Programación en Java inicial
AULA MENTOR
educacion.es
Nipo: 820-10-530-5 Autor: Pilar Aranzazu Ocaña Diaz-Ufano y José Miguel Ordax Cassá Edición y maquetación de contenidos: Susana Pérez Marín
Diseño gráfico e ilustración de portada: María Guija Medina
MÓDULO A
UNIDADES DIDÁCTICAS:
1. Introducción 2. Conceptos básicos. Objeto, atributo, método, interfaz, clase 3. Paradigmas de la Orientación a Objetos: Abstracción, encapsulación, ocultamiento, herencia y polimorfismo.
Nipo: 820-10-530-5 Autor: Pilar Aranzazu Ocaña Diaz-Ufano y José Miguel Ordax Cassá Edición y maquetación de contenidos: Susana Pérez Marín
Diseño gráfico e ilustración de portada: María Guija Medina
MÓDULO A
Introducción
Tema 1.1
Índice de la unidad:
1. Historia 2. Ventajas de la Orientación a Objetos
Unidad 1.1 Introducción
En esta unidad veremos el origen de la programación Orientada a Objetos,
y
cuales son sus principales características.
1. Historia Una de las características para poder clasificar los lenguajes de programación es su nivel de abstracción. Este nivel puede ser expresado en base a la complejidad del problema que se está intentando resolver. Por ejemplo, el lenguaje Ensamblador, primer lenguaje de programación, tiene un pequeño nivel de abstracción relacionado totalmente con la máquina en la que se está ejecutando, por lo que el nivel de abstracción que se aplicaba al ámbito de la solución era muy bajo. Muchos de los lenguajes que siguieron al Ensamblador, llamados lenguajes imperativos, como es el caso de Fortran, Basic y C, fueron abstracciones de este primer lenguaje de programación. El nivel de abstracción de estos lenguajes es mucho más elevado que el del lenguaje original, pero siguen estando muy relacionados con la estructura del ordenador en el que se ejecutan, en lugar de la estructura del problema a resolver y del mundo real. Debido a esta relación, los programas desarrollados son difíciles de escribir y bastante costosos de mantener. Así, acercando el modelo de abstracción al problema a resolver y no a la máquina física, aparecieron en los años 60 los primeros lenguajes Orientados a Objetos, también denominados O.O., tales como LISP (todos los problemas se reducen a listas), APL (todos los problemas se reducen a algoritmos) y PROLOG (todos los problemas se reducen a cadenas de decision). El primer lenguaje considerado totalmente Orientado a Objetos y sobre el que se basa Java, es Smalltalk. Este lenguaje recoge las cinco principales características que tienen que tener estos lenguajes de programación y que se verán más en profundidad en la Unidad 1.2:
Todo puede ser representado como un objeto, siendo capaz de
almacenar cierta información y realizar operaciones sobre ella.
Un programa es un conjunto de objetos colaborando entre sí,
indicando que es lo que hay que hacer mediante el envío de mensajes.
Cada
objeto
esta
contruido
en
base
a
otros
objetos,
permitiendo alcanzar grados mayores de complejidad.
Cada objeto pertenece a un tipo, denominado clase.
Todos los objetos del mismo tipo pueden recibir los mismos
mensajes. 1
MÓDULO 1
A continuación, se muestra la evolución de los lenguajes Orientados a Objetos hasta la aparición del lenguaje Java, objeto de nuestro estudio.
No hay que olvidar, que la Orientación a Objetos aplica también al Análisis y Diseño de las soluciones. El método más utilizado a día de hoy es el UML (siglas de Unified Modeling Language) sucesor de los métodos de Análisis y Diseño Orientado a Objetos de finales de los 80 y comienzo de los 90, tales como: Booch, Rumbaugh (OMT) y Jacobson. UML es un método visual, basado en diagramas, que permite modelar sistemas, en base a Especificaciones, Arquitectura, Diseño y/o Implementación.
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Unidad 1.1 Introducción
2. Ventajas de la Orientación a Objetos Habiendo visto la evolución de los lenguajes de programación en base a su nivel de abstracción, el principal objetivo de los lenguajes Orientados a Objetos fue reducir la complejidad del desarrollo y mantenimiento del Software. Así las principales ventajas de estos lenguajes son:
Suministra modelos similares a los del mundo real.
Facilita el desarrollo de sistemas complejos.
Facilita la reutilización
Permite el desarrollo iterativo de aplicaciones.
Facilita la interoperabilidad de aplicaciones.
2.1 Similitud con el mundo real Mediante la abstracción del mundo real, lo que se pretende es definirlo tal y como es en base al problema a resolver y ciñéndonos al ámbito de la solución. Nos permitirá definir que entidades como tales vamos a necesitar que existan para solucionar nuestro problema y las relaciones entre ellas, tales como relaciones jerárquicas, relaciones de interacción.
Ejemplo: Tenemos que desarrollar un programa para una tienda de
animales donde solo van a tratar mamíferos y solo ciertos tipos de mamíferos. Por lo tanto, los peces, las aves ... quedan fuera del ámbito de nuestro mundo real.
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MÓDULO 1
2.2 Facilita el desarrollo de sistemas complejos. El sistema de abstracción del mundo real, permite centrarnos por una parte en cuales son las entidades del dominio, qué información de toda la posible es la que ayuda a solventar nuestro problema, que tipo de acciones u operaciones son relevantes en estas entidades, etc. para una vez que tengamos toda esta información, ver las interrelaciones entre todos ellos y su convivencia. Este tipo de abstracción nos permite realizar un tipo de programación BottonUp (de abajo a arriba), donde partiendo de piezas más pequeñas se va conformando el todo. Se puede llegar a comparar con el mecanismo de contrucción del Hardware, que para la construcción de un todo, es necesario la utilización de piezas pequeñas que se van ensamblando para conformar las piezas más grandes, que a su vez conforman
el elemento Hardware
final como puede ser un
ordenador. Los elementos fundamentales del modelo de Objetos, en el que se van a basar el desarrollo de estos sistemas, y que se verán más en profundidad en la Unidad 1.3 son:
Abstracción. Capacidad de definir los datos y operaciones que
se necesitan, de las entidades de nuestro mundo real.
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Unidad 1.1 Introducción
Encapsulamiento. Permite ocultar que és lo que proporciona
una entidad, sin necesidad de conocer como lo proporciona.
Modularidad. División de las soluciones en componentes más
pequeños o módulos independientes que se integran entre sí. Una solución compleja desarrollada en un solo módulo es imposible de abarcar por un solo lector, debido al número de caminos de control, variables ...
Herencia. Relación de jerarquía entre las entidades, en cuanto
a funcionalidad.
2.3 Facilita la reutilización La reutilización de código es una de las grandes ventajas de los lenguajes Orientados a Objetos. ¿Cuáles son las características que permiten obtener dicha
ventaja? Se consigue mediante la herencia (relaciones jeráquicas de
entidades),
composición
(creación
de
entidades
en
base
a
otras)
y
parametrización (reutilización de operaciones en función de los parámetros que se les pasan a dichas operaciones). La Orientación a Objetos soporta la reutilización basada en la utilización de librerías de componentes (agrupación de entidades con un significado relacionado),
patrones
de
diseño
(soluciones
dadas
a
problemas
ya
existentes) y arquitecturas software (también conocidas con el nombre de framework).
