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Tema 2. Introducción a Java

Dpto. Lenguajes y Ciencias de la Computación. E.T.S.I. Informática.Universidad de Málaga

Programación Orientada a Objetos

Dpto. Lenguajes y Ciencias de la Computación. E.T.S.I. Informática. Universidad de MálagaTema 2. Introducción a Java Programación Orientada a Objetos 1 / 98

Programación Orientada a Objetos

Tema 2. Introducción a JavaIntroducción a JavaProgramas y paquetesClases y objetos, tipos y variablesElementos del lenguajeControl de erroresCadenas de caracteresArraysHerencia, polimorfismo y vinculación dinámicaClases abstractas e interfaces

Esta obra se encuentra bajo una licencia Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0) de Creative Commons.


Introducción a Java

Desarrollado por Sun (ahora Oracle). Aparece en 1995.Basado en C++ (y algo en Smalltalk) eliminando:

Definiciones de tipos de valores y macros.Punteros y aritmética de punteros.necesidad de liberar memoria.

Fiable y seguro:Memoria dinámica automática (no punteros explícitos).comprobación automática de tamaño de variables.

Orientado a objetos con:Herencia simple y polimorfismo de datos.Redefinición de métodos y vinculación dinámica.Concurrencia integrada en el lenguaje.Interfaz gráfica integrada en el lenguaje.


Introducción a JavaJava es un lenguaje que sigue un esquema de traducción mixto:

Los ficheros con código fuente en Java (.java) se compilan a bytecode(.class).Los ficheros con código bytecode (.class) son interpretados por la MáquinaVirtual de Java (JVM).

.jar

.class

.class

.class

.java

Compilador

Interprete

JVM

.java

.java

.class

.class

.class

.jar

.class

.class

.class

Fuente

Java

Bytecode

(organizadas en paquetes)Bibliotecas


Programa Java

Un programa Java está formado por una o varias clases Java diseñadas paracolaborar en la realización de una tarea.De entre todas las clases que forman el programa, existe una clase públicadistinguida que contiene un método de clase (estático) que es el punto deentrada inicial para la ejecución del programa:public static void main(String[] args) { ... }

Las demás clases, unas pueden estar definidas explícitamente para esteprograma, y otras pueden pertenecer a una biblioteca de clases.


Paquetes Java

En Java, las clases se organizan en paquetes (package).El nombre del paquete especifica la jerarquía de directorios (carpetas) dondese encuentra cada clase.Todas las clases de un mismo paquete deben estar localizadas en un mismodirectorio (carpeta), organizadas jerárquicamente según el nombre del paqueteal que pertenecen.Los paquetes son mecanismos lógicos de organización para agrupar clasesrelacionadas.

Si una clase no especifica el paquete al que pertenece, entonces formará partedel paquete por defecto (anónimo).Todas las clases que pertenecen a un paquete pueden utilizar directamente,por sus nombres, a las demás clases que se encuentran dentro del mismopaquete.Si una clase quiere utilizar a otra clase que pertenece a otro paquete, entoncespuede hacerlo de dos formas:

Cualificando el nombre de la clase a utilizar con el nombre del paquete al quepertenece.Importando la clase a utilizar mediante la construcción import.


Paquetes Java

Dada la siguiente especificación de clases, donde ambas clases se definendentro del mismo paquete:// File: pac1/Punto.javapackage pac1;public class Punto {

private double x, y;Punto() { x = 0; y = 0; }Punto(double a, double b) { x = a; y = b; }// ...

}

// File: pac1/Segmento.javapackage pac1;public class Segmento {

private Punto origen, extremo; // utilización directa de Puntopublic Segmento(double x1, double y1, double x2, double y2) {origen = new Punto(x1, y1); // utilización directa de Puntoextremo = new Punto(x2, y2); // utilización directa de Punto

}// ...

}


Paquetes Java

Sin embargo, si ambas clases se definen en paquetes distintos, es necesariocualificar o importar el nombre de la clase utilizada:// File: pac1/Punto.javapackage pac1;public class Punto {


}

// File: pac2/Segmento.javapackage pac2;public class Segmento {

private pac1.Punto origen, extremo; // utilización cualificada de Puntopublic Segmento(double x1, double y1, double x2, double y2) {origen = new pac1.Punto(x1, y1); // utilización cualificada de Puntoextremo = new pac1.Punto(x2, y2); // utilización cualificada de Punto

}// ...

}


Paquetes Java

Sin embargo, si ambas clases se definen en paquetes distintos, es necesariocualificar o importar el nombre de la clase utilizada:// File: pac1/Punto.javapackage pac1;public class Punto {


}

// File: pac2/Segmento.javapackage pac2;import pac1.*; // importación de todas las clases del paquete pac1import pac1.Punto; // importación explícita de la clase Puntopublic class Segmento {

private Punto origen, extremo; // utilización importada de Puntopublic Segmento(double x1, double y1, double x2, double y2) {origen = new Punto(x1, y1); // utilización importada de Puntoextremo = new Punto(x2, y2); // utilización importada de Punto

}// ...

}


Paquetes básicos de Java

java.lang: para funciones del lenguaje.java.util: para utilidades adicionales.java.io: para entrada y salida.java.text: para formato especializado.java.awt: para diseño gráfico e interfaz de usuario.java.awt.event: para gestionar eventos.javax.swing: nuevo diseño de GUI.java.net: para comunicaciones.. . .


Acceso a las bibliotecas de Java

Todas las clases del paquete java.lang se importan automáticamente acualquier programa de Java, por lo que no es necesario ni cualificarlas niimportarlas explícitamente. Por ejemplo System o Math.Para todas las demás clases del resto de bibliotecas, sí es necesario cualificaro importar explícitamente el paquete al que pertenece.Por ejemplo, el siguiente programa calcula el valor medio de un millón denúmeros generados aleatoriamente, usando la clase Random del paquetejava.util y la clase System del paquete java.lang.public class TestAleatorio {

public static void main(String[] args) {java.util.Random rnd = new java.util.Random(); // cualificación explícitadouble sum = 0.0;for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {sum += rnd.nextDouble();

}System.out.println("media = " + sum / 1000000.0); // utilización implícita

}}


Acceso a paquetes

Los paquetes del sistema cuelgan de varios subdirectorios específicos:<system>/java y <system>/javax

Cuando una clase importa un determinado paquete o clase, el compilador lobusca por defecto entre los paquetes del sistema y, además, en eldirectorio raiz del proyecto Java al que pertenece la clase.Para que el compilador busque paquetes en otro sitio, se debe especificar en lavariable CLASSPATH del entorno.La variable CLASSPATH del entorno contiene una lista con todos directorios debúsqueda de los paquetes.El nombre de cada paquete debe coincidir con la ruta que va desde algúndirectorio del CLASSPATH (o desde /java o /javax) al subdirectoriocorrespondiente donde reside el paquete. Por ejemplo: java.util yjava.awt.event


Jerarquía de paquetes

java

util lang

javax

io

Frontera del CLASSPATH

Otros Paquetes

java.io

java.langjava.util

Paquetes del Sistema


Fichero Java

Cada clase declarada como pública debe de estar en un fichero .java con sumismo nombre.Cada fichero .java puede contener varias clases pero sólo una podrá serpública.En caso de que la clase pertenezca a un determinado paquete, entonces elfichero residirá en la jerarquía de directorios (carpetas) especificada por laruta del nombre del paquete.Cada fichero .java debe compilarse, generando un fichero .class (enbytecodes) por cada clase contenida en él.El programa se ejecuta pasando el fichero .class de la clase distinguida alintérprete de la Máquina Virtual de Java.


Clases en Java

Una clase pública debe estar definida en un fichero .java con su mismonombre.La definición de una clase consta de los siguientes elementos:

Especificación del paquete al que pertenece la clase. Si no se especifica,entonces pertenece al paquete por defecto (anónimo).Especificación del nombre de la clase, de la relación de herencia eimplementación de interfaces.Especificación de los atributos, tanto variables de instancia como variables declase, especificando su nombre, tipo, y cualificadores necesarios (static,final), así como de su control de visibilidad (public, protected y private).Definición de los constructores, diferenciados por los parámetros que reciben,especificando su control de visibilidad (public, protected y private).Definición de los métodos, tanto métodos de instancia como métodos declase, especificando su nombre, tipo, parámetros, y cualificadores necesarios(static, final), así como de su control de visibilidad (public, protected yprivate).


