfoque proporciona mayor libertad a la hora de dise ar las otras clases

TareaPeriodica

+necesitaEjecucion(): Boolean +actualizarReloj()+ejecutarTarea()+activar()+desactivar()

TPReloj

+leerHora(): String+necesitaEjecucion(): Boolean+actualizarReloj()+ejecutarTarea()+activar()+desactivar()

TPAviso

msg: String

+leerMsg(): String+necesitaEjecucion(): Boolean+actualizarReloj()+ejecutarTarea()+activar()+desactivar()

TPEjecucion

cmd: String

+leerCmd(): String+necesitaEjecucion(): Boolean+actualizarReloj()+ejecutarTarea()+activar()+desactivar()


La interfaz TareaPeriodica y la clase TPReloj tendr an ahora el siguiente aspecto.Las otras clases tendr an implementaciones similares


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Clases abstractas


public class TPReloj implements TareaPeriodica {Date ultEjecucion;boolean activa;

public TPReloj() { activa = true; ultEjecucion = new Date() }


Calendar cal = new GregorianCalendar();int min = cal.get(Calendar.MINUTE);System.out.println("Hora: " + cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY)

+ " " + min);ultEjecucion = cal.getTime();

}

public interface TareaPeriodica {

boolean necesitaEjecucion();void ejecutarTarea();

void activar();void desactivar();

}


public boolean necesitaEjecucion() {if (!activa)

return false;


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Clases abstractas

Calendar calProximaEj = new GregorianCalendar();

Calendar calUltEjecucion = new GregorianCalendar();calUltEjecucion.setTime(ultEjecucion);

Calendar calAhora = new GregorianCalendar();if (calAhora.equal(calUltEjecucion))

return false;

int min = calAhora.get(Calendar.MINUTE);

if (min == 00 || min == 30)return true;return false;

}

public void activar() { activa = true; }public void desactivar() { activar = false; }

public String leerHora() {

Calendar cal = new GregorianCalendar();return cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY) + ":" +cal.get(Calendar.MINUTE);

}

}


Una clase puede implementar m s de una interfaz Una interfaz puede heredar de otra interfaz


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Clases abstractas

Una interfaz puede heredar de otra interfaz

Cuando utilizar una interfaz en lugar de una claseabstracta? Por su sencillez se recomienda utilizar interfaces siempre que sea posible Si la clase debe incorporar atributos, o resulta interesante la implementaci n de

alguna de sus operaciones, entonces declararla como abstracta

En la biblioteca de clases de Java se hace un usointensivo de las interfaces para caracterizar las clases.Algunos ejemplos:

Para que un objeto pueda ser guardado en un fichero la clase debe implementar lainterfaz Serializable

Para que un objeto sea duplicable, su clase debe implementar Cloneable Para que un objeto sea ordenable, su clase debe implementar Comparable

Herencia m ltiple



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Herencia m ltiple

Consiste en la posibilidad de que una clase tengavarios ascendientes directos Puede surgir de manera relativamente frecuente ynatural durante el dise o

FiguraGeometricaalmacena

*Lista

Poligono

Punto

FicheroLectura FicheroEscritura

FicheroLecturaEscritura

Imagen EnlaceURL

ImagenSensible

Programaci

n orientada aobjetos en Java

Tiene claramente aspectos positivos Surge de manera natural al describir la estructura de un sistema


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Herencia m ltiple

Proporciona mucha flexibilidad a la hora de construir clases nuevas Pero tambi n aspectos negativos

Complica el dise o. La jerarqu a de clases deja de ser tal jerarqu a parapasar a ser una red

Provoca problemas de eficiencia. La llamada a una operaci n heredadaimplica la b squeda por m ltiples caminos

Ambig edad: dos atributos u operaciones con el mismo nombre puedenllegar a una clase por dos caminos distintos Herencia repetida: en una estructura con forma de rombo, un atributo u

operaci n puede llegar a una clase por dos caminos distintos

A

atributoX

B

atributoX

C

A B

C

D

atributoX

Programaci


La apuesta de los creadores de Java es clara: nopermitir la herencia m ltiple por las razones expuestas