2.4 Permite el desarrollo iterativo. El desarrollo iterativo, permite ir paso a paso en el ciclo de desarrollo. No se pretende empezar desde 0 y terminar el 100% del desarrollo en una sola etapa. Con el desarrollo iterativo, se van definiendo etapas e hitos a conseguir, consiguiendo fases de pruebas y aprobación de lo desarrollado hasta el momento en fases mucho mas tempranas que en el desarrollo tradicional. De
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MÓDULO 1
esta forma se consigue un prototipado controlado: se crea un prototipo al cual se le añaden capacidades de forma incremental. El cliente puede ir probando versiones mucho antes que en el desarrollo tradicional. De esta manera se comprueba que la solución dada al problema a resolver es realmente lo que se está esperando y no tenemos que esperar a la finalización del desarrollo, para verificar que la solución final satisface el problema a resolver en su totalidad. Actualmente, el desarrollo iterativo, se basa en la utilización de ‘Casos de Uso’, uno de los diagramas definidos por UML. Describen una visión externa del comportamiento del Sistema desde el punto de vista del usuario, constituyendo un modelo de lo que el Sistema hará sin tener en cuenta el cómo lo hará. A continuación se muestra como sería el ciclo iterativo de desarrollo. Por cada conjunto de casos de uso elegidos, se pasará por cada una de las fases, permitiendo tener casos de usos finalizados mientras que otros están pendientes de iniciarse.
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Unidad 1.1 Introducción
2.5 Facilita la interoperabilidad Las arquitecturas Orientadas a Objetos permiten un mejor aislamiento de las dependencias de la topología en la que se ejecuta la solución. De esta manera no nos tendremos que preocupar en que topología se va a ejecutar nuestra solución, ni en el caso de que la solución vaya a estar dividida en distintas partes, las plataformas de ejecución de las mismas. De esta manera la entidad oficina, con la definición de sus datos y de sus operaciones, será la misma independientemente de que se ejecute en un PC, en un Servidor o en un Mainframe. Es una diferencia a tener en cuenta, con respecto a C++ que sí que necesita saber en que topología se va a ejecutar.
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MÓDULO 1
Los lenguajes orientados a objetos, miden su nivel de abstracción con respecto a la definición del mundo real.
Las principales ventajas son: -
Suministra modelos similares a los del mundo real.
-
Facilita el desarrollo de sistemas complejos.
-
Facilita la reutilización.
-
Permite el desarrollo iterativo de aplicaciones.
-
Facilita la interoperabilidad de aplicaciones.
-
Facilita el desarrollo de sistemas complejos.
MÓDULO A
Conceptos básicos. Objeto, atributo, método, interfaz, clase
Tema 1.2
Índice de la unidad:
1. Conceptos básicos 2. Objeto 3. Clase
Unidad 1.2 Conceptos básicos
En esta unidad veremos cuales son los conceptos básicos en los que se apoya la Orientación a Objetos, tanto a nivel de Análisis y Diseño, como en la Programación.
1. Conceptos básicos Como se ha comentado en la Unidad 1.1, los lenguajes de programación Orientados a Objetos, se caracterizan por tener su nivel de abstracción basado en el mundo real. Así, el énfasis está en la abstracción de datos, y los problemas del mundo real son representados por un conjunto de objetos de datos para los que se adjunta un conjunto correspondiente de operaciones. Así, al igual que otros lenguajes de programación, introducen un nuevo conjunto de términos, o conceptos básicos que son esenciales comprender, para poder realizar cualquier análisis, diseño o desarrollo Orientado a Objetos:
Objeto
Atributo
Método
Interfaz
Clase
A continuación veremos en más detalle cada uno de estos conceptos básicos.
2. Objeto Hay muchas definiciones que pueden darse de un objeto, entre las cuales se encuentran:
Es cualquier cosa que vemos a nuestro alrededor, algo tangi-
ble y/o visible, animado o inanimado. Por ejemplo, un camión, un perro, una cuenta bancaria ...
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MÓDULO 1
Algo que puede comprenderse intelectualmente. Por ejemplo,
una proceso de ordenación
Una entidad Software. Por ejemplo una lista de cosas.
Definiciones dadas por creadores de metodologías Orientadas a Objetos como pueden ser:
Un objeto se caracteriza por un número de operaciones y un
estado que recuerda el efecto de estas operaciones. Ivar Jacobson
Un objeto tiene un estado, comportamiento e identidad; la
estructura y comportamiento de objetos similares se definen en sus clases comunes. Grady Booch
Un objeto es una entidad que tiene un estado (cuya represen-
tación está oculta) y un conjunto definido de operaciones que operan sobre ese estado. Ian Sommerville
Un objeto es una identidad con unos límites bien definidos que
encapsulan estado y comportamiento. El estado se representa por atributos y relaciones, el comportamiento es representado por operaciones y métodos. Object Management Group Los términos objeto e instancia son usados indistintamente.
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Unidad 1.2 Conceptos básicos
2.1 Características de un objeto Todos los objetos, tienen intrínsecos las siguientes características, como se han visto en alguna de definiciones del apartado anterior:
Identidad. Es un identificador unívoco para cada uno de los
objetos. En el caso de que los valores de los atributos fueran los mismos, es la única manera de poder determinar cada uno de los objetos. Así si tenemos dos cuentas corrientes con el mismo titular, y el mismo importe, la única forma de diferenciarlas es vía dicha identidad.
Comportamiento. Conjunto de operaciones o métodos que
proporcionan servicios a otros objetos que solicitan dichos servicios cuando necesitan que se realice una cierta operativa.
Estado. Conjunto de propiedades o atributos que recuerdan el
efecto de las operaciones.
Ejemplo: Para un reloj determinado, la identidad o identificador podría ser
unReloj, con los atributos hora (horas, min, seg), dia (dia, mes, año), modelo y numSerie y cuyos métodos u operaciones serían getHora, getDia, incrementarHora, incrementarDia, limpiarPantalla y traducirFrecuencia.
2.2 Estructura de un objeto En base a las características del objeto mencionadas anteriormente, todo objeto está formado por atributos o estructura encapsulada de los datos y por los métodos u operaciones permitidas por dicho objeto, ya sean visibles para el usuario o no. Los métodos pueden clasificarse de la siguiente manera:
Modificador (setter): altera el estado de un objeto. Por ejem-
plo, setHora()
Selector (getter): accede al estado de un objeto sin alterarlo.
Por ejemplo getHora(X) 13
MÓDULO 1
Iterador: permite acceder a todas los elementos de un objeto.
Solo disponible para colecciones de objetos.
Constructor: crea un objeto e inicializa su estado. Por ejemplo
Reloj().
Destructor: limpia el estado de un objeto y lo destruye. Por
ejemplo ~Reloj(). No existe en Java.
Propósito general: la lógica del programa. Por ejemplo, lim-
piarPantalla(), incrementarDia(). Gráficamente, se puede visualizar la estructura de un objeto de la siguiente manera:
Ejemplo: Para el objeto unReloj mencionado anteriormente, la estructura
sería la siguiente:
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Unidad 1.2 Conceptos básicos
Atributo: Es una característica fundamental de cada objeto y por lo tanto como veremos posteriormente de una clase. Todos los atributos tienen algún valor, siendo este una cantidad, una relación con otro objeto ... Si el valor del atributo es un valor fijo para todos los objetos, se dice que es un atributo estático
Método: Es una acción que se realiza sobre un objeto para consultar o modificar su estado.
