Introduccion POO

Introduccin a la Programacin Orientada a Objetos (POO)

Motivacin

Definiciones bsicas Objetos Mensajes y mtodos Clases, subclases y objetos Herencia

Conceptos claves Encapsulamiento Abstraccin Polimorfismo Persistencia

Qu vimos hasta ahora?

Programacin Estructurada

La idea principal de esta forma de programacin es separar laspartes complejas del programa en mdulos, que seanejecutados a medida que sean necesarios. Estos mdulos sonindependientes entre s, y adems deben poder comunicarse.

Introduccin

Problemas de la Programacin Estructurada

Varios programadores trabajan en equipo desarrollando unaaplicacin grande.

Mas de un programador manipula funciones separadas que pueden referirsea tipos de datos mutuamente compartidos, y los cambios de un programadorse deben reflejar en el trabajo del resto del equipo.

Qu pasa si uno de los programadores decide que una estructuraexistente en el sistema en vez de representarse con una lista,ahora se representa con un arreglo?

Este es uno de los problemas de la programacin estructurada, por lo cual se sigui investigando sobre diferentes metodologas de programacin.

Introduccin

Qu es lo que ves?

Introduccin - POO

Qu es lo que tienen en comn?

ModeloMarcaColorVelocidad

AcelerarDesacelerarApagarArrancar

Se podra encontrar una forma dedefinir algo que encapsule lascaractersticas y comportamientocomunes

Introduccin - POO

Tienen algo en comn?

Programacin Orientada a Objetos

Qu es una clase?

Es un modelo o prototipo que define las variables y mtodoscomunes a todos los objetos de ciertas caractersticascomunes.

Es una plantilla genrica para un conjunto de objetos desimilares caractersticas.

Contiene:

Conjunto de atributos comunes

Estructura de datos

Comportamiento por medio de mtodos

Cmo lo relacionamos con nuestro ejemplo

de los autos?

Introduccin - POO

Cmo deberamos implementar la clase auto?

marcamodelocolorvelocidadcapacidad bal

Auto

acelerar()desacelerar()arrancar()apagar()Todos los mtodos para ver y modificar c/ caracterstica.

nombre

caractersticas

comportamiento

Programacin Orientada a Objetos - Clases

Cada uno de los diferentes autos vistos anteriormente tienencaractersticas comunes pero con valores diferentes. Es decir los tresautos tienen color pero cada uno un color diferente.

Instancia de una clase = OBJETO

Auto

Programacin Orientada a Objetos - Clases

es un

Surge de la evolucin de la programacin estructurada y bsicamentesimplifica la programacin con la nueva filosofa y nuevos conceptos quetiene.

La POO se basa en dividir el sistema en componentes que contienenoperaciones y datos. Cada componente se denomina objeto.

Un objeto es una unidad que contiene datos y operacionesque operan sobre esos datos. Los objetos de un sistema secomunican entre s mediante mensajes.


ProgramacinEstructurada

Programa

DatosMdulo 1

Mdulo 2



Programa

Datos Mtodos

Objeto

Objeto

Objeto

Datos Mtodos

Datos Mtodos

Grady Booch resume la diferencia de la siguienteforma:

Lea las especificaciones del sistema que deseaconstruir. Subraye los verbos si persigue uncdigo procedimental, o los sustantivos si suobjetivo es un programa orientado a objetos.


Todo lo que vemos a nuestro alrededor puede ser considerado unobjeto (una computadora, un telfono celular, un rbol, unautomvil, etc).

Ejemplo: una computadora est compuesta por varios componentes (tarjetamadre, chip, disco duro y otros), el trabajo en conjunto de todos ellos haceoperar a una computadora. El usuario no necesita saber como trabajaninternamente cada uno de estos componentes, sino como es la interaccincon ellos. Es decir, cuando se conoce como interaccionan los componentesentre s, el usuario podr armar la computadora.

Relacin con la Programacin Orientada a Objetos


Cuales son las ventajas de la POO?