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Herencia m ltiple

permitir la herencia m ltiple, por las razones expuestas

anteriormente A veces es posible sustituir la herencia m ltiple poruna combinaci n herencia/composici n, aunque elresultado no puede considerarse equivalente

FiguraGeometrica

Poligono

listaPuntos(): Lista

almacena

*

contiene

1

Lista

aadir(s: Segmento)borrarPrim()borrarUlt()

almacena

*

contiene

1

FiguraGeometrica

Poligono

aadir(s: Segmento)

Segmento

Segmento

Lista

Programaci


Adem s, Java s que permite la implementaci n deuna o varias interfaces adem s de la herencia lo que


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Herencia m ltiple

una o varias interfaces adem s de la herencia, lo que

puede considerarse una forma restringida de herenciamltiple Una clase puede heredar de otra e implementar una ovarias interfaces sin que aparezcan los problemas

asociados con la herencia m ltiple

FiguraGeometrica

Poligono

almacenaSegmentoLista

*

Programaci


Polimorfismo


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Polimorfismo

Son dos mecanismos relacionados que otorgan a laOOP una gran potencia frente a otros paradigmas deprogramaci n nicamente tienen sentido por la existencia de la

herencia El polimorfismo (o upcasting) consiste en la posibilidadde que una referencia a objetos de una clase puedaconectarse tambi n con objetos de descendientes de

sta A ra = new A(); // Asignaci n ordinariaB rb = ra; // Asignaci n polimorfa

B rb = new A(); // Asignacion polimorfa

ra: A

B

A

rb: Bobjeto: A


TPReloj tpr = new TPReloj();TPA i t TPA i (H d i t 60)

Programaci



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TPAviso tpa = new TPAviso(Ha pasado un minuto, 60);TPEjecucion tpe = new TPEjecucion(/bin/sync, 120);

TareaPeriodica tp;

tp = tpr;tp.desactivar();

tp = tpa;tp.desactivar();

tp = tpe;

tp.desactivar();}

}

El sentido del polimorfismo es realizar una generaliza

cin, olvidar los detalles concretos de uno o variosobjetos de distintas clases y buscar un punto com n atodos ellos en un ancestro

Polimorfismo

La mayor a de las veces, las conexiones polimorfas serealizan de manera impl cita en el paso de argumentos

Programaci



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realizan de manera impl cita en el paso de argumentos

a una operaci n. De esta manera es posible escribiroperaciones polimorfas que reciban objetos demltiples clases

Polimorfismo

public class AppGestorTareas {

private static void esperarEjecutar(TareaPeriodica tp){

while (!tp.necesitaEjecucion());tp.ejecutarTarea();

}

public static void main(String[] args) {TPReloj tpr = new TPReloj();TPAviso tpa = new TPAviso(Ha pasado un minuto, 60);

TPEjecucion tpe = new TPEjecucion(/bin/sync, 120);

esperarEjecutar(tpr);esperarEjecutar(tpa);esperarEjecutar(tpe);

}}

Otra aplicaci n muy til es la construcci n deestructuras de datos que puedan mantener objetos de

Programaci



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est uctu as de datos que pueda a te e objetos de

distintas clases

Polimorfismo

Vamos a implementar una nueva clase GestorTareas que va a contener una lista detareas a realizar. La llamada a chequearEjecutar() realizar la comprobaci n yejecuci n de las tareas que lo requieran

import java.lang.Exception;

class DemasiadasTareas extends Exception {}

public class GestorTareas {TareaPeriodica[] tareas;int nTareas, maxTareas;

public GestorTareas(int aMaxTareas) {

nTareas = 0;maxTareas = aMaxTareas;tareas = new TareaPeriodica[maxTareas];

}

// Sigue...