2.3 El aspecto de los objetos. Cuando se habla del aspecto de los objetos, no nos estamos refiriendo a los conceptos de buen o mal aspecto visual. Nos referimos a como el objeto se ve internamente o aspecto interno y como ven al objeto desde otros objetos también llamado aspecto exterior.
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MÓDULO 1
Este aspecto exterior, es llamado también interfaz, siendo la parte visible y accesible para el resto de objetos. Puede estar formado por uno o varios métodos. También se le define como el protocolo de comunicación de un objeto. Es posible que exista algún método que solo pertenezca al aspecto interno pero no pertenezca al interfaz. En este caso, estos métodos no pueden ser llamados desde otros objetos, sino que solamente pueden ser llamados desde métodos del propio objeto.
Ejemplo: Para el objeto unReloj, el interfaz estaría formado por los métodos
getHora, getDia, incrementarHora e incrementarDia. Los métodos
limpiarPan-
talla y traducirFrecuencia solamente pertenecen (conjuntamente con los que forman el interfaz) al aspecto interno. Así el método limpiarPantalla, es llamado por getHora y getDia antes de mostrar la información pedida en el método
Interfaz: Aspecto exterior que es visible al resto de objetos. Puede estar formado por uno o varios métodos.
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Unidad 1.2 Conceptos básicos
3. Clase Hasta ahora hemos visto que define a un objeto. Una de las definiciones más sencillas es algo del mundo real, tangible o visible. Hemos visto que los objetos están formados por atributos y métodos. La definición de estructura y comportamiento de un objeto es a lo que se denomina clase. Es por tanto un patrón para la definición de atributos y métodos para un tipo particular de objetos. Todos los objetos de una clase dada son idénticos en estructura y comportamiento pero son únicos (aunque tengan los mismos valores en sus atributos). Instancia es el término utilizado para referirse a un objeto que pertenece a una clase concreta. Una clase, por tanto es solamente la definición. Mientras que un objeto o instancia es algo real con la estructura y comportamiento de la clase a la que pertenece. La estructura de una clase, por tanto, viene determinada por un nombre, los atributos que contiene y los métodos que realiza.
Ejemplo: El objeto unReloj, pertenece a la clase Reloj, cuyo nombre es Re-
loj,
cuyos atributos son dia, hora, modelo y numSerie y cuyos métodos son
getHora, getDia, incrementarHora, incrementarDia, limpiarPantalla y traducir-
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MÓDULO 1
Frecuencia
Como se puede ver en la imagen anterior, en los diagramas UML, la definición de una clase, se realiza mediante un rectángulo, divido en tres partes y conteniendo en el siguiente orden: Nombre, Atributos y Métodos.
3.1 Clases versus Objetos. Es importante saber diferenciar que es una clase y que es un objeto y en que consiste cada una de ellas. Por ello, recapitulamos toda la información mostrada hasta el momento. Una clase es un patrón para la definición del estado y el comportamiento de un tipo particular de objetos. Todos los objetos de una clase dada son idénticos en estructura y comportamiento, pero tienen identidad única. Un objeto pertenece a una clase en particular. Los objetos son creados y destruidos en tiempo de ejecución. Residen en el espacio de memoria.
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Unidad 1.2 Conceptos básicos
Así para la clase Reloj descrita anteriormente, tendremos los objetos unReloj (dia=”01-03-2010”, hora=”13:01:03”, modelo=”Rolex”, numSerie=”123456”) y otroReloj (dia=”01-03-2010”, hora=”13:01:03”, modelo=”Swatch”, numSerie=”Sab748”). Pero si nos paramos a pensar, ¿qué surge antes? ¿La clase y por lo tanto creamos los objetos del mundo real? O partiendo de los objetos del mundo real ¿podemos definir su estructura y comportamiento?. Para solventar esta problemática, aparece el concepto de Clasificación. La clasificación es el medio por el que ordenamos el conocimiento, ya que fundamentalmente es un problema de búsqueda de similitudes. Al clasificar buscamos grupos de cosas que tengan una misma estructura o exhiban un comportamiento común. La clasificación dentro de la Orientación a Objetos, sobre todo en las fases de Análisis y Diseño, permite que los objetos con la misma estructura de datos y con el mismo comportamiento se agrupan para formar una clase.
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MÓDULO 1
Decidir cual es el concepto o conceptos (Clase, Objeto, Método, Atributo) que cuadran con las siguientes definiciones. Pensar la solución antes de pasar al siguiente cuadro: 1. El valor de mis atributos puede ser distinto al de los de mi semejante: 2. Yo me comporto como una plantilla: 3. A mi me gusta hacer cosas: 4. Yo puedo tener muchos métodos: 5. Yo represento el estado: 6. Yo represento el comportamiento: 7. Yo estoy en los objetos: 8. Yo vivo en memoria: 9. Yo soy usado para crear instancias: 10. Mi estado puede cambiar: 11. Yo declaro métodos: 12. Yo puedo cambiar en ejecución:
Las soluciones a las preguntas anteriores son: 1. El valor de mis atributos puede ser distinto al de los de mi semejante: Objeto
2. Yo me comporto como una plantilla: Clase 3. A mi me gusta hacer cosas: Objeto, método 4. Yo puedo tener muchos métodos: Clase, objeto 5. Yo represento el estado: Atributo 6. Yo represento el comportamiento: Método 7. Yo estoy en los objetos: Atributo, método 8. Yo vivo en memoria: Objeto 9. Yo soy usado para crear instancias: Clase 10.Mi estado puede cambiar: Objeto 11.Yo declaro métodos: Clase 12.Yo puedo cambiar en ejecución: Objeto, atributo
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Título de unidad didáctica
En esta Unidad hemos visto los conceptos básicos en los que se apoya la Orientación a objetos: -
Objeto.
-
Atributo.
-
Método.
-
Interfaz.
-
Clase
MÓDULO A
Paradigmas de la OO
Tema 1.3
Índice de la unidad:
1. Paradigmas de la Orientación a Objetos 2. Abstracción 3. Encapsulación y ocultamiento 4. Relaciones 5. Polimorfismo
Unidad 1.3 Paradigmas de la Orientación a Objetos
En esta unidad veremos cuales son los paradigmas en los que se apoya la Orientación a Objetos, tanto a nivel de Análisis y Diseño, como en la Programación.
1. Paradigmas de la Orientación a Objetos. Como se ha comentado en la Unidad 1.1, los lenguajes de programación Orientados a Objetos, se caracterizan por tener su nivel de abstracción basado en el mundo real. Así, el énfasis está en la abstracción de datos, y los problemas del mundo real son representados por un conjunto de objetos de datos para los que se adjunta un conjunto correspondiente de operaciones. El paradigma de la Orientación a Objeto es una disciplina de ingeniería de desarrollo y modelado de Software que permite construir más fácilmente sistemas complejos a partir de los componentes individuales vistos en la Unidad 1.2, tales como objetos, clases, atributos, métodos e interfaces, todos ellos utilizados para construir un programa. Esta disciplina y por tanto cualquier lenguaje de Orientación a Objetos que pertenezca a ella, debe de cumplir con los siguientes paradigmas (aunque cada lenguaje tenga sus propias peculiaridades al respecto):
Abstracción
Encapsulación y Ocultamiento
Herencia
Polimorfismo
A continuación veremos en más detalle cada uno de estos paradigmas.
2. Abstracción Consiste en la generalización conceptual de los atributos y comportamiento de un determinado conjunto de objetos.