Fomenta la reutilizacin y extensin de cdigoPermite crear sistemas mas complejosRelacionar el sistema al mundo realFacilita la creacin de programas visualesConstruccin de prototiposAgiliza el desarrollo de softwareFacilita el trabajo en equipoFacilita el mantenimiento del software



La Programacin orientada a objetos trabaja de estamanera: todo el programa est construido en base adiferentes componentes (objetos), cada uno tiene unrol especfico en el programa y todos los componentespueden comunicarse entre ellos de formaspredefinidas.

Todo objeto tiene sus atributos y sus mtodos

Programacin Orientada a Objetos CL

ASE

AUTO

Atributos:marca, modelo, color, velocidad mxima, velocidad actual,tamao tanque de combustible, cantidad actual decombustible en el tanque.

Mtodos:frenar, acelerar, llenar tanque de combustible, etc

Clase nombreClase;

End;

Atributos (caractersticas)

Mtodos (comportamiento)

Sintaxis:

POO - Clases

Clase Auto;

Atributos

Mtodos

End;

Son privados no accesibles desde afuera (caractersticas).

Son privados o pblicos(comportamiento)

POO - Clases

Algoritmos, Datos y Programas 2010

Clase Auto;

End;

marca: stringmodelo: stringcolor: stringvelocidad: integer;capacidad bal: real

procedure arrancar;procedure acelerar (vel:integer);procedure desacelerar (vel:integer);procedure apagar;procedure verColor ( ); {todos los otros!!!!}procedure pintar (nuevoColor: string);

constructor crear (unaMarca, unModelo, unColor:string; unaCapacidad:real)

Siempre debe existir

Se deben implementar cada uno de los mtodos definidos

POO - Clases


Clase Auto;

marca: string; modelo: stringcolor: string; velocidad: integer;capacidad bal: real;

procedure arrancar;Beginvelocidad:= 0;

End;

procedure acelerar (vel:integer)Beginvelocidad:= velocidad + vel;

End;

constructor crear (unaMarca, unModelo, unColor:string; unaCapacidad:real) Beginmarca:= unaMarca; modelo:= unModelo; color:= unColor; capacidad:= unaCapacidad;

End;

Notar que a diferencia de los TADs el objeto no es pasado como parmetro

POO - Clases

procedure arrancar;Beginvelocidad:= 0;

End;

procedure acelerar (vel:integer)Beginvelocidad:= velocidad + vel;

End;

Procedure verColor (var unColor: string)BeginunColor:=color;

End; Notar que a diferencia de los TADs el objeto

no es pasado como parmetro

procedure pintar (nuevoColor: string);Begincolor:= nuevoColor;

End;

POO - Clases

POO Consideraciones tiles

1- El programa es una coleccin de objetos queinteractan.

2- En la definicin de la clase siempre debe existir elmtodo crear (que tiene antepuesta la palabraconstructor).

3- Como parmetros de los mtodos nunca se encuentrael objeto.

4- No hay encabezado de los mtodos y luego laimplementacin.

Cmo sera un programa ?

Program uno;Vara1,a2: Auto;

Notar que adiferencia de losTADs, lasoperaciones seidentifican comovarObjeto.mtodo(salvo elconstructor)

Begina1:= Auto.crear (Citroen,3CV,amarillo, 50);a1.arrancar;a1.acelerar (100);a1.desacelerar(30);

a2:= Auto.crear (Ferrari,2007,roja, 100);a2.arrancar;

End.

POO - Clases

Forma de invocar los mtodos

Existen objetos que utilicen objetos?

Notar que slo para utilizar la operacin constructor debe

anteponerse el nombre de la clase.