// Continuaci n de la clase GestorTareas

public void nuevaTarea(TareaPeriodica tp)throws DemasiadasTareas {

if (nTareas == maxTareas)throw new DemasiadasTareas();


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Polimorfismo

import java.lang.System;


public static void main(String[] args) {GestorTareas gt = new GestorTareas(10);

try {gt.nuevaTarea(new TPReloj());gt.nuevaTarea(new TPAviso(Ha pasado un minuto, 60));gt.nuevaTarea(new TPEjecucion(/bin/sync, 120));

} catch(DemasiadasTareas e) {System.out.println(Mmmm.... esto no deberia haber pasado);

}

gt.chequearEjecutar();}

}

tareas[nTareas++] = tp;}

public void chequearEjecutar(){

for (int t = 0; t < nTareas; t++)if (tareas[t].necesitaEjecucion())

tareas[t].ejecutarTarea();}

}


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En Java, una referencia a Object puede ser conectadaa cualquier objeto, puesto que como sabemos es un


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Polimorfismo

q j , p q

ancestro de todas las clases

Adem s, las interfaces implementadas por una clase

tambi n pueden ser utilizadas para realizar conexionespolimorfas


TPReloj tpr = new TPReloj();Object o;

o = tpr;System.out.println(o.getClass().getName());

}}


Ligadura din mica


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Ligadura din mica

Entendemos por resoluci

n de una llamada el procesopor el cual se sustituye una llamada a una funci n porun salto a la direcci n que contiene el c digo de estafuncin

Normalmente, la resoluci

n de llamadas se realiza enen tiempo de compilaci n, porque resulta m s sencillo ysobre todo m s eficiente. Cuando la aplicaci n se est ejecutando, las llamadas ya est n preparadas. Este

enfoque se denomina ligadura est

ticaf() CALL _f


El problema aparece en OOP cuando realizamos unaconexi n polimorfa y llamamos a una operaci n


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Ligadura din mica

redefinida

El compilador no tiene informaci n para resolver lallamada. Por defecto utilizar a el tipo de la referencia, y

por tanto generar a una llamada a A.f() Pero la referencia r puede apuntar a objetos de lasclases A, B o C , con distintas versiones de f()

A r = ??r.f()

CALL _A_f ?CALL _B_f ?

CALL _C_f ?

A

f()

B

f()

C

f()


La soluci n consiste en esperar a resolver la llamadaal tiempo de ejecuci n, cuando se conoce realmente


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Ligadura din mica

al tiempo de ejecuci n, cuando se conoce realmente

los objetos conectados a r , y cu l es la versi n de f() apropiada. Este enfoque de resoluci n de llamadas sedenomina ligadura din mica y es mucho m s lenta ycompleja que la est tica Hay tres enfoques posibles a la hora de escoger entreligadura est tica o din mica:

Establecer la ligadura est tica por defecto. El programador puede activar laligadura din mica para una funci n concreta cuando lo ve necesario (C++)

Utilizar un compilador inteligente que decide la ligadura est tica o din mica en

funcin del empleo que se hace de cada funci n (Eiffel) Establecer la ligadura din mica para todas las funciones y evitar problemas a costa

de eficiencia en la ejecuci n (Smalltalk, Java)


Por tanto, la ligadura din mica, por defecto en Java,garantiza siempre la llamada a la versi n correcta de

d f i i d d i d l d i


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Ligadura din mica

cada funci n, con independencia del uso de conexionespolimorfas o no

Por tanto en Java las llamadas a la funci n ejecutarTarea() se resuelvencorrectamente, a pesar de realizarse a trav s de una referencia a TareaPeriodica


TPReloj tpr = new TPReloj();TPAviso tpa = new TPAviso(Ha pasado un minuto, 60);TPEjecucion tpe = new TPEjecucion(/bin/sync, 120);TareaPeriodica tp;

tp = tpr;tp.ejecutarTarea(); // Versi n de TPReloj

tp = tpa;tp.ejecutarTarea(); // Versi n de TPAviso

tp = tpe;tp.ejecutarTarea(); // Versi n de TPEjecucion

}}


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Tras crear un objeto de tipo TPReloj y conectarlo mediante una referencia a TareaPeriodica , intentamos recuperar nuevamente una referencia de tipo TPReloj alobjeto. No es posible de manera directa



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TareaPeriodica tp = new TPReloj(); // upcasting