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MÓDULO 1
La clave de la programación Orientada a Objetos está en abstraer los métodos y los datos comunes a un conjunto de objetos y almacenarlos en una clase. Así todos los objetos de una clase, se diferenciaran solamente en el estado, teniendo todos ellos el mismo comportamiento. Primeramente hay que centrarse en lo que es y lo que hace un objeto (atributos y comportamiento), antes de decidir cómo debería ser implementado. Nos centramos por tanto en la definición, en lugar de la implementación.
Ejemplo de abstracción: En nuestro mundo real, tenemos los siguientes
objetos, miGato, miPerro, miLeon, miTigre y miLobo. Si abstraemos los atributos comunes que queremos tener contemplados en el ámbito de nuestra solución, encontramos que en todos ellos, queremos tener una foto, que tipo de alimentación, donde habitan y su tamaño, y como comportamiento, queremos saber como hacen ruido, como comen, como duermen y como rugen. Así de una realidad, hemos abstraído estado y comportamiento y hemos definido la clase Animal.
3. Encapsulación y Ocultamiento Se tratan los dos paradigmas de forma conjunta, puesto que se utilizan normalmente de forma simultánea. Encapsular, significa reunir a todos los elementos que pueden considerarse pertenecientes a una misma entidad, al mismo nivel de abstracción. Ocultamiento, consiste en separar el aspecto externo del objeto o interfaz, al cual pueden acceder otros objetos, del aspecto interno e implementación del mismo, 26
Unidad 1.3 Paradigmas de la Orientación a Objetos
que es inaccesible para los demás. Permite tratar a un objeto como una caja negra, la cual solo es tratada por el resto de objetos por su el interfaz. Permite, por tanto que se modifique la implementación interna de un objeto sin afectar a los clientes que lo utilizan. De esta manera, mientras el interfaz no varíe, se puede modificar la implementación o el aspecto interno, sin que los objetos con los que interrelaciona se vean afectados.
4. Relaciones Las clases no existen de forma aislada sino que muchas veces tienen dependencias entre ellas. Estas dependencias es a lo que se llama relación y existen distintos tipos o grados, que se enumeran a continuación:
Asociación: Relación simple.
Agregación: Contenido en ...
Composición: Obligatoriedad. Uno no puede existir sin el otro.
Herencia: Relación Jerárquica. Son del tipo de
Relaciones dinámicas: Mensajes.
4.1 Relación de Asociación Representa la dependencia más general entre clases, siendo una dependencia de tipo semántico. Por defecto es bidireccional, aunque se puede restringir a una sola dirección. Esta relación tiene multiplicidad (propiedad que expresa el número de instancias de cada clase que participa en la relación):
0..1 : cero o uno
1 : uno y solo uno
0..* o * : cero o muchos
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MÓDULO 1
1..* : uno o muchos
En los diagramas UML, la linea recta
se utiliza para
representar la asociación bidireccional y la flecha (linea discontinua o conticuando es unidireccional.
nua)
Ejemplo de asociación unidireccional: Un pedido puedo acceder
a un
producto, pero desde un producto no puedo acceder a un pedido. Otro ejemplo, sería miPrograma puede acceder a un producto, pero un producto no puede acceder a miPrograma.
Ejemplo de asociación bidireccional: Un cliente puede acceder a un pedi-
do, y un pedido puede acceder a un cliente.
4.2 Relación de Agregación Es una forma particular de asociación que expresa un acoplamiento mas fuerte entre objetos. Indica que los objetos de una clase contienen o están formados por objetos de otras clases, aunque no siempre precisa una contención física, sino al menos lógica.
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Unidad 1.3 Paradigmas de la Orientación a Objetos
Por tanto, un objeto que representa el ‘todo’, está asociado con un conjunto de objetos que representan sus componentes. En los diagramas UML, el rombo blanco se utiliza
para repre-
sentar la agregación.
Ejemplo de agregación: Una centralita puede contener llamadas. Pero
puede existir sin ellas.
4.3 Relación de Composición Se trata de una relación de agregación fuerte. Un objeto no puede existir si no existen los objetos de los que está compuesto. En los diagramas UML, el rombo negro se utiliza
para repre-
sentar la composición.
Ejemplo de composición: Un coche no puede existir, sin las partes que le
componen, en este caso, las ruedas, la carrocería y el motor.
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MÓDULO 1
4.4 Relación de Herencia Se basa en la existencia de relaciones de generalización/especialización entre clases. Las clases se disponen en una jerarquía, donde una clase hereda los atributos y operaciones de las clases superiores en la jerarquía. Una clase puede tener sus propios atributos y operaciones adicionales a los heredados y puede modificar los atributos y operaciones heredadas si necesita cambiar su implementación.
En los diagramas UML, la flecha cerrada blanca se utiliza
para represen-
tar la herencia.
Ejemplo de herencia: En nuestro mundo real, estamos modelizando a los
animales. Todos ellos, deben de hacerRuido, comer, dormir y rugir. Cada una de las especializaciones, tanto los Felinos como los Caninos saben como rugir. A su vez, cada una de las especializaciones saben como comer, y como hacerRuido. Todos ellos, realizan la operación de dormir de la misma manera que se ha determinado en la clase Animal.
30
Unidad 1.3 Paradigmas de la Orientación a Objetos
4.5 Relación dinámica: Mensaje Un mensaje es un comando o petición que se le envía a otro objeto, para que realice una operación. El objeto llamante requiere el conocimiento previo del interfaz del objeto receptor, porque sino no tiene manera de saber que peticiones tiene disponibles y los formatos del mensaje a enviar. Esta relación se indica que es dinámica ya que se observa en ejecución, no en el diseño (en diseño solo se observan las interfaces y las relaciones). En una clase, por tanto no se define, ningún tipo de mensaje. Es en ejecución, donde se aprecia los mensajes que un objeto llamante envía a uno receptor para que modifique su estado o cambie su comportamiento.
Ejemplo de mensaje: El mensaje en este ejemplo es la llamada desde una-
Persona al objeto unReloj, para que le de la hora mediante el método getHora. Para ello, el objeto unaPersona tiene que conocer el interfaz de unReloj, para saber que método es el que tiene que llamar, si tiene que pasarle parámetros, de que tipos y si le va a devolver alguna información y una vez más, de que tipo.
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MÓDULO 1
5. Polimorfismo Permite implementar múltiples formas de un mismo método, dependiendo cada una de ellas de la clase sobre la que se realice la implementación. Esta basado en el concepto especialización de la herencia, donde cada clase hija, sabe implementar mejor que el padre alguno o todos sus métodos. Esto posibilita desencadenar implementaciones de operaciones diferentes como respuesta a un mismo mensaje, en función del objeto que lo reciba. En el polimorfismo, una vez creados los objetos, se abstraen a la clase padre que proporciona el interfaz, para que el objeto llamante generalice su envío de mensaje independientemente del tipo de objeto específico o clase hija; solamente debe de ser consciente del interfaz del mismo, mediante la clase padre. Es en ejecución, cuando dependiendo realmente del tipo de objeto real, se ejecutará la implementación concreta de cada objeto.