Considerando la clase auto descripta anteriormente. Adems podemossuponer que el auto est compuesto por un motor, el cual podra estarrepresentado por otra clase motor

marcavlvulasprendido

motor

ArrancarApagarMtodos para ver y modificar Cmo redefinimos

el auto?

marcamodelocolorvelocidadcapacidad balmotor

arrancaracelerar()desacelerar()apagarpintar ()verColor()mtodos para ver y modificar

auto

POO - Clases


Clase auto;marca: string; modelo: stringcolor: string; velocidad: integer;capacidad bal: real; miMotor:motor;

constructor crear (unaMarca,unModelo,unColor:string; unaVelocidad, unaCapacidad:real; marcaMotor:string; valvulasMotor:integer)

procedure arrancar(vel:integer)

Beginmarca:= unaMarca; modelo:= unModelo;color:= unColor; capacidad:= unaCapacidad; miMotor:= Motor.crear(marcaMotor, valvulasMotor);

End;

Beginvelocidad:= 0;miMotor.arrancar;

End;

POO - Clases

procedure apagar;Beginvelocidad:= 0;miMotor.apagar;

End;

procedure acelerar (vel:integer)Begin

velocidad:= velocidad + vel;End;

procedure pintar (unColor:string)Begincolor:= unColor;

End;

procedure verColor (var unColor:string)BeginunColor:= color;

End;

procedure desacelerar (vel:integer)Begin

velocidad:= velocidad - vel;End;

POO - Clases


Clase motor;

marca: string; valvulas:integer; prendido:boolean;

procedure arrancarBeginprendido:= true;End;

procedure apagarBeginprendido:= false;End;

constructor crear (unaMarca:string; unaValvula:integer) Beginmarca:= unaMarca; valvulas:= unaValvula;

prendido:= false; End;

Cmo escribimos elprograma que lo usa?

POO - Clases

Program dos;Vara1,a2: Auto;Begina1:= Auto.crear(Citroen, 3CV, amarillo, 50, citroen, 4);a1.arrancar;a1.acelerar(30);a1.apagar;

End.

POO - Clases

Cmo funciona?

El modelo orientado a objetos consta de 4conceptos bsicos:

ObjetosClasesHerenciaEnvo de Mensajes

POO - Conceptos

Qu aspectos tienen en comn?

POO Concepto de Herencia

Todos tienen atributoscomunes: color modelo motor

Todos tienen caractersticascomunes: arrancan aceleran apagan

MarcaModeloColorVelocidad

MotorPosicinAnclaPotencia de las turbinasEslora


Motor

Capacidad del bal

Qu se puede notar? Hay caractersticas comunes y propias de cada uno

Clases Caractersticas


MotortrenAterrizajePotencia de las turbinasAltura mxima de vueloTamao de las alas

Cuando se da esta situacin aparece el concepto de HERENCIA

Transporte

AvinBarcoAuto

MarcaModeloColorVelocidadMotor

es un

ArrancarAcelerarDesacelerarApagarCrear

Potencia de lasturbinasEsloraposicinAncla

ArrancarApagarCrear

Potencia de lasturbinasAltura mxima devuelotrenAterrizaje

ArrancarApagarCrear

Capacidad delbal

Crear

Clases Caractersticas

As ocurre en nuestro ejemplo de los transportes. Dnde vemos la herencia all?

La herencia es el mecanismo que le permite a un objeto heredarpropiedades de otra clase de objetos. La herencia permite a un objetocontener sus propios procedimientos o funciones y heredar los mismos deotros objetos.

Un mecanismo potente que no se encuentra en sistemas procedimentales.

La herencia hace las tareas de programacin ms fciles, ya que se puedencrear sus objetos de modo creciente. Es decir, se puede definir un tipogeneral de clase y se utiliza como una parte de objetos especficos sinnecesidad de tener que declarar todos los campos individuales nuevamente.

Para definir una clase que hereda de otra clase se debe incluir el nombre dela clase padre entre parntesis.


Por ejemplo, la subclase auto, barco y la subclase avin heredantodos los mtodos y atributos correspondientes a los transportes,por ser estas subclases de la clase transporte.

Adems, al crear un objeto auto, tendr no slo los atributos ycomportamiento propios de un transporte sino tambin losespecficos de un auto, por ejemplo podr conocer la capacidad delbal.