Ejemplo: Clase Punto

// Punto.javapublic class Punto {

// Atributosprivate double x, y;// Constructorespublic Punto() { x = 0; y = 0; }public Punto(double a, double b) { x = a; y = b; }// Métodospublic double abscisa() { return x; }public double ordenada() { return y; }public void abscisa(double a) { x = a; }public void ordenada(double b) { y = b; }public void desplazar(double a, double b) { x += a; y += b; }public double distancia(Punto pto) {

return Math.sqrt(Math.pow(this.x - pto.x, 2) + Math.pow(this.y - pto.y, 2));}

}


Ejemplo: Clase Particula

// Particula.javapublic class Particula extends Punto {

// Atributosfinal static double G = 6.67e-11;private double masa; // ( + los atributos heredados de Punto )// Constructorespublic Particula(double m) {

this(0, 0, m); // Se refiere a Particula(double, double, double)}public Particula(double a, double b, double m) {

super(a, b); // Se refiere a Punto(double, double)masa = m;

}// Métodos ( + los métodos heredados de Punto )public void masa(double m) { masa = m; }public double masa() { return masa; }public double atraccion(Particula part) {

// Nótese la invocación al método distancia heredado de Puntoreturn G * this.masa * part.masa / Math.pow(this.distancia(part), 2);

}}


Variables de instanciaCada instancia (objeto) tiene sus propias variables de instanciaindependientes.

Se crean cuando se crea dinámicamente el objeto al que pertenecen.Se destruyen cuando se destruye el objeto al que pertenecen.Ej. cada punto tiene dos variables de instancia : x, y

pto1 Punto pto2 Punto

• ▸ 1 2 • ▸ 2 1

Las variables de instancia se acceden cualificándolas con el nombre de lareferencia al objeto al que pertenecen (this para el objeto implicado, aunquese puede suprimir si no hay conflicto de nombres). Por ejemplo: part.masa,this.masa, masa.Se pueden declarar final si su valor no cambiará (será constante).Se inicializan con un valor por defecto (cero o null) si no se especifica ningúnotro valor (no para final).Desde fuera de la clase, hay que tener en cuenta el control de visibilidad.public class Punto {

private double x, y; // x e y son variables de instancia// ...

}


Definición de constructores de objetos

Se define un constructor de una clase especificando el nivel de visibilidad, elnombre de la clase, seguido por la lista de parámetros, y por el cuerpo queespecifica las sentencias necesarias para construir un objeto adecuadamente.En la definición de una clase se pueden definir varios constructores: condistinto número de argumentos o con argumentos de distintos tipos.Un constructor puede invocar a otro constructor de la misma claseespecificando en la primera línea del cuerpo al objeto this seguido por lalista de parámetros adecuados.// Punto.javapublic class Punto {

private double x, y; public Punto(double a, double b) {public Punto() { x = a;

this(0, 0); y = b;} }

}

Si no se define ningún constructor explícitamente, entonces el sistemaproporciona automáticamente un constructor por defecto, sin parámetros,que asigna valores iniciales por defecto a las variables de instancia del objetocreado.


Métodos de instancia

Los métodos de instancia se invocan cualificándolos con el nombre de lareferencia al objeto sobre el que se aplican (this para el objeto implicado,aunque se puede suprimir si no hay conflicto de nombres). Por ejemplo:p1.distancia(p2), this.distancia(part), distancia(part).Pueden acceder directamente tanto a las variables de clase como a lasvariables de instancia del propio objeto implicado.Pueden invocar directamente tanto a los métodos de clase como a losmétodos de instancia sobre el propio objeto implicado.Desde fuera de la clase, hay que tener en cuenta el control de visibilidad.public class Punto {

// ...public double distancia(Punto pto) {


}


Parámetros

Los parámetros se declaran en la definición de los métodos.Hay una instancia independiente por cada invocación al método.Se crean cuando se ejecuta la invocación a un determinado método.Se destruyen cuando termina la ejecución del método invocado.Se inicializan como una copia de los valores especificados en la invocación almétodo.En Java, todos los parámetros son por valor. No existe el paso por referencia.public class Punto {

// ...public void desplazar(double a, double b) {

x += a; // a y b son parámetrosy += b;

}}


Variables Locales

Las variables locales se declaran dentro de la definición de los métodos.Hay una instancia independiente por cada invocación al método.Se crean cuando se ejecuta la instrucción de declaración de la variable.Se destruyen cuando termina la ejecución del ámbito del bloque donde fuedeclarada.Si no se inicializa, la variable contiene un valor inespecificado (basura).public class Poligono {

// ...public double perimetro() {

double suma = 0; // suma e i son variables localesfor (int i = 0; i < ptos.length - 1; ++i) {

suma += ptos[i].distancia(ptos[i+1]);}return suma;

}}


Ejemplo: la clase NumeroRacional

Defina una clase NumeroRacional que modele el concepto matemático denúmeros racionales.

Como estado interno de los objetos, almacenará tanto el numerador como eldenominador.Proporcionará los siguientes constructores y métodos públicos:

Ctor. por defecto, crea el numero racional 0/1.Ctor(x,y), crea el numero racional x/y normalizado.Consulta del estado interno del objeto (numerador y denominador).Sumar, Restar, Multiplicar y Dividir, reciben como parámetro un número racionaly devuelven un nuevo número racional resultado de aplicar la operación alnúmero racional actual con el número racional recibido como parámetro.Representación textual del objeto (toString()).

Un número racional normalizado:Atención al caso del denominador cero (0).Atención al caso del numerador cero (0).El denominador siempre debe ser positivo.La fracción siempre se almacena en modo reducido. Es necesario calcular el MCD.


Variables de clase

Se declaran como static.Existen, aunque no se hayan creado objetos de la clase.

Se crean cuando se carga la clase a la que pertenece.Se destruyen cuando se descarga la clase a la que pertenece, usualmente alfinalizar la ejecución del programa.

Sólo hay una única instancia, común y compartida por todos los objetos dela misma clase.Se acceden cualificándolas con el nombre de la clase a la que pertenecen. Porejemplo: Particula.G.Dentro de la propia clase, se acceden directamente, sin necesidad decualificación (se puede utilizar this si es necesario). Por ejemplo: G, this.G.Se pueden declarar final si su valor no cambiará (será constante).Se deben inicializar en la declaración de la variable. Se inicializan con unvalor cero o null si no se especifica ningún otro valor (no para final).Desde fuera de la clase, hay que tener en cuenta el control de visibilidad.public class Particula extends Punto {

private static final double G = 6.67e-11; // variable de clase constante// ...

}


Métodos de claseSe declaran como static.Existen, aunque no se hayan creado objetos de la clase.Se invocan cualificándolos con el nombre de la clase a la que pertenecen. Porejemplo: Math.sqrt(x), Math.pow(x, 2).Dentro de la propia clase, se invocan directamente, sin necesidad decualificación (se puede utilizar this si es necesario).Sólo pueden acceder directamente a las variables de clase.Sólo pueden invocar directamente a los métodos de clase.Desde fuera de la clase, hay que tener en cuenta el control de visibilidad.public class NumeroRacional {

private static int mcd(int n, int m) {n = Math.abs(n); // n = (n < 0) ? -n : n;m = Math.abs(m); // m = (m < 0) ? -m : m;if (n < m) {

int x = n; n = m; m = x;}while (m != 0) {

int r = n % m;n = m;m = r;

}return n;

}}


Ejemplo (I)

sqrt y pow son métodos de clase de la clase Math y se invocan, en la clasePunto, cualificándolos con el nombre de la clase Math.public double distancia(Punto pto) {

// Invocación a métodos estáticosreturn Math.sqrt(Math.pow(this.x - pto.x, 2)

+ Math.pow(this.y - pto.y, 2));}

out es una variable de clase y currentTimeMillis es un método declase, ambos de la clase System:public class Ejemplo {

public static void main(String[] args) {// Acceso a variable estáticaSystem.out.println("Hola");// Invocación a método estáticolong time = System.currentTimeMillis();

}}


Ejemplo (II)

// Libro.javapublic class Libro {

private static double IVA = 16.0; // Variable de Claseprivate String titulo; // Variable de instanciaprivate double precio; // Variable de instancia// Constructorpublic Libro(String tit, double p) {

titulo = tit;precio = p;

}public double calcPrecio() {

return precio + precio * IVA / 100;}@Overridepublic String toString() {

return "(" + titulo + ", " + calcPrecio() + ")";}// Método de Claseprivate static void cambiarIVA(double iva) {

IVA = iva;}

}


Ejemplo (III)

// Libro.javapublic class Libro {

private static int refCnt = 1; // Variable de Claseprivate String titulo; // Variable de instanciaprivate int referencia; // Variable de instancia// Constructorpublic Libro(String tit) {

titulo = tit;referencia = refCnt;++refCnt;

}@Overridepublic String toString() {

return "(" + titulo + ", " + referencia + ")";}

}


Control de Acceso y Visibilidad

Existen cuatro niveles de acceso y visibilidad:private – acceso privado, sólo desde dentro de la propia clase.Por omisión – acceso desde dentro del propio paquete (package).protected – acceso protegido, desde dentro del paquete y de las clasesherederas (sub-clases).public – acceso público, desde cualquier sitio.