Ejemplo de polimormismo: En el ejemplo, el Matemático, solo va a tener
relación con Figura para calcularArea y calcularPerimetro. Pero realmente es cada una de las figuras, la que sabe como tiene que calcularArea o calcularPerimetro. Por eso, cada una de ellas, Cuadrado, Triangulo y Circulo van a implementar cada uno de los métodos de una manera mas especializada que el padre
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Unidad 1.3 Paradigmas de la Orientación a Objetos
Construir un Diagrama de Clases UML a partir de las siguientes observaciones:
Una margarita es un tipo de flor. Una rosa es un tipo de flor. Las rosas rojas y las rosas amarillas son tipos de rosas. Un pétalo es una parte de ambos tipos de flores. Los pájaros se comen a ciertas plagas como los pulgones, que pueden infectar a ciertos tipos de flores.
Del enunciado de la práctica, se pueden determinar distintas relaciones:
Existe una clase Flor que contiene Pétalos: Relación de composición. Aunque en el mundo real existen flores sin pétalos (sería una relación de agregación) en el ámbito de nuestro problema, solo contemplamos flores con ellos.
Las clases Rosa y Margarita tienen son Flores, por lo que tienen una relación de herencia con Flor. 33
MÓDULO 1
Como solución también válida, se podría tener una relación de herencia con Rosa, las clases RosaAmarilla y RosaRoja, pero de esta manera, teniendo un atributo color permite una mejor reutilización en el caso de que pueda aparecer otra rosa de otro color.
A su vez, como tipos de Plaga que pueden asolar a nuestras Flores son los Pulgones , por lo que tiene una relación de herencia entre Plaga y Pulgon y una relación de asociación entre Plaga y Flor. La Flor conoce a la Plaga pero no a la inversa.
Como los Pajaros se comen a las plagas, tienen relación de asociación con ellas, con cualquier tipo, ya sea un Pulgon o en un futuro una ArañaRoja.
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Unidad 1.3 Paradigmas de la Orientación a Objetos
En esta Unidad hemos estudiado los diferentes paradigmas de la programación Orientada a Objetos. Estos son:
Abstracción
Encapsulación y Ocultamiento
Relaciones
-
asociación
-
agregación
-
composición
-
herencia
-
mensaje
Polimorfismo
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MÓDULO B
UNIDADES DIDÁCTICAS:
1. Introducción a Java. Características del lenguaje 2. Entorno de desarrollo 3. Sintáxis. Identificadores, keywords, variables, tipos de datos, operadores, tipos de sentencias 4. Clases, objetos, herencia, polimorfismo 5. Otros conceptos. Paquetes, modificadores de acceso, static, final, constantes
MÓDULO B
Introducción a Java. Características del lenguaje
Tema 2.1
Índice de la unidad:
1. Introducción 2. Características del lenguaje 3. La plataforma Java
Unidad 2.1 Introducción a Java. Características del lenguaje
En esta unidad veremos el origen del lenguaje de programación Java y cuales son sus principales características.
1. Introducción Fue creado por Sun Microsystems en el año 1991 e inicialmente se denómino OAK y se desarrolló principalmente orientándolo a la programación de microsistemas y componentes electrónicos. Tras el cambio de nombre y modificaciones de diseño, el lenguaje Java fue presentado en sociedad en Enero de 1995 con una nueva orientación: Internet. Fue presentado conjuntamente con un navegador Web denominado HotJava. Tiene una sintaxis muy similar a la de C++, pero tiene un modelo de objetos mas simple y elimina elementos de bajo nivel que suelen inducir a muchos errores, como pueden ser la manipulación directa de punteros o memoria. Entre noviembre de 2006 y mayo de 2007, Sun Microsystems cedió la mayor parte de sus tecnologías Java a GNU GPL, de tal forma que prácticamente todo el Java de Sun es ahora Software libre. La idea inicial del lenguaje se basó en el paradigma de Write Once, Run Anywhere (Escribe una vez, ejecuta en cualquier lugar), proporcionando un lenguaje independiente de la plataforma en la que se ejecute. Java ha sufrido numerosos cambios desde la versión inicial, JDK (Java Depelopment Kit o entorno de desarrollo) 1.0, así como un aumento increíble en el número de clases y paquetes que componen la biblioteca estándar. Esta biblioteca estándar se ha visto ampliada por numerosas bibliotecas de carácter específico, como pueden ser las bibliotecas visuales, comunicaciones, etc.
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MÓDULO 2
2. Características del lenguaje A continuación enumeramos todas las características de este lenguaje de programación Orientado a Objetos, que además de cumplir con los paradigmas de esta disciplina de programación (Abstracción, Encapsulación y Ocultamiento, Herencia, Polimorfismo y Reutilización), posee las siguientes propiedades:
Sencillo
Distribuido
Interpretado
Robusto
Seguro
Arquitectura neutra y portabilidad
Altas prestaciones
Multithread
Dinámico
A continuación veremos en más detalle cada una de las características mencionadas.
2.1 Sencillo Los creadores de Java se basaron en el lenguaje de programación C++, pero eliminaron la mayoría de sus complejidades, para facilitar su aprendizaje, su lectura y el mantenimiento de los programas. A continuación se listan algunas de las complejidades que se eliminaron:
44
No soporta tipos de datos: struct, union, y puntero
No soporta typedef ni #define
Unidad 2.1 Introducción a Java. Características del lenguaje
No permite la sobrecarga de operadores.
No soporta la herencia múltiple.
No soporta destructores.
Posee una clase String, en vez del array de tipo char[] finali-
zado con nulo.
Cuenta con un sistema automático para asignar y liberar
memoria: el Garbage Collector. Uno de los grandes problemas de C++ es la reserva y liberación de la memoria de forma programática, provocando indeseados memory leaks.
2.2 Distribuido Está concebido para trabajar en un entorno conectado en red. Cuenta con una amplia biblioteca de clases para comunicarse mediante los protocolos de comunicaciones TCP/IP: HTTP, FTP… abriendo sockets, estableciendo y aceptando conexiones con servidores o clientes remotos. Permite manipular con gran facilidad recursos vía URL.
2.3 Interpretado Para que un programa Java puede ejecutarse, tiene que ser compilado previamente mediante un compilador. Es la principal diferencia con el resto de lenguajes interpretados. Necesita ser válidado y compilado en un paso previo al de su ejecución. El compilador de Java traduce el código fuente o programa java a un código intermedio (bytecode) o código máquina similar a las instrucciones de ensamblador pero independiente de la máquina física en la que se ejecuta.
45
MÓDULO 2
Los bytecodes son interpretados (ejecutados) en cualquier entorno donde exista un intérprete de Java generando código máquina. El intérprete de Java se llama Máquina Virtual Java o Java Virtual Machine (JVM) y este si que es dependiente de la plataforma en la que se ejecuta, existiendo un instalable para la mayoría de sistemas operativos y arquitecturas como veremos en la Unidad 2.2. A continuación se muestra cual sería el procedimiento a seguir, para poder ejecutar un programa java.
Esta característica es la que posibilita el propósito inicial de Write Once, Run Everywhere.
46
Unidad 2.1 Introducción a Java. Características del lenguaje
2.4 Robusto Un software robusto es aquel que no se ‘interrumpe’ fácilmente a consecuencia de fallos. Al ser previamente compilado, todos los errores sintácticos son detectados en este fase y obligatoriamente tienen que ser eliminados. Un lenguaje de estas características suele tener más restricciones a la hora de programar y realiza numerosas comprobaciones tanto en compilación como en ejecución. Facilita el manejo de excepciones, para poder tratar los fallos en ejecución (se verán en más detalle en la Unidad 3.5). El tratamiento automático de la memoria impide poder sobrescribirla y corromper o modificar otros datos mediante punteros.