La herencia consiste entonces en utilizar una clase ya creada paratomar sus caractersticas en clases ms especializadas oderivadas de sta para reutilizar el cdigo que sea comn con laclase base y solamente definir nuevos mtodos o redefinir algunosde los existentes.

Debido a la herencia, los programas orientados a objetos constande taxonomas, rboles y jerarquas de clases que, por medio de lasubclasificacin, llegan a ser ms especficas.

Existe la clase OBJECT la cual es super clase de todas las clasesque se definen en la aplicacin. Es la clase padre por defecto si en ladefinicin de la nueva clase no se especifica otra.


Transporte

Martimo Aire Nieve Tierra

DentroAtmosfera FueraAtmosfera 1-Persona N-Personas

Object

Recordar que un transporte de aire, adems de ser un transporte es un object


Es importante hacer notar que la programacinorientada a objetos incluye el concepto de herencia, elcual no es incluido en la programacin estructurada.


Volviendo a nuestro ejemplo de los transportes:

cuntas clases hay que definir?

dnde se define cada atributo?

dnde se define cada mtodo?

donde se implementa cada mtodo?


Cuntas clases definimos?

Dnde definimos cadaatributo?

Dnde definimos cadamtodo?

Dnde implementamoscada mtodo?

La clase transporte, auto, barco, avin

Los atributos comunes a todas lasclases en la clase padre (Transporte),y los particulares de cada clase en cadauna de ellas (Auto, Barco, Avin).

Los mtodos comunes en la clasepadre y los correspondientes a losatributos propios de cada clase encada una de ellas. Adems un mtodopuede definirse en la clase hijo y padrea la vez.

Depende


Clase Transporte;

marca: string; modelo: stringcolor: string; velocidad: integer;miMotor:motor;constructor crear (unaMarca, unModelo, unColor:string;

marcaMotor:string; valvulasMotor:integer) Beginmarca:= unaMarca; modelo:= unModelo;color:= unColor; miMotor:= Motor.crear (marcaMotor, valvulasMotor);

End;

procedure arrancar (vel:integer)Beginvelocidad:= 0;miMotor.arrancar;

End;


procedure apagar;Beginvelocidad:= 0;miMotor.apagar;

End;

procedure acelerar (vel:integer)Begin

velocidad:= velocidad + vel;End;

procedure pintar (unColor:string)Begincolor:= unColor;

End;

procedure desacelerar (vel:integer)Begin

velocidad:= velocidad - vel;End;

Cmo implementamos la clase auto?


Clase Auto (Transporte);

capacidad bal: real;

constructor crear (unaMarca, unModelo, unColor:string;unaCapacidad:real; marcaMotor:string; valvulasMotor:integer)

Begincapacidad:= unaCapacidad; super.crear(unaMarca, unModelo, unColor, marcaMotor, valvulasMotor);

End;

Indica que la clase auto hereda de la clase transporte (se indica entre parntesis) Qu hereda?

Slo se definen las caractersticas propias del auto

Slo se implementan los mtodos propios del auto

Invoca al mtodo crear de la clase padre (de la cual hereda)

Notar que los mtodos no implementados seheredan de la clase padre



Clase Barco (Transporte);

potenciaTurbinas: real; eslora:real;posicionAncla:string;

constructor crear (unaMarca, unModelo, unColor:string; unaPotencia:real;unaEslora:real;marcaMotor:string; valvulasMotor:integer)

BeginpotenciaTurbinas:= unaPotencia;eslora:= unaEslora;posicionAncla:=en superficie; super.crear (unaMarca, unColor, marcaMotor, valvulasMotor);

End;

Procedure arrancarBeginposicionAncla:=en superficie; super.arrancar;

End;

Procedure apagarBeginposicionAncla:=en agua; super.apagar;

End;

Notar que los mtodos no implementados se heredan de la clase padre

Notar que se reimplementaron los mtodos arrancar y apagar ya que se les quiere dar un comportamiento diferente



Clase Avion (Transporte);

potenciaTurbinas: real; alturaMaxVuelo:real;trenAterrizaje:string;

constructor crear (unaMarca, unModelo, unColor:string; unaPotencia:real;unaAltura:real;marcaMotor:string; valvulasMotor:integer)