Nivel de Acceso

Desde Desde Desde DesdePropia Propio Una OtraClase Paquete Subclase Clase

□ � - private SÍ NO NO NO

▵ ▴ ~ package SÍ SÍ NO NO

⋄ ⬩ # protected SÍ SÍ SÍ NO

◦ • + public SÍ SÍ SÍ SÍ

Las clases e interfaces de nivel externo sólo pueden tener visibilidad pública o paquete.


Símbolos en Eclipse para Diagramas de Clases UML


Tipos y variables

Tipos de datos primitivos

Tipo Valores Rango Ejemplos

▸ boolean false y true false y true▸ char Unicode de 16 bits Unicode 'a', '$', '\t', '\n', '\u0061'

byte entero de 8 bits -128 .. 127 100, -34short entero de 16 bits -32768 .. 32767 2578, -93

▸ int entero de 32 bits -231 .. 231-1 56, 0xaf, 0xAF, 0b1001, 1_000long entero de 64 bits -263 .. 263-1 8456l, 33456Lfloat real de 32 bits ±3.40282E±38 67.345f, 34.122F, 21.34e2f

▸ double real de 64 bits ±1.79769313E±308 4.66, 23.7e3, 35.213d, 23.2D


Tipos y variables

Valores de tipos de datos primitivosLos valores son los datos pertenecientes a estos tipos primitivos.Los valores se pueden almacenar y manipular mediante variables.Además, los valores se pueden manipular directamente, usando susrepresentaciones literales.

Variables de tipos de datos primitivosLas variables de tipos de datos primitivos almacenan, en un momento dado, undeterminado valor de entre los valores posibles definidos por el tipo.cnt letra pi ok int cnt = 1;

char letra = 'a';1 'a' 3.14 true double pi = 3.14;

boolean ok = true;

La asignación (=) modifica el valor almacenado en una variable.Los operadores (==, !=, <, <=, >, >=) comparan los valores de las variablesde tipos primitivos.


Tipos y variables

ClasesUna Clase representa una abstracción de datos, especifica las características deunos objetos: su estado interno (atributos) y su comportamiento (métodos).

Variables de referencia a objetosLas variables de una determinada Clase no almacenan un objeto de esa Clase,sino que almacenan una referencia polimórfica a un objeto que haya sidocreado dinámicamente, o null.

pto1 Punto pto2 pto3 Punto pto4 Punto pto1 = new Punto(1,2);Punto pto2 = pto1;

• ▸ 1 2 ◂ • • ▸ 3 4 / Punto pto3 = new Punto(3,4);Punto pto4 = null;

La asignación (=) asigna la referencia (al mismo objeto compartido).Los operadores (==, !=) comparan las referencias, es decir, si ambasvariables referencian al mismo objeto. Para comparar los contenidos de losobjetos se debe invocar al método equals: pto1.equals(pto3).


Tipos y variablesArraysSe pueden definir arrays de tipos primitivos, de referencias a objetos y multi-dimensionales.

Variables de referencia a arraysLas variables de tipo array no almacenan el propio array, sino que almacenanuna referencia a un array que haya sido creado dinámicamente, o null.int[] elms = new int[4];int[][] mat = new int[2][3];Punto[] ptos = new Punto[4];

elms ptos

• ▸ 0 0 0 0 • ▸ / / / /

mat▸ 0 0 0

• ▸ •

• ▸ 0 0 0

La asignación (=) asigna la referencia (al mismo array compartido).Los operadores (==, !=) comparan las referencias, no los contenidos.



Variables de referencia a arraysLas variables de tipo array no almacenan el propio array, sino que almacenanuna referencia a un array que haya sido creado dinámicamente, o null.int[] elms = new int[] { 1, 2, 3, 4 };int[][] mat = new int[][] { { 3, 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };Punto[] ptos = new Punto[] { new Punto(1,2), null, null, new Punto(3,4) };

elms ptos

• ▸ 1 2 3 4 • ▸ • / / •

mat▾ ▾▸ 3 4 5

• ▸ • Punto Punto

• ▸ 6 7 8 1 2 3 4




Variables de referencia a arraysLas variables de tipo array no almacenan el propio array, sino que almacenanuna referencia a un array que haya sido creado dinámicamente, o null.int[] elms = { 1, 2, 3, 4 };int[][] mat = { { 3, 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };Punto[] ptos = { new Punto(1,2), null, null, new Punto(3,4) };

elms ptos

• ▸ 1 2 3 4 • ▸ • / / •

mat▾ ▾▸ 3 4 5

• ▸ • Punto Punto

• ▸ 6 7 8 1 2 3 4



La vida de los objetos

Los objetos son siempre instancias de alguna clase.Durante la ejecución de un programa:

Se crean objetos con el operador new.Los objetos interactúan entre sí enviándose mensajes (invocando a métodosaplicados sobre otros objetos).Los objetos no necesarios se eliminan automáticamente, cuando se pierden lasreferencias a dichos objetos (recolección de basura automática).

Se puede ayudar a la eliminación de un objeto anulando su referencia. Ej:pto = null;

Se puede activar la eliminación automática, invocando al recolector de basura(método de clase gc() de la clase System).System.gc();


Creación de objetos

Cada instancia (objeto) se crea dinámicamente invocando, mediante eloperador new, al constructor de la clase, especificando la lista de argumentosadecuada.

El operador new reserva el espacio de memoria adecuado para almacenar elestado interno del nuevo objeto a crear.El constructor asigna unos valores iniciales a sus variables de instancia.El operador new devuelve una referencia al objeto que crea, que puede serasignado a una variable, o puede ser utilizado directamente en una expresión.// Main.javapublic class Main {

public static void main(String[] args) {Punto pto1 = new Punto(1, 2);Punto pto2 = new Punto(2, 1);double d = new Punto(3,4).distancia(new Punto(4,5));

}}

pto1 Punto pto2 Punto

• ▸ 1 2 • ▸ 2 1


Asignación o Copia

Las sentencias de asignación sobre variables de tipos primitivos permitenalmacenar una copia del valor en la variable.Una variable que referencia a un objeto se puede asignar a otra variable de sumisma clase. En este caso se asigna la referencia al objeto, y ambasvariables referenciarán al mismo objeto compartido.// Main.javapublic class Main {

public static void main(String[] args) {Punto pto1 = new Punto(1, 2);Punto pto2 = pto1;int x = 3, y = 1;y = x;

}}

pto1 x

• ▸ Punto 3

pto2 ▸ 1 2 y

• 3

Para duplicar (copiar) un objeto, se debe crear otro objeto de lamisma clase y duplicar (copiar) sus variables de estado.


Ejemplo Segmento 1 (asignación)Si desde un determinado objeto se referencia a objetos externos, entoncesesos objetos externos podrían ser accedidos y manipulados desde el exterior,sin el control de la clase que los referencia.public class Segmento {

private Punto origen, extremo;public Segmento(Punto pto1, Punto pto2) {

origen = pto1; // Asignación (referencia a un objeto externo)extremo = pto2; // Asignación (referencia a un objeto externo)

}public double longitud() {

return origen.distancia(extremo);}public static void main(String[] args) {

Punto pt1 = new Punto(1, 3);Punto pt2 = new Punto(2, 5);Segmento sgt = new Segmento(pt1, pt2);

}}

pt1 Punto Segment sgt

• ▸ 1 3 ◂ • • ◂ •

pt2 Punto

• ▸ 2 5 ◂


Ejemplo Segmento 2 (copia)Si desde un determinado objeto se referencia a objetos internos, entonces esosobjetos internos no pueden ser manipulados desde el exterior, y se encuentranbajo el control de la clase que los referencia.public class Segmento {

private Punto origen, extremo;public Segmento(Punto pto1, Punto pto2) {

origen = new Punto(pto1.abscisa(), pto1.ordenada()); // Copia (ref. obj. interno)extremo = new Punto(pto2.abscisa(), pto2.ordenada()); // Copia (ref. obj. interno)

}public double longitud() {

return origen.distancia(extremo);}public static void main(String[] args) {

Punto pt1 = new Punto(1, 3);Punto pt2 = new Punto(2, 5);Segmento sgt = new Segmento(pt1, pt2);

}}

pt1 Punto sgt Segment Punto

• ▸ 1 3 • ▸ • • ▸ 1 3

Puntopt2 Punto

▸ 2 5• ▸ 2 5


Paso de parámetros

El paso de parámetros en Java es Por Valor, esto es, se realiza una copia delvalor del parámetro real en el parámetro formal correspondiente.El paso de parámetros de tipos primitivos implica una copia independientedel valor almacenado.