2.5 Seguro Por su naturaleza distribuida, donde por ejemplo, los applets se bajan desde cualquier punto de la red y se ejecutan en local, el tema de la seguridad es muy crítico. A nadie le gustaría ejecutar en su propio ordenador programas que tuvieran total acceso a su sistema, donde por ejemplo, pudieran coger información confidencial, tales como passwords o cuentas bancarias o incluso poder formatear el ordenador personal. Todos los navegadores poseen una ‘sand box’ o entorno de ejecución controlado donde no se permite realizar ninguna ejecución fuera de ella (como puede ser acceso al sistema de ficheros) a menos que se indiquen explícitamente excepciones por parte del usuario que lo ejecuta. Estas excepciones pueden venir determinadas por tecnologías de firma digital para confiar en un determinado código Java y/o mediante políticas de seguridad para controlar de una manera más precisa que puede o no puede hacer (por ejemplo leer ciertos ficheros, poder abrir sockets ...).
2.6 Arquitectura neutra y portabilidad Los bytecodes, resultados de la compilación de los programas java, son interpretados en cualquier plataforma donde exista una JVM, ya sea por ejemplo, una plataforma Windows, Unix, Mac, entre otras.
47
MÓDULO 2
Son independientes de que su ejecución se realicen en estaciones de trabajo, o en servidores, o en arquitecturas físicas con el mismo sistema operativo o sistemas hetereogéneos. Por tanto, el código bytecode es independiente no solo de la plataforma Software en la que se ejecuta, sino también de la plataforma Hardware. La portabilidad entre las plataformas, se consigue, debido a que la JVM especifica el tamaño de sus tipos básicos, el comportamiento de los operadores aritméticos y el uso de estándares como UNICODE, IEEE 754 etc… que permiten representar cualquier carácter mediante 2 bytes en lugar de uno solo, como ocurre con el ASCII.
2.7 Altas prestaciones Existen intérpretes JIT (Just-in-time) que interpretan el código en el momento de la ejecución, generando código máquina una sola vez y en las sucesivas ejecuciones reutiliza dicho código máquina en lugar de volver a generar cada vez que pasa la ejecución por ahí. A partir de la JVM 1.2.2 se introdujo un nuevo JIT llamado HotSpot. 48
Unidad 2.1 Introducción a Java. Características del lenguaje
A pesar de todo, existe algún compilador ‘real’ de Java (perdemos la portabilidad y ganamos en rendimiento). Es decir, que se compila antes de su ejecución, generando un ejecutable (no código interpretable) atado a dicha plataforma. Este tipo de compilador se encuentran en desuso.
2.8 Multithread El término multithread o multihilo en castellano, se refiere a la ejecución de varias tareas a la vez en un mismo proceso, limitadas estrictamente en tiempo real por el número de procesadores.
Ejemplo: Mientras que un thread se encarga de interactuar con el
usuario, y otro thread realiza ciertos cálculos. Por ejemplo, es bastante frecuente la existencia de un thread que espera que un usuario lance una petición de operación y en el momento de la llegada se abra otro thread para ejecutar dicha operación, mientras el thread de comunicación con el usuario queda a la espera de nuevas peticiones. Así, si tres usuarios realicen tres peticiones al mismo tiempo el número total de threads serían 4, uno por cada operación ejecutándose más el thread que sigue quedando a la espera de nuevas comunicaciones. Cuando la ejecución de cada operación termine, el thread correspondiente terminará y desaparecerá.
Para poder realizar esta ejecución simultanea de varias tareas, Java posee una serie de clases que facilitan su utilización.
2.9 Dinámico El código C++, a menudo requiere una recompilación y lincado completa si cambia una clase. Java utiliza una fase de linkado o utilización de clases en tiempo de ejecución en modo dinámico. Así las clases solo son utilizadas cuando son necesitadas. Permite utilizar nuevas clases bajo demanda, procedentes de fuentes diversas, inclusive internet. Para conseguir esto, Java emplea un método de interfaces para evitar estas dependencias y recompilaciones. Además, Java permite la indirección. Es decir, en lugar de indicarle de forma directa que utilice la clase X, se le puede indicar que busque entre todas las 49
MÓDULO 2
clases vía programática, una clase denominada X, y una vez encontrada que la ejecute. Este acceso se puede realizar tanto a nivel de clase, como a nivel de método y atributo.
3. La plataforma Java Como hemos mencionado anteriormente, una plataforma es tanto el entorno hardware y/o software donde se ejecuta un programa.
Ejemplo: Ejemplos de estas plataformas son: 1. Plataformas Intel, RISC, SPARC… 2. Plataformas Win32, Linux, AIX, Solaris, HP-UX, z/OS… 3. Plataformas IBM, Sun, HP, Microsoft…
La plataforma Java es una plataforma solo software que se ejecuta sobre otra plataforma hardware/software. Tiene dos componentes diferenciables:
La máquina virtual Java (JVM) o intérprete de Java.
La Interfaz de Programación de Aplicaciones (API). El API Ja-
va es un conjunto de clases ya desarrolladas que ofrecen un gran abanico de posibilidades al programador. El conjunto de las APIs son controlados por el grupo JCP (Java Component Process)
Existen distintas ediciones de la plataforma Java:
50
Unidad 2.1 Introducción a Java. Características del lenguaje
Java ME: Java Micro Edition. Orientado a entornos con recur-
sos limitados como teléfonos móviles, PDAs,
Java SE: Java Standard Edition. Orientados a entornos de
gama media y estaciones de trabajo, como por ejemplo un usuario medio en un PC de escritorio.
Java EE: Java Enterprise Edition. Orientados a entornos em-
presariales distribuidos o Internet.
51
MÓDULO 2 PROGRAMACIÓN JAVA
En esta unidad se ha visto el origen del lenguaje de programación Java y las características que lo conforman: -
Orientado a Objetos
-
Seguro
-
Distribuido
-
Interpretado
-
Robusto
-
Seguro
-
Arquitectura neutra y portabilidad
-
Altas prestaciones
-
Multithread
-
Dinámico
Además se han categorizado los distintos tipos de plataformas Java: -
Java ME
-
Java SE
-
Java EE
MÓDULO B
Entorno de desarrollo
Tema 2.2
Índice de la unidad:
1. Java Development Kit 2. Contenido y componentes del JDK 3. IDE o Entorno integrado de desarrollo
Unidad 2.2 Entorno de Desarrollo
En esta unidad veremos el entorno de desarrollo de Java, denominado JDK (Java Development Kit) y sus principales características.
1. Java Development Kit Es el entorno de desarrollo de referencia para programas desarrollados del lenguaje de programación Java. El JDK como tál, es un conjunto de especificaciones que son implementadas por distintos proveedores, tales como:
Sun, que tiene una JDK para las siguientes plataformas: Win-
dows en sus distintas versiones, Linux y Solaris (Sun). Descargable de
forma
gratuita
de
la
siguiente
URL
http://java.sun.com/javase/downloads
IBM, que tiene una JDK para las siguientes plataformas: Win-
dows en sus distintas versiones, Linux, AIX, OS/2, OS/400 y z/OS.
Apple, que tiene una JDK para las siguientes plataformas: Ma-
cintosh .