BeginpotenciaTurbinas:= unaPotencia;alturaMaxVuelo:= unaAltura;trenAterrizaje:=desplegado; super.crear(unaMarca, unColor, marcaMotor, valvulasMotor);

End;

Procedure arrancarBegintrenAterrizaje:= no desplegado; super.arrancar;

End;

Procedure apagarBegintrenAterrizaje:=desplegado; super.apagar;End;


Notar que los mtodos no implementados se heredan de la clase padre

Notar que se reimplementaron los mtodos arrancar y apagar ya que se les quiere dar un comportamiento diferente


Program dos;Vara:auto; b:barco, av:avion;ma, mo, co, maMotor:string;val:integer;

Beginread (mo, ma, co, maMotor);read(val);a:= Auto.crear (ma, mo, co, 150.23, maMotor, val);a.arrancar;a.acelerar (30);b:= Barco.crear (Royal, Nautilus, verde, 200.90, 7.80, Honda, 5);b.arrancar;b.acelerar(50);b.pintar(rojo);a.apagar;

End.

Recordar que cuando un objetoinvoca a un mtodo, primerose lo busca en su definicin,sino est definido en l, se lobusca en el padre del objeto.

Cuando un programador define una jerarqua de clases, es porque identificacaractersticas comunes en los objetos, y algunas caractersticas que losdiferencian.

Los atributos comunes se definen en la super clase (clase transporte).

Los atributos diferentes se definen en cada clase (clase auto, barco, avin).

Los mtodos que se implementan de igual manera para todas las clases, debenimplementarse en la super clase.

Los mtodos que se implementan de manera diferente en cada subclase, debenimplementarse en cada una.

Para hacer referencia a un mtodo de una super clase desde una subclase debeponerse: super.nombremetodo.

POO Concepto de Herencia - Consideraciones

Otros conceptos clave adems de los vistos queresumen las ventajas de la programacin orientada aobjetos son:

EncapsulamientoAbstraccinPolimorfismo

POO Otros conceptos importantes

Es el trmino formal que describe al conjunto demtodos y datos dentro de un objeto de forma que elacceso a los datos se permite solamente a travs delos propios mtodos del objeto.

Ninguna otra parte de un programa orientado aobjetos puede operar directamente sobre los datos deun objeto.

La comunicacin entre un conjunto de objetos sucedeexclusivamente por medio de mensajes explcitos.(Concepto que tambin poseen los TADs)

POO Encapsulamiento

La orientacin a objetos fomenta que los programadores yusuarios piensen sobre las aplicaciones en trminos abstractos.

Comenzando con un conjunto de objetos, se busca un factor decomportamiento comn y se sita en clases superiores.

Las bibliotecas de clases proporcionan un depsito para elementoscomunes y reutilizables.

La herencia mantiene automticamente las relaciones entre lasclases dispuestas jerrquicamente en una biblioteca de clases.

POO Abstraccin

Cada nivel de abstraccin facilita el trabajo deprogramacin porque hay disponible ms cantidad decdigo reutilizable.

Podramos decir que la abstraccin es la capacidad de unobjeto de cumplir sus funciones independientemente delcontexto en el que se lo utilice.

O sea, un cierto objeto siempre expondr sus mismaspropiedades y dar los mismos resultados a travs de suseventos, sin importar el mbito en el cual se lo hayacreado.

POO Abstraccin

Los objetos actan en respuesta a los mensajes quereciben.

El mismo mensaje puede originar accionescompletamente diferentes al ser recibido por diferentesobjetos. Este fenmeno se conoce como polimorfismo.

El mensaje crear, por ejemplo, al ser enviado a unauto o barco invocar diferentes mtodos de creacin.

POO Polimorfismo

El polimorfismo, entonces, se refiere a que unamisma operacin puede tener diferentecomportamiento en diferentes objetos.

a1:= Auto.crear (.)

b1:= Barco.crear (.)

POO Polimorfismo

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