Cualquier modificación en el parámetro formal dentro del método no afecta alvalor almacenado en el parámetro actual.

El paso de parámetros de objetos implica una copia de la referencia, encuyo caso el mismo objeto referenciado es compartido entre el métodoinvocante y el invocado.

Cualquier modificación en el objeto referenciado por el parámetro formal dentrodel método sí afecta al estado del objeto referenciado por el parámetro actual.

De igual modo sucede en el caso de los arrays.


Conversiones de tipos y clases

Se producen conversiones de tipo de forma implícita (automática) en ciertoscontextos, siempre a tipos más amplios siguiendo la ordenación:byte ▸ short ▸ int ▸ long ▸ float ▸ double

char

Se producen conversiones de clase de forma implícita (automática) en ciertoscontextos, siempre a clases ascendentes (super-clases) en la línea jerárquica dela herencia.Se permiten las conversiones explícitas (casting) en sentido contrariomediante la construcción (sólo se comprueban durante la ejecución):

( <tipo/clase> ) <expresión>


Conversiones implícitas: contextos

La conversión implícita se produce en los siguientes contextos:Asignaciones: el tipo de la expresión se promociona al tipo de la variable dedestino.Invocaciones a métodos: los tipos de los parámetros reales se promocionan alos tipos de los parámetros formales.Evaluación de expresiones aritméticas: los tipos de los operandos sepromocionan al tipo del operando con el tipo más general (como mínimo sepromocionan a int).Concatenación de cadenas: los valores de los argumentos se convierten encadenas automáticamente (invocación automática al método toString()).


Identificadores

Los identificadores dan nombre a: variables, métodos, clases e interfaces.Un identificador (nombre) es una secuencia arbitraria de caracteres Unicode:letras, dígitos, subrayado o símbolos de monedas. No debe comenzar pordígito ni coincidir con alguna palabra reservada.int numero;

Por convenio:Nombres de variables y métodos en minúsculas. Si son compuestos, laspalabras no se separan y comienzan con mayúscula.long valorMaximo;

Nombres de clases e interfaces comienzan con mayúscula, seguido deminúsculas. Si son compuestos, las palabras no se separan y comienzan conmayúscula.class NumeroRacional { ... }

Nombres de constantes todo en mayúsculas. Si son compuestos, las palabras seseparan con subrayados.final double CTE_GRAVITACION = 6.673e-11;


Variables y constantes

VariablesLas variables almacenan valores de tipos primitivos, referencias a objetos yreferencias a arrays.Las variables deben ser declaradas antes de su utilización:int contador, maximo;

La declaración también puede especificar el valor de inicialización:int contador = 0;

Las sentencias de asignación permiten modificar el valor almacenado en unavariable.contador = contador + 1;

ConstantesUna variable se puede declarar como constante precediendo su declaracióncon la etiqueta final:final int MAXIMO = 100;


Inicialización de variables

Cuando no se le asigna un valor explícitamente a una variable:Las variables de clase (no para final) se inicializan automáticamente al cargarla clase.Las variables de instancia (no para final) se inicializan automáticamente cadavez que se crea una instancia.Las variables locales no se inicializan de forma automática, tienen inicialmenteun valor basura y el compilador produce un error si se utilizan sin haber sidoasignado un valor.

Valores de inicialización automática para cada tipo:boolean: false // booleanchar: '\u0000' // charint: 0 // byte, short, int y longdouble: +0.0 // float y doubleObject: null // referencia a un objeto de cualquier tipoarray[]: null // referencia a un array de cualquier tipo


Ámbito de una variable

El ámbito de una variable es la zona de código donde se puede usar suidentificador sin calificar.Un identificador debe ser único dentro de su ámbito.El ámbito determina cuándo se crea y cuándo se destruye el espacio dememoria para la variable.Las variables, según su ámbito, se clasifican en las siguientes categorías:

Variable de clase o de instancia (declarada dentro de una clase).Variable local (declarada dentro de un método).Parámetro de método (declarada en la lista de parámetros de un método).Parámetro de gestor de excepciones (declarada dentro de catch (...)).


Expresiones

Una expresión es una combinación de los siguientes elementos, combinadosadecuadamente según la sintaxis del lenguaje:

Valores literales.Variables.Operadores.Mensajes (invocaciones a métodos).

Una expresión se evalúa a:Un valor de tipo primitivo (simple).Una referencia a un objeto.Una referencia a un array.

La evaluación de una expresión devuelve el resultado calculado.


Operadores

Un operador es una función de uno, dos o tres argumentos.Aritméticos:

unarios: +, -, ++, --binarios: +, -, *, /, %

Relacionales/comparación (binarios): ==, !=, <, <=, >, >=Lógicos: (unario) !, (binarios) &&, ||Manipulación de bits: (unario) ~, (binarios) &, |, ˆ, <<, >>, >>>Otros operadores: (unario) new, (binario) instanceof, (ternario) ?:Asignación (binarios, requieren una variable a la izquierda):=, +=, -=, *=, /=, %=, &=, |=, ˆ=

Con un operador y sus argumentos se construyen expresiones simples.3 * 5 x + 7.3 'a' <= 45

Las expresiones simples se pueden combinar dando lugar a expresionescompuestas.3 + 5 * x / 7.3 y * (x + 7.3) (x > y) ? x : y

El orden de evaluación de las expresiones compuestas depende de laprecedencia y de la asociatividad de los operadores que aparezcan en laexpresión.


Precedencia y asociatividad de operadores

Precedencia (de mayor a menor) Asociatividad

paréntesis (x) NOacceso e incr x[i] x.y x++ x-- Izquierdaunarios ++x --x +x -x !x ~x Derechacreación y cast new T() (T)x Derechamultiplicativos * / % Izquierdasumatorios + - Izquierdadesplaz-bits << >> >>> Izquierdarelacionales < <= > >= instanceof Izquierdaigualdad == != Izquierday-bits & Izquierdaxor-bits ˆ Izquierdao-bits | Izquierday-lógico && Izquierdao-lógico || Izquierdacondicional b?x:y Derechaasignación = += -= *= /= %= &= |= ˆ= <<= >>= >>>= Derecha


Instrucciones/sentencias

Existen tres clases de instrucciones o sentencias:Sentencias de declaración de variables.Sentencias de control de ejecución.

Secuencia.Selección.Iteración (repetición).Control de Excepciones.

Sentencias de expresión:Asignaciones.Incrementos y decrementos.Mensajes (invocaciones a métodos).Creaciones de objetos.

Un bloque es un grupo de cero o más sentencias, encerradas entre llaves,dando lugar a una sentencia compuesta.Un bloque se puede usar en cualquier parte donde se necesite una sentenciasimple.


Sentencias de iteración (repetición)

while ( <exp_lógica> ) {// <sentencias>

}

do {// <sentencias>

} while ( <exp_lógica> );

for ( <exp_ini> ; <exp_lógica> ; <exp_incr> ) {// <sentencias>

}

for ( <tipo_elemento> <vble> : <array_o_colección> ) {// <sentencias>

}


Sentencias de selección

if ( <exp_lógica> ) { switch (<exp>) { // char byte short/* <sentencias> */ case <valor_1> : // int String

} // <sentencias>break;

if ( <exp_lógica> ) { case <valor_2> :/* <sentencias> */ // <sentencias>

} else { break;/* <sentencias> */ ...