1. 1 Historia La primera versión del JDK fué el JDK 1.0.0 que se retiró de circulación con la aparición del JDK 1.1.0 El nombre ha ido cambiando entre JDK (Java Development Kit) y SDK (Software Development Kit), quedando de nuevo JDK como nombre actual. También ha ido cambiando el sistema de numeración, cambiando a 5.0 en lugar de 1.5. A su vez, y a partir de la versión 1.2, el nombre "J2SE" (Java 2 Platform, Standard Edition), reemplazó a JDK para distinguir la plataforma base de J2EE (Java 2 Platform, Enterprise Edition) y J2ME (Java 2 Platform, Micro Edition).
55
MÓDULO 2
A partir de la versión 5 se ha quitado el 2 del nombre, quedando la nomenclatura Java SE, Java EE y Java ME respectivamente Cada una de estas plataformas, contienen tanto una JDK (o entorno de desarrollo y ejecución) como un JRE (o Java Runtime Environment, solamente utilizado en ejecución), también llamado JVM. En este curso, solamente nos centraremos en el JDK del Java SE.
Desde la versión 1.4 de J2SE, la evolución del lenguaje de programación Java ha sido regulada por el JCP (Java Community Process), que utiliza Java Specification Requests (JSRs) para proponer y especificar cambios en la plataforma Java. El lenguaje en sí mismo está descrito en el Java Language Specification (JLS), o Especificación del Lenguaje Java. Los cambios en los JLS son gestionados en JSR 901. Veamos a continuación un breve resumen de las versiones y los cambios importantes que hubo en cada una de ellas:
JDK 1.0: Aparece el 23 de Enero de 1996.
JDK 1.1: Aparece el 19 de Febrero de 1997. Los cambios que
incluye son: 56
Unidad 2.2 Entorno de Desarrollo
Una reestructuración amplia del modelo de eventos
AWT (Abstract Windowing Toolkit).
Clases internas (inner clases), JavaBeans, JDBC (Java
Database Connectivity) para la integración con bases de datos, RMI (Remote Method Invocation)
SDK 1.2: Aparece el 8 de diciembre de 1998, con el nombre en
clave Playground. Esta y las siguientes versiones fueron recogidas bajo la denominación Java 2. Otras mejoras añadidas incluían:
La palabra reservada (o keyword) strictfp,
Reflexión en la programación (Reflection API)
La API gráfica, Swing, fue integrada en las clases bási-
cas
La máquina virtual (JVM) de Sun fue equipada con un
compilador JIT (Just in Time) por primera vez
El Java Plug-in para ejecución de Java en los navegado-
res.
Java IDL, una implementación de IDL (Lenguaje de
Descripción de Interfaz) para la interoperabilidad con CORBA
Colecciones (Collections)
SDK 1.3: Aparece el 8 de mayo de 2000 con el nombre clave
Kestrel. Los cambios más notables fueron:
La inclusión de la máquina virtual de HotSpot JVM (la
JVM de HotSpot fue lanzada inicialmente en abril de 1999, para la JVM de J2SE 1.2)
RMI fue cambiado para que se basara en CORBA
JavaSound API 57
MÓDULO 2
Se incluyó el Java Naming and Directory Interface
(JNDI) en el paquete de bibliotecas principales (anteriormente disponible como una extensión)
Java Platform Debugger Architecture (JPDA)
SDK 1.4: Aparece el 6 de febrero de 2002 con el nombre en
clave Merlin. Este fue el primer lanzamiento de la plataforma Java desarrollado bajo el JCP como JSR 59. Los cambios más notables fueron:
Palabra reservada o keyworkd assert
Expresiones regulares modeladas al estilo de las expre-
siones regulares Perl
Encadenación de excepciones Permite a una excepción
encapsular la excepción de bajo nivel original.
Non-blocking NIO (New Input/Output)
Logging API
API I/O para la lectura y escritura de imágenes en for-
matos como JPEG o PNG
Parser XML integrado y procesador XSLT (JAXP)
Seguridad integrada y extensiones criptográficas (JCE,
JSSE, JAAS)
Java Web Start incluido (El primer lanzamiento ocurrió
en marzo de 2001 para J2SE 1.3)
JDK 5.0: Aparece el 30 de septiembre de 2004 con el nombre
clave Tiger. Los cambios más notables fueron:
Plantillas (generics) que proporcionan conversion de ti-
pos (type safety) en tiempo de compilación para coleccio-
58
Unidad 2.2 Entorno de Desarrollo
nes y elimina la necesidad de la mayoría de conversion de tipos (type casting).
Metadatos, también llamados anotaciones, permite a
estructuras del lenguaje como las clases o los métodos, ser etiquetados con datos adicionales, que puedan ser procesados posteriormente por utilidades de proceso de metadatos.
Autoboxing/unboxing o conversiones automáticas entre
tipos primitivos (como los int) y clases de wrapper para tipos primitivos (como los Integer).
Enumeraciones; la palabra reservada enum crea una
typesafe, lista ordenada de valores (como Dia.LUNES, Dia.MARTES, etc.). Anteriormente, esto solo podía ser llevado a cabo por constantes enteras o clases construidas manualmente.
Varargs o número de argumentos variable. El último
parámetro de un método puede ser declarado con el nombre del tipo seguido por tres puntos (por ejemplo: void drawtext(String... lines)). En la llamada al método, puede usarse cualquier número de parámetros de ese tipo, que serán almacenados en un array para pasarlos al método.
Bucle for mejorado. La sintaxis para el bucle for se ha
extendido con una sintaxis especial para iterar sobre cada miembro de un array o sobre cualquier clase que implemente el interfaz Iterable, como la clase estándar Collection
JDK 6.0: Aparece el 11 de diciembre de 2006 con el nombre
clave Mustang. Los cambios más importantes introducidos en esta versión son:
Incluye un nuevo marco de trabajo y APIs que hacen
posible la combinación de Java con lenguajes dinámicos como PHP, Python, Ruby y JavaScript. 59
MÓDULO 2
Incluye el motor Rhino, de Mozilla, una implementación
de Javascript en Java.
Incluye un cliente completo de Servicios Web y soporta
las últimas especificaciones para Servicios Web, como JAX-WS 2.0, JAXB 2.0, STAX y JAXP.
Mejoras en la interfaz gráfica y en el rendimiento.
Incluye JavaDB (el conocido Derby de Apache).
2.Contenido y componentes del JDK Antes de empezar a trabajar con un IDE (o Entorno Integrado de Desarrollo) que facilita el desarrollo y ejecución de los programas Java, vamos a trabajar con el JDK directamente, para poder afianzar ciertos conceptos imprescindibles. Ver la Unidad Instalación del JDK y Eclipse para los detalles de la instalación. Hay dos variables de entorno de gran relevancia para el JDK, PATH y CLASSPATH:
PATH: Variable de entorno del Sistema Operativo en la que se
listan los directorios donde se encuentran los ejecutables de los programas instalados en una máquina. En el caso del JDK, se encuentran en el directorio bin de la instalación.
CLASSPATH: Variable de entorno del Sistema Operativo en la
que se le indican donde se van a encontrar las clases Java para la compilación y ejecución de los programas. Esta variable solo será necesaria en la ejecución de los programas Java. Desde el JDK 1.4.0 si no hay variable CLASSPATH definida, el JDK asume el . (punto), es decir, el directorio desde donde ejecutemos las herramientas como punto de partida para buscar.
2.1 Contenido A continuación se muestran que directorios contiene el JDK y para que se utilizan: 60
Unidad 2.2 Entorno de Desarrollo
/bin: las herramientas y utilidades del JDK (ejecutables).
/db: gestor de base de datos (nuevo de la versión 6.0).
/lib:las librerías del JDK, utilidadas por él mismo.