TPReloj tr = tp; // downcasting ?}

}

AppGestorTareas.java:XX: incompatible typesfound : TareaPeriodicarequired: TPReloj

TPReloj tr = tp;^

1 error

Un simple casting permite forzar la conexi n a lareferencia



TPReloj tr = (TPReloj) tp; // downcasting}

}Informaci n de

clases en tiempo deejecuci n

Un intento de casting imposible generar unaexcepci n ClassCastException en tiempo de ejecuci n



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Informaci n declases en tiempo de

ejecuci n

Exception in Thread main java.lang.ClassCastExceptionat AppGestorTareas.main(AppGestorTareas.java:XX)



TPReloj tr = (TPReloj) tp; // downcasting ok

// Downcasting imposible: lanza excepci n ClassCastExceptionTPAviso ta = (TPAviso) tp;

}}

Podemos capturar esta excepci n para determinar si elobjeto apuntado por la referencia es del tipo esperado ono reali ando acciones diferentes en cada caso



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no, realizando acciones diferentes en cada caso


ejecuci n

import java.lang.*;


TareaPeriodica tp;TPReloj tr;

// Posiblemente en alg

n punto la referencia tp ha sido conectada// con un objeto de la clase TPReloj...

try {tr = (TPReloj) tp;System.out.println(La hora actual es: + tr.leerHora());

}catch(ClassCastException e) {

System.out.println(La referencia tp no apunta a un objeto+ de la clase TPReloj);}

}}


import java.lang.*;


TareaPeriodica tp; TPReloj tr; TPAviso ta; TPEjecucion te;

// tp es conectada a alg n objeto


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ejecuci n

p g j...try {

tr = (TPReloj) tp;// Operar con trreturn;


// Si no es de tipo TPReloj, continuamos por aqu }try {

ta = (TPAviso) tp;

// Operar con tareturn;


// Si no es de tipo TPAviso, continuamos por aqu }try {

te = (TPEjecucion) tp;// Operar con tereturn;


// Si tampoco es de tipo TPEjecuci n Entonces de que tipo es?System.out.println(Error: objeto de clase desconocida);

}}

}


Mucho m s c modo es utilizar instanceof paradetermina si el objeto es de la clase esperada antes derealizar el casting


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ejecuci n

realizar el castingimport java.lang.System;


TareaPeriodica tp; TPReloj tr; TPAviso ta; TPEjecucion te;

// tp es conectada a alg n objeto...if (tp instanceof TPReloj) {

tr = (TPReloj) tp;// Operar con tr

}else

if (tp instanceof TPAviso) {ta = (TPAviso) tp;// Operar con ta

}else

if (tp instanceof TPEjecucion) {

te = (TPEjecucion) tp;// Operar con te}else

System.out.println(Error: objeto de clase desconocida);}

}


La operaci n getClass() de Object devuelve un objetode la clase Class que permite obtener en tiempo deejecuci n gran cantidad de informaci n de la clase a la


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ejecuci n

ejecuci n gran cantidad de informaci n de la clase a laque pertenece el objeto. El atributo est tico class de laclase tambi n devuelve una referencia a este objeto

import java.lang.System;


public static void main(String[] args) {TareaPeriodica tp;

// tp es conectada a alg n objeto...

Class c = tp.getClass();System.out.println(La referencia tp apunta a un objeto de la clase:

+ c.getName());

Class c = TareaPeriodica.class;if (c.isInterface())

System.out.println(TareaPeriodica es una Interfaz);}

}


Las librer as de contenedores de Java (java.util)utilizan el polimorfismo para conseguir genericidad,trabajando siempre con Object


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ejecuci n

trabajando siempre con Object A la hora de recuperar los objetos almacenados, esnecesario utilizar downcasting para conectar con unareferencia de la clase apropiada

import java.util.*;


LinkedList l = new LinkedList;

// A adir elementosl.add(new String(Ja n));l.add(Granada);

// Recuperar el primer elementoString s = (String)l.get(0);System.out.println(s);

}}


A partir

Presentacion Java 1

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