} case <valor_k> :// <sentencias>

if ( <exp_lógica> ) { break;/* <sentencias> */ default :

} else if ( <exp_lógica> ) { // <sentencias>/* <sentencias> */ break;

} else { }/* <sentencias> */

}


Criterios de codificación y corrección

El número de iteraciones que realiza un determinado bucle (for, while,do-while) no puede estar condicionado por la utilización de las sentenciasreturn, break, continue.El numero de iteraciones que realiza el bucle for debe quedar claramenteespecificado en la cabecera del mismo.

Dentro del cuerpo del bucle for no se puede modificar la variable de control delbucle.

En las funciones y métodos sólo está permitido una única sentencia return, ydebe ser la última sentencia del cuerpo del mismo.Estos criterios de codificación serán considerados en la corrección del códigoproporcionado por el alumno.


Control de excepciones (I)

Las excepciones son un mecanismo de ayuda para la comunicación y elmanejo de errores.Cuando se produce un error en un método:

1 Se crea un objeto de la clase Exception (de java.lang) o derivada, coninformación sobre el error.

2 Se lanza el objeto excepción creado anteriormente (el sistema o el programadormediante la instrucción throw).

3 Se interrumpe el flujo normal de ejecución.4 El entorno de ejecución intenta encontrar un manejador para dicho objeto

excepción.1 Dentro del propio método o2 En un método anterior en la pila de activaciones.


Control de excepciones (II)

Existen cuatro sentencias relacionadas con el control de excepciones:

try: delimita un bloque de instrucciones donde se puede producir unaexcepción.catch: identifica un bloque de código asociado a un bloque try donde semaneja un tipo particular de excepción.finally: identifica un bloque de código que se ejecutará siempre después deun bloque try, tanto si se producen excepciones como si no.throw: lanza un objeto excepción que haya sido creado, con información sobreel error producido.try {

// <sentencias> // Bloque vigilado // throw} catch ( <tipo_excepción> <vble> ) {

// <sentencias> // Manejador} catch ( <tipo_excepción> <vble> ) {

// <sentencias> // Manejador} finally {

// <sentencias> // Siempre se ejecuta}


Cadenas de caracteres

Las cadenas de caracteres se representan en Java como secuencias decaracteres Unicode encerradas entre comillas dobles:"Ejemplo de cadena de caracteres"

La clase String (de java.lang) dispone de constructores y métodos paracrear y manipular cadenas.Los objetos de esta clase se pueden inicializar:

Forma normal:String str = new String("¡Hola!");

Forma simplificada:String str = "¡Hola!";

Los objetos de la clase String en Java son inmutables.Los métodos para acceder a los caracteres de un objeto String:

length(): devuelve el número de caracteres de la cadena.charAt(i): devuelve el carácter que se encuentra en la posición i en la cadena(0 ≤ i < length()).Si se intenta acceder a una posición no válida el sistema lanza una excepción:IndexOutOfBoundsException.



La concatenación (+, +=) produce como resultado un nuevo objeto Stringcomo resultado de unir dos cadenas de caracteres.En la concatenación de cadenas de caracteres pueden intervenir otros tiposde datos, que serán convertidos automáticamente a su representación String.int i = 42;System.out.println("i es " + i); // muestra: i es 42

En el caso de objetos:Punto p = new Punto(3, 4);System.out.println("p es " + p); // muestra: p es Punto@119c0982

Es necesario que la clase defina el método público toString().class Punto {

// ...@Overridepublic String toString() {

return "(" + x + ", " + y + ")";}

}Punto p = new Punto(3, 4);System.out.println("p es " + p); // muestra: p es (3, 4)



Comparación de cadenasc1.equals(c2): devuelve true si c1 y c2 son iguales y false en otro caso.c1.equalsIgnoreCase(c2): igual que la anterior, pero sin tener en cuentalas diferencias por mayúsculas y minúsculas.c1.compareTo(c2): devuelve un entero menor, igual o mayor que cerocuando c1 es menor, igual o mayor que c2.c1.compareToIgnoreCase(c2): igual que la anterior, pero sin tener encuenta las diferencias por mayúsculas y minúsculas.ATENCIÓN c1 == c2 compara las referencias, es decir, si ambas variablesreferencian al mismo objeto.


Cadenas de caracteresOtros métodos

c1.indexOf(c2): devuelve la primera posición de c2 (carácter o cadena).c1.lastIndexOf(c2): devuelve la última posición de c2 (carácter o cadena).c1.toLowerCase(): devuelve un nuevo objeto String con todo minúsculas.c1.toUpperCase(): devuelve un nuevo objeto String con todo mayúsculas.c1.substring(desde, hasta): devuelve un nuevo objeto String con loscaracteres a partir de la posición desde y hasta la posición hasta (sinincluirla).

ConversionesString.valueOf(v): devuelve un nuevo objeto String con la representacióndel valor especificado en v.Integer.parseInt(c1): devuelve el resultado de obtener el valor del númeroentero representado en c1.Double.parseDouble(c1): devuelve el resultado de obtener el valor delnúmero real representado en c1.


ArraysLos Arrays representan objetos que contienen una colección (de longitud fija)de elementos (componentes) de un mismo tipo o clase.

La longitud se puede consultar en la variable de instancia length.Declaración de dos arrays, uno con elementos de tipo entero y otro de tipoPunto:int[] listaEnteros;Punto[] listaPuntos;Se pueden crear especificando cuantos elementos tienen (los elementos seinicializan con los valores por defecto):int[] listaEnteros = new int[4];Punto[] listaPuntos = new Punto[t];listaEnteros listaPuntos

• ▸ 0 0 0 0 • ▸ / / /

Se pueden crear especificando el valor inicial de los componentes:int[] listaEnteros = new int[] { 0, 1, 2, 3 };Punto[] listaPuntos = { new Punto(1,2), null, new Punto(3,4) };

• ▸ 0 1 2 3 • ▸ • / •

listaEnteros listaPuntos▾ ▾

Punto Punto

1 2 3 4


Arrays

El primer elemento de un array se encuentra en la posición 0:Si se intenta acceder a una posición no válida del array, el sistema lanza unaexcepción: IndexOutOfBoundsException.for (int i = 0; i < listaEnteros.length; ++i){

listaEnteros[i] = i;}for (int i = 0; i < listaPuntos.length; ++i){

listaPuntos[i] = new Punto(i, i);}String[] cadenas = { "CAD1", "CAD2", "CAD3" };for (int i = 0; i < cadenas.length; ++i) {

System.out.println(cadenas[i].toLowerCase());}

Para acceder a todos los elementos de un array, también se puede utilizar lasentencia for-each:for (int e : listaEnteros) {

System.out.println(e);}


Operaciones con Arrays: Copia de Elementos

Copia de los elementos de un array: System.arraycopy()El método de clase arraycopy() de java.lang.System permite copiar loselementos de un array:public static void arraycopy(Object arrayOrigen, int primIndOrigen,

Object arrayDestino, int primIndDestino,int numeroDeElmsCopia);

El array destino debe existir y tener tantos elementos como sea necesario.

Ejemplo de utilización:public static void main(String[] args) {

char[] arrayOrigen = {'d','e','s','c','a','f','e','i','n','a','d','o'

};char[] arrayDestino = new char[7];System.arraycopy(arrayOrigen, 3, arrayDestino, 0, 7);// arrayDestino ahora contendrá: { 'c','a','f','e','i','n','a' }

}


Operaciones con Arrays: Duplicación de Arrays (I)

Duplicación de un array: Arrays.copyOf()El método de clase copyOf() de java.util.Arrays permite duplicar unarray, creando una nueva instancia.public static TipoBase[] copyOf(TipoBase[] arrayOriginal,

int nuevaLongitud);

Si la nueva longitud especificada es diferente de la del array original:Elimina los últimos elementos si es menor.Añade al final valores por defecto si es mayor.

Ejemplo de utilización:import java.util.Arrays;public static void main(String[] args) {

int[] arrayOrigen = { 12, 4, 8, 3, 5, 203, 28 };int[] arrayDestino1 = Arrays.copyOf(arrayOrigen, 3);// arrayDestino1 contendrá: { 12, 4, 8 }int[] arrayDestino2 = Arrays.copyOf(arrayOrigen, 10);// arrayDestino2 contendrá: { 12, 4, 8, 3, 5, 203, 28, 0, 0, 0 }

}


Operaciones con Arrays: Duplicación de Arrays (II)

Duplicación de un array: Arrays.copyOfRange()El método de clase copyOfRange() de java.util.Arrays permite duplicarun array, creando una nueva instancia, copiando los elementos a partir de laposición desde y hasta la posición hasta (sin incluirla).public static TipoBase[] copyOfRange(TipoBase[] arrayOriginal,

int desde, int hasta);

Si la posición hasta es mayor que los elementos del array original, entoncesañade al final valores por defecto.


int[] arrayOrigen = { 12, 4, 8, 3, 5, 203, 28 };int[] arrayDestino1 = Arrays.copyOfRange(arrayOrigen, 2, 5);// arrayDestino1 contendrá: { 8, 3, 5 }int[] arrayDestino2 = Arrays.copyOfRange(arrayOrigen, 5, 9);// arrayDestino2 contendrá: { 203, 28, 0, 0 }

}


Operaciones con Arrays: toString

Representación String: Arrays.toString()El método de clase toString() de java.util.Arrays devuelve un nuevoobjeto String con la representación del contenido de un array.El método de clase deepToString() de java.util.Arrays devuelve unnuevo objeto String con la representación del contenido de un arraymulti-dimensional.public static String toString(TipoBase[] array);public static String deepToString(Object[] array);


int[] array = { 1, 3, 5, 7, 9 };System.out.println(Arrays.toString(array));// muestra [1, 3, 5, 7, 9]

}


Operaciones con Arrays: Comparación y Búsqueda

Comparación y Búsqueda. Arrays.equals() y Arrays.binarySearch()El método de clase equals() de java.util.Arrays devuelve true si loscontenidos de dos arrays son iguales.public static boolean equals(TipoBase[] a1, TipoBase[] a2);

El método de clase binarySearch() de java.util.Arrays devuelve elíndice donde se encuentra un determinado valor en un array ordenado(negativo si no lo encuentra).public static int binarySearch(TipoBase[] array, TipoBase valor);


int[] array1 = { 1, 3, 5, 7, 9 };System.out.println(Arrays.binarySearch(array, 5)); // muestra 2int[] array2 = { 1, 3, 5, 7, 9 };if (Arrays.equals(array1, array2)) {

System.out.println("Iguales");}

}


Arrays Multidimensionales

Los elementos de un array también pueden ser arrays, dando lugar a a losarrays multi-dimensionales.int[][] a = new int[2][3];int[][] b = new int[][] { { 3, 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };int[][] c = { { 3, 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };double[][][] d = new double[3][5][4];

a b▸ 0 0 0 ▸ 3 4 5

• ▸ • • ▸ •

• ▸ 0 0 0 • ▸ 6 7 8

El uso más común de arrays multidimensionales es el array de dos dimensiones.También es posible crear un array multidimensional creando cada componente(dimensión) paso a paso, e incluso con tamaños diferentes.int[][] x = new int[2][];for (int i = 0; i < x.length; i++) {

x[i] = new int[i + 2];for (int j = 0; j < x[i].length; j++) {

x[i][j] = i + j;}

}


Ejemplo: la clase Coleccion

Defina una clase Coleccion que modele el concepto de colección de númerosenteros.

Como estado interno de los objetos, almacenará tanto el numero de elementosalmacenados, como el array que almacena la secuencia de números del objeto.Proporcionará los siguientes constructores y métodos públicos:

Ctor. por defecto, crea una colección vacía (sin elementos), con una capacidadinicial de TAM (10).Ctor(t), crea una colección vacía (sin elementos), con la capacidad inicial recibidacomo parámetro.Consultar el estado interno del objeto (número de elementos y el elementoalmacenado en una posición determinada).Consultar si la colección esta vacía y vaciar la colección.Añadir, eliminar y contiene, reciben como parámetro un número y realizan laoperación solicitada.Representación textual del objeto (toString()).


Clases anidadas: clases internas estáticas

Las clases anidadas se definen dentro de la definición de otra clase.Aunque se pueden distinguir diversos tipos de clases anidadas (internas, locales,anónimas), solo consideraremos las denominadas clases internas estáticas.

Una clase interna estática se define como un atributo más de la clase,especificando el calificador static.Para acceder a ellas desde el exterior, si es visible, se debe cualificar su nombrecon el nombre de la clase externa a la que pertenece.public class Segmento {

private static class Punto {private double x, y;// ...

}private Punto origen, extremo;// ...

}


Datos enumerados: enum (I)Se pueden definir datos enumerados como clases públicas.

Se deben especificar todos los valores de la enumeración.// fichero Dia.javapublic enum Dia {

Lun, Mar, Mie, Jue, Vie, Sab, Dom}Cada valor de la enumeración se puede utilizar cualificándolo con el nombre dela clase enumerada: Dia.Lun.Se proporcionan automáticamente los siguientes métodos asociados a la claseenumerada: valueOf(str), values(), toString(), ordinal(), equals(v),hashCode(), compareTo(v).public class Main {

public static void main(String[] args) {Dia s = Dia.Lun; // primer valor de la enumeraciónDia t = Dia.valueOf("Mie"); // valor asociado al Stringint ord = s.ordinal(); // ordinal asociado al valorfor(Dia se : Dia.values()) { // Dia[] con todos los valores

System.out.print(se + " "); // se.toString()}// muestra: Lun Mar Mie Jue Vie Sab Dom

}}


Datos enumerados: enum (II)

También es posible definir datos enumerados como clases internasestáticas.public class Ejemplo {

public static enum Dia { Lun, Mar, Mie, Jue, Vie, Sab, Dom }

public static void main(String[] args) {Dia s = Dia.Lun; // primer valor de la enumeraciónDia t = Dia.valueOf("Mie"); // valor asociado al Stringint ord = s.ordinal(); // ordinal asociado al valorfor(Dia se : Dia.values()) { // Dia[] con todos los valores

System.out.print(se + " "); // se.toString()}// muestra: Lun Mar Mie Jue Vie Sab Dom

}}


Herencia

Se puede definir una clase (sub-clase) que hereda estado y comportamientode otra clase (super-clase), a la que especializa o extiende (añade estado ycomportamiento), en la forma:class Subclase extends Superclase { /* ... */ }

La sub-clase hereda tanto los atributos como los métodos definidos por lasuper-clase (reusabilidad del código).La sub-clase puede definir nuevos atributos y nuevos métodos (extensibilidad),así como redefinir métodos de la super-clase.La herencia de clases se expresa en UML mediante una línea sólida desde lasub-clase con un triángulo hueco en el extremo de la super-clase.

Superclase Punto Persona

^ ^ ^

Subclase Particula Paciente Médico


Herencia

Java sólo permite herencia simple, por lo que pueden establecerse jerarquíasde clases (una clase sólo puede heredar de una única clase, pero puede tenervarias clases herederas).La relación de herencia es transitiva, si C hereda de B y B hereda de A,entonces C también hereda de A.Todas las jerarquías de clases confluyen en la clase Object de java.langque define los comportamientos básicos que debe presentar cualquier clase.

Object

^

Punto Persona

^ ^

Particula ... Paciente Médico Alumno


Ejemplo: Clase Punto

// Punto.javapublic class Punto {

// Atributosprivate double x, y;// Constructorespublic Punto() {

this(0, 0); // invocación a Punto(double, double)}public Punto(double a, double b) {

x = a; y = b;}// Métodospublic double abscisa() { return x; }public double ordenada() { return y; }public void abscisa(double a) { x = a; }public void ordenada(double b) { y = b; }public void desplazar(double a, double b) { x += a; y += b; }public double distancia(Punto pto) {


}


Ejemplo: Clase Particula

// Particula.javapublic class Particula extends Punto {

// Atributosfinal static double G = 6.67e-11;private double masa; // ( + los atributos heredados de Punto )// Constructorespublic Particula(double m) {

this(0, 0, m); // invocación a Particula(double, double, double)}public Particula(double a, double b, double m) {

super(a, b); // invocación a Punto(double, double)masa = m;

}// Métodos ( + los métodos heredados de Punto )public void masa(double m) { masa = m; }public double masa() { return masa; }public double atraccion(Particula part) {

// Nótese la invocación al método distancia heredado de Puntoreturn G * this.masa * part.masa / Math.pow(this.distancia(part), 2);

}}


Herencia y constructores

Los constructores no se heredan.Cuando se define un constructor de una subclase se debe proceder de algunade las tres formas siguientes:

Invocar a un constructor de la misma clase (con distintos argumentos) mediantethis (debe ser la primera línea):public Particula(double m) {

this(0, 0, m); // invocación a Particula(double, double, double)}

Invocar a algún constructor de la superclase mediante super (debe ser laprimera línea):public Particula(double a, double b, double m){

super(a, b); // invocación a Punto(double, double)masa = m;

}

En otro caso, se invoca automáticamente por defecto al constructor sinargumentos (constructor por defecto) de la superclase:public Particula(double m){

// invocación automática a Punto()masa = m;

}Dpto. Lenguajes y Ciencias de la Computación. E.T.S.I. Informática. Universidad de MálagaTema 2. Introducción a Java Programación Orientada a Objetos 78 / 98

Herencia y Polimorfismo

El polimorfismo permite que un objeto de una sub-clase pueda serconsiderado y referenciado como un objeto de la super-clase. Principio desustitución. Ej. toda partícula es un punto.Una variable del tipo de la superclase (tipo estático) puede referenciar a unobjeto de la subclase (tipo dinámico).Punto pto = new Particula(3, 5, 22);

En contextos polimórficos, sólo es válido invocar a los métodos especificadospor el tipo estático de la variable.Punto pt1 = new Particula(3, 5, 22);Punto pt2 = new Particula(4, 6, 30);double d = pt1.distancia(pt2); // Correcto// double f = pt1.atraccion(pt2); // ERROR. No es posible

Es posible forzar la conversión de tipos de la super-clase a la sub-clase, perohay que estar muy seguros, ya que no todos los objetos de la super-clase sontambién objetos de la sub-clase.Punto pt1 = new Particula(3, 5, 22);Punto pt2 = new Particula(4, 6, 30);double d = pt1.distancia(pt2); // Correctodouble f = ((Particula)pt1).atraccion((Particula)pt2); // Posible y peligroso


Herencia y redefinición del comportamientoUna subclase puede redefinir algún método heredado (no private ni final).

En la subclase, el método redefinido de la superclase queda oculto por el nuevométodo. Se puede invocar al método oculto de la superclase:super.<nombre-método>(argumentos)

public class Vehiculo {private Punto posicion;public Vehiculo() { posicion = new Punto(); }public void mover(double tiempo) { posicion.desplazar(tiempo * velocidad(), 0); }public double velocidad() { return 10; } // Km/h

}public class Automovil extends Vehiculo {

@Overridepublic double velocidad() { return 120; } // Km/h

}public class Bicicleta extends Vehiculo {

@Overridepublic double velocidad() { return 2 * super.velocidad(); } // el doble de velocidad que la super-clase

}public class PruebaVehiculo {

public static void main(String[] args) {Vehiculo[] a = { new vehiculo(), new Automovil(), new Bicicleta() };for (Vehiculo v : a) {

v.mover(1); // mover cada vehiculo 1 horaSystem.out.println(v.velocidad());

}}


Herencia y Vinculación Dinámica

La vinculación dinámica resulta el complemento indispensable delpolimorfismo.

En contextos polimórficos, sólo es válido invocar a los métodos especificadospor el tipo estático de la variable.En contextos polimórficos, la ejecución del método invocado se seleccionaadecuadamente, en tiempo de ejecución, dependiendo del tipo dinámico delobjeto, y no del tipo estático de la variable que lo referencia.

La invocación del método que ha de resolver un mensaje se retrasa al tiempo deejecución, y depende del tipo dinámico del objeto.

public static void main(String[] args) {Vehiculo[] a = { new vehiculo(), new Automovil(), new Bicicleta() };for (Vehiculo v : a) {


}}

}

Los métodos de clase y las variables de clase o de instancia se resuelven porvinculación estática (en tiempo de compilación).La resolución de los métodos de instancia se realiza por vinculacióndinámica (en tiempo de ejecución).


Prohibiendo subclases

Por razones de seguridad o de diseño, se puede prohibir la definición desubclases para una clase etiquetándola con final.

Recordad que una subclase puede sustituir a su superclase donde ésta seanecesaria y tener comportamientos muy distintos.

El compilador rechazará cualquier intento de definir una subclase para unaclase etiquetada con final.También se pueden etiquetar con final:

Métodos, para evitar su redefinición en alguna posible subclase.Variables, para mantener constantes sus valores o referencias.


Ejemplo: la clase Conjunto

Defina una clase Conjunto que modele el concepto de conjunto de númerosenteros. Esta clase debe heredar de la clase Coleccion, extender y redefinirsu comportamiento.

Proporcionará los siguientes constructores y métodos públicos (además de losheredados de la superclase):

Ctor. por defecto, crea un conjunto vacío (sin elementos), con una capacidadinicial de TAM (10).Ctor(t), crea un conjunto vacío (sin elementos), con la capacidad inicial recibidacomo parámetro.Unión, e intersección, reciben como parámetro un Conjunto y devuelven unnuevo Conjunto resultado de aplicar la operación al conjunto actual con elconjunto recibido como parámetro.Debe redefinir el método de la superclase para añadir, de tal forma que losobjetos de la clase Conjunto no almacenen elementos repetidos.


Promoviendo subclases: Clases abstractas

A veces, una clase puede modelar una abstracción, aunque no le sea posibleproporcionar una implementación adecuada o suficiente, pero sin embargo, sí escapaz de proporcionar una definición abstracta del comportamiento esperado.Las clases descendientes serán las encargadas de proporcionar (implementar)los comportamientos adecuadamente, según la abstración que modelen.Estas clases se etiquetan como abstract y pueden tener métodos sindefinición, también etiquetados como abstract.Se utilizan para formar jerarquías, proporcionando definiciones decomportamientos abstractos.No es posible crear instancias de clases abstractas. Se deben definirsubclases que no sean abstractas para poder crear objetos.


Promoviendo subclases: Clases abstractasPor ejemplo, la clase Vehiculo modela una abstracción, sin embargo, nopuede proporcionar una implementación adecuada para el método quedetermina la velocidad del vehículo. Esta operación deberá ser proporcionadapor las subclases.public abstract class Vehiculo {

private Punto posicion;public Vehiculo() { posicion = new Punto(); }public void mover(double tiempo) { posicion.desplazar(tiempo * velocidad(), 0); }public abstract double velocidad() ; // Km/h

}public class Automovil extends Vehiculo {


}public class Bicicleta extends Vehiculo {


}public class PruebaVehiculo {

public static void main(String[] args) {Vehiculo[] a = { new Automovil(), new Bicicleta() }; // NO instancia Vehiculofor (Vehiculo v : a) {


}}


Interfaces

Una interfaz define un comportamiento que debe ser implementado porcualquier clase que pretenda ofrecer ese comportamiento.Una interfaz puede extender (heredar) a múltiples interfaces, heredando elcomportamiento definido por ellas, así como añadir nuevo comportamiento.

Una interfaz sólo puede ser extendida por otra interfaz.En una interfaz, sólo se pueden definir métodos abstractos, métodos pordefecto, métodos y constantes estáticas y clases e interfaces anidadas.public interface Interfaz1 {

String CAD1 = "SUN"; // public static finalString CAD2 = "PC"; // public static finalvoid valorCambiado(String producto, int val); // public abstractstatic String simbolo() { return CAD1; } // public static

}public interface Interfaz2 {

double balance(String producto); // public abstractdefault boolean esDeficit(String producto) { // public default

return balance(producto) < 0;}

}public interface MiInterfaz extends Interfaz1 , Interfaz2 {

// métodos y constantes heredados (+)void exportar(); // public abstract

}


Implementación de Interfaces

Una clase puede implementar a varias interfaces, además de heredar de unaúnica clase. Deberá implementar el comportamiento definido por la interfaz.Cuando una clase implementa una interfaz:

Hereda todas las constantes definidas en la interfaz y en sus superinterfaces.Debe implementar todos los métodos definidos por la interfaz y sussuperinterfaces. Salvo que sea una clase sea abstracta, en cuyo caso losmétodos no implementados son abstract.Un objeto, de una clase que implementa una interfaz, puede ser utilizado(polimórficamente) en cualquier sitio donde sea necesario un objeto queimplemente la interfaz especificada.public class MiClase extends Superclase1

implements Interfaz1, Interfaz2, ... {// ...void valorCambiado(String producto, int val) {

// debe implementar los métodos definidos en las interfaces que implementa}double balance(String producto) {

// debe implementar los métodos definidos en las interfaces que implementa}

}


Diagrama UML de Clases e Interfaces

La composición de clases se expresa en UML mediante una línea sólida con puntade flecha con la punta abierta entre la clase poseedora y la clase poseída.La herencia de clases se expresa en UML mediante una línea sólida desde lasub-clase con un triángulo hueco en el extremo de la super-clase.La herencia de interfaces se expresa en UML mediante una línea sólida desde lasub-interfaz con un triángulo hueco en el extremo de la super-interfaz.La implementación de interfaces se expresa en UML mediante una líneadiscontinua desde la clase con un triángulo hueco en el extremo de la interfaz.

SuperClaseInterfaz1

«interface»

ClasePoseidaSubClase

Interfaz2«interface»

«interface»

Interfaz3obj

*Dpto. Lenguajes y Ciencias de la Computación. E.T.S.I. Informática. Universidad de MálagaTema 2. Introducción a Java Programación Orientada a Objetos 88 / 98

Ejemplo de Interfacespublic interface IVehiculo {

void mover(double tiempo) ;double velocidad() ;default double distanciaRecorrida(double tiempo) { return tiempo * velocidad(); }

}public class Bicicleta implements IVehiculo {

private Punto posicion;public Bicicleta() { posicion = new Punto(); }@Overridepublic void mover(double tiempo) { posicion.desplazar(distanciaRecorrida(tiempo), 0); }@Overridepublic double velocidad() { return 20; } // Km/h

}public class Automovil implements IVehiculo {

private static final double CONSUMO = 7.5; // litros a los 100 Kmprivate Punto posicion; private double deposito;public Automovil() { posicion = new Punto(); deposito = 50; }@Overridepublic void mover(double tiempo) {

double dist = distanciaRecorrida(tiempo);if (deposito >= CONSUMO * dist / 100) {

posicion.desplazar(dist, 0);deposito -= CONSUMO * dist / 100;

}}@Overridepublic double velocidad() { return 120; } // Km/h

}


Uso de interfaces

No es posible crear instancias (objetos) de una interfaz.Podemos declarar variables y parámetros del tipo definido por una interfaz, quepueden hacer referencia a cualquier objeto de una clase (y de las herederas deella) que implementa la interfaz (Polimorfismo).public class PruebaVehiculo {

public static void main(String[] args) {IVehiculo[] a = { new Automovil(), new Bicicleta() }; // NO instancia IVehiculofor (IVehiculo v : a) {


}}

}


Interfaces como Abstracción Funcional

Las interfaces proporcionan soluciones elegantes a problemas donde se deseaaplicar a los datos un procesamiento flexible y adaptable a diferentescontextos (abstracción funcional).Allí donde sea necesaria la funcionalidad especificada por la interfaz, se podráutilizar una clase que implemente dicha interfaz. Diferentes clases podránproporcionar diferentes implementaciones de dicha funcionalidad, haciendode este mecanismo algo flexible y adaptable a diferentes contextos.Por ejemplo, supongamos una clase Amigos que contiene una lista con losamigos de una persona.

Podemos añadir, acceder y mostrar los amigos.También podemos seleccionar a los amigos según diferentes criterios.

Por cada criterio, habrá que implementar un nuevo método.Si deseamos añadir un nuevo criterio en el futuro, deberemos modificar la clasepara añadir un nuevo método.

Es más adecuado, flexible y adaptable definir el criterio de selección como unainterfaz que proporcione una abstracción funcional sobre dicho criterio deselección.


Ejemplo sin Interfaces (I)

La clase Persona define las características de una persona:public class Persona {

private String nombre;private int edad;private String aficiones;public Persona(String n, int e, String a) {

nombre = n;edad = e;aficiones = a;

}public String getNombre() {

return nombre;}public int getEdad() {

return edad;}public String getAficiones() {

return aficiones;}@Overridepublic String toString() {

return "("+nombre+"; "+edad+"; "+aficiones+")";}

}


Ejemplo sin Interfaces (II)La clase Amigos permite almacenar los amigos de una persona, así comoseleccionarlos según diferentes criterios (edad, etc.):import java.util.Arrays;public class Amigos {

private Persona[] amg;private int na;public Amigos() {

na = 0;amg = new Persona[16];

}public Persona[] seleccionarEdad(int a, int b) {

Persona[] r = new Persona[na];int x = 0;for (int i = 0; i < na; ++i) {

if (a <= amg[i].getEdad() && amg[i].getEdad() < b) {r[x] = amg[i];++x;

}}return Arrays.copyOf(r, x);

}/** Otros métodos para otros criterios de selección*/

public void add(Persona p) { /* ... */ }public String toString() { /* ... */ }

}


Ejemplo sin Interfaces (III)

Podemos utilizar la clase Amigos para almacenar y seleccionar los amigos deuna persona según diferentes criterios (edad, etc.):import java.util.Arrays;public class Main {

public static void main(String[] args) {Amigos a = new Amigos();a.add(new Persona("pepe", 20, "futbol, tenis"));a.add(new Persona("maria", 21, "tenis, ping-pong"));a.add(new Persona("lola", 22, "natacion, futbol"));a.add(new Persona("juan", 23, "tenis"));System.out.println(a);System.out.println(Arrays.toString(a.seleccionarEdad(21, 23)));

}}


Ejemplo con Interfaces como Abstracción Funcional (I)La utilización de interfaces proporciona una solución más flexible y adaptable.La interfaz Predicado especifica el criterio de de selección:public interface Predicado {

public boolean test(Persona p);}

La clase SelectorEdad implementa la selección por edad:public class SelectorEdad implements Predicado {

private int min, max;public SelectorEdad(int min, int max) {

this.min = min;this.max = max;

}public boolean test(Persona p) {

return (min <= p.getEdad() && p.getEdad() < max);}

}

La clase SelectorAficion implementa la selección por aficion:public class SelectorAficion implements Predicado {

private String aficion;public SelectorAficion(String af) {

this.aficion = af;}public boolean test(Persona p) {

return p.getAficiones().contains(aficion);}


Ejemplo con Interfaces como Abstracción Funcional (II)La clase Amigos utiliza la clase que implemente la interfaz Predicado comocriterio de selección, a través del método test():import java.util.Arrays;public class Amigos {

private Persona[] amg;private int na;public Amigos() {

na = 0;amg = new Persona[16];

}public Persona[] seleccionar(Predicado p) { // el predicado especifica el criterio

Persona[] r = new Persona[na];int x = 0;for (int i = 0; i < na; ++i) {

if (p.test(amg[i])) { // invoca al método test sobre el objeto predicador[x] = amg[i];++x;

}}return Arrays.copyOf(r, x);

}/** Otros métodos para otros criterios de selección*/

public void add(Persona p) { /* ... */ }public String toString() { /* ... */ }

}


Ejemplo con Interfaces como Abstracción Funcional (III)

La clase que invoca al método de selección especifica el criterio paraseleccionar según la clase del objeto que proporcione como argumento:import java.util.Arrays;public class Main {

public static void main(String[] args) {Amigos a = new Amigos();a.add(new Persona("pepe", 20, "futbol, tenis"));a.add(new Persona("maria", 21, "tenis, ping-pong"));a.add(new Persona("lola", 22, "natacion, futbol"));a.add(new Persona("juan", 23, "tenis"));System.out.println(a);Persona[] s1 = a.seleccionar(new SelectorEdad(21, 23));System.out.println(Arrays.toString(s1));Persona[] s2 = a.seleccionar(new SelectorAficion("tenis"));System.out.println(Arrays.toString(s2));

}}


Ejemplo: la interfaz EstructuraDeDatos

Defina una interfaz EstructuraDeDatos que modele la manipulación deestructuras de datos lineales que almacenan números enteros.

Proporcionará los siguientes métodos públicos:Añadir un elemento recibido como parámetro a la estructura. Si la estructuraestá llena, se doblará su capacidad y se añadirá el nuevo elemento.Sacar un elemento de la estructura. Si la estructura está vacía, lanzará unaexcepción (RuntimeException).Consultar el número de elementos almacenados en la estructura.Consultar si la estructura está vacía. Esta operación será un método por defectoimplementado en la propia interfaz.

Diseñe también 2 clases que implementen dicha interfaz:Clase Pila. Una pila es una estructura de datos lineal en la que los elementosse meten y sacan por el mismo extremo (la cima de la pila).Clase Cola. Una cola es una estructura de datos lineal en la que los elementosse meten por un extremo (final de la cola) y se sacan por el otro extremo(principio de la cola).

Estas 2 clases, además, también redefinirán el método toString() paraofrecer una representación textual de la estructura de datos.


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