/include: los archivos C/C++ utilizados para construir la JVM.
/demo: una variedad de ejemplos escritos en Java.
/jre: la JVM sin herramientas de desarrollo
/src.zip: el código fuente de las APIs Java.
2.2 Componentes A continuación se muestran los componentes que conforman el JDK.
Existe
javac.exe: Compilador de Java.
java.exe: Intérprete de Java (JVM).
appletviewer.exe: Intérprete de applets Java.
jdb.exe: Depurador de Java.
javadoc.exe: Generador de documentación.
javah.exe: Integrador de C y C++ (JNI).
javap.exe: Desensamblador.
documentación
online
acerca
del
JDK
en
la
siguiente
URL
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/index.html
3. IDEs o Entorno Integrado de Desarrollo En el capítulo anterior, hemos estado viendo el JDK no visual. Pero existen herramientas gráficas que simplifican el desarrollo, compilación y ejecución de los pro61
MÓDULO 2
gramas Java (al menos en entornos de desarrollo). Mencionamos a continuación las mas importantes y las URLs de referencia:
Eclipse: Es Open Source. Es la herramienta gráfica que utiliza-
remos durante el curso. http://www.eclipse.org (ver la Unidad Instalación del JDK y Eclipse para su instalación)
Rational
Application
Developer:
Es
de
IBM
http://www.ibm.com/software/awdtools/developer/application y está construido sobre Eclipse.
NetBeans IDE: Es Open Source. http://www.netbeans.org
Sun Java Studio Creator: Es de Sun
http://developers.sun.com/jscreator
JBuilder: Es de Borland
http://www.codegear.com/products/jbuilder
IntelliJ IDEA: Es de jetBrains http://www.jetbrains.com/idea
PRÁCTICA A: Requiere instalar el JDK. Desde una sesión de DOS, ir a un directorio distinto del de la instalación del JDK y ejecutar los comandos java.exe -version
62
Unidad 2.2 Entorno de Desarrollo
y javac.exe
En el caso de que no aparezcan correctamente la salida de los comandos mencionados anteriormente, verificar el valor de la variable de entorno PATH comprobando que contiene el directorio bin donde se haya instalado el JDK.
PRÁCTICA B: Requiere instalar el JDK. Desarrollar un programa Java que muestre por pantalla el texto “¡Hola Mundo!” con el JDK de Sun.
63
MÓDULO 2
En el caso de que no esté puesta la variable de entorno PATH, abrir una sesión DOS y ajustar la variable PATH para que el Sistema Operativo sepa encontrar las herramientas del JDK. Para respetar el valor que ya tuviese la variable PATH le añadimos %PATH%.
Creamos un directorio de trabajo donde guardar el programa Java.
Ajustar la variable CLASSPATH para que las herramientas del JDK sepan encontrar nuestras clases Java. Tenemos dos opciones, o añadir el . (punto) y siempre ejecutar las herramientas en el directorio donde se encuentre el código, o añadir el directorio de trabajo y ejecutar las herramientas donde queramos. Para respetar el valor que ya tuviese la variable CLASSPATH le añadimos %CLASSPATH%.
64
Unidad 2.2 Entorno de Desarrollo
Ahora arrancamos un editor de texto (por ejemplo Notepad) para escribir el código fuente de nuestro programa que guardaremos en el fichero Practica1.java; el nombre del fichero debe ser exactamente igual (incluyendo mayúsculas y minúsculas) al de la clase Java que vamos a desarrollar.
Y aceptamos la creación de un fichero nuevo.
65
MÓDULO 2
Escribimos el código y salvamos los cambios. Cerramos el Notepad.
Compilamos el programa Java con el compilador “javac”. Al compilador hay que darle el nombre del fichero incluyendo su extensión. 66
Unidad 2.2 Entorno de Desarrollo
Si no sale ningún mensaje significa que todo ha ido bien y que ha creado el bytecode, es decir, Practica1.class
Por último, ejecutamos el programa Java con la JVM “java”. A la JVM hay que darle el nombre del fichero del bytecode sin la extensión.
67
MÓDULO 2
PRÁCTICA C: Requiere instalar Eclipse. Desarrollar un programa Java que muestre por pantalla el texto “¡Hola Mundo!” con Eclipse Arrancar Eclipse, ejecutando c:\eclipse3.5.2\eclipse.exe Seleccionar la ubicación del “workspace” (o área de trabajo).
Cerrar la ventana de bienvenida si aparece (esta ventana aparece la primera vez que se arranca Eclipse).
68
Unidad 2.2 Entorno de Desarrollo
69
MÓDULO 2
Verificar que la perspectiva Java está abierta, y sino cambiar a ella
Crear un proyecto nuevo de nombre Practica2.
Darle el nombre y seleccionar Finish.
70
Unidad 2.2 Entorno de Desarrollo
Crear una clase Java nueva llamada Practica2 con el método main.
71
MÓDULO 2
Seleccionar Finish Escribir el código dentro del método main y salvar con Ctrl + S o File -> Save
72
Unidad 2.2 Entorno de Desarrollo
Por defecto, en eclipse, al salvar los cambios realizados en un fichero, se realiza la compilación de las clases que están en el worskpace. En el caso de producirse algún error de compilación, se pueden ver en la vista Problems
Seleccionando la clase Java, con el botón derecho del ratón ejecutarla como Java Application
73
MÓDULO 2
Y veremos como se abre una consola con el resultado.
74
Título de unidad didáctica
En este unidad hemos visto la historia del JDK desde su comienzo hasta el momento actual, viendo las distintas posiblidades de desarrollo, vía el JDK directamente (entorno no gráfico) o vía los entornos gráficos o IDEs, tales como Eclipse, Rational Application Development ... Se han visto también el contenido y componentes que forman un JDK y dos variables muy importantes a tener en cuenta en entornos de desarrollo Java que son PATH y CLASSPATH.
MÓDULO B
Sintáxis Tema 2.3
Índice de la unidad:
1. Comentarios 2. Puntos y coma, bloques y espacios en blanco 3. Identificadores 4. Variables 5. Tipos de datos 6. Variables primitivas versus complejas 7.
Unidad 2.3 Sintaxis
En esta unidad trataremos en detalle la sintaxis del lenguaje de programación Java. Dicha sintaxis es comprobada por el compilador y en caso de no ser correcta, este nos indicará los errores o avisos existentes. Por defecto, no se pueden ejecutar programas Java con errores de compilación, por lo que la sintaxis del programa debe ser 100% correcta.
1. Comentarios Los comentarios son líneas de código que no son ejecutadas en tiempo de ejecución, ni siquiera son incluidas en el byte code compilado. Estos comentarios, permiten incluir explicaciones acerca de qué es lo que está haciendo nuestro código, documentación, inhabilitar líneas de código que ya no son necesarias en runtime, etc. Existen tres formas distintas de escribir los comentarios:
// comentario de una sola línea. Abarca desde el comienzo del
comentario // hasta el final de línea.
/*
*/ Comentario de una o más líneas. Abarca desde el co-
mienzo del comentario /* hasta el final del mismo */
/**
*/ Comentario de documentación, utilizado por la
herramienta javadoc.exe. Abarca desde el comienzo del comentario /** hasta el final del mismo */.
Ejemplo: A continuación se muestra un ejemplo con los distintos ti-
pos de comentarios mencionados anteriormente.
79
MÓDULO 2
2. Puntos y coma, bloques y espacios en blanco Uno de los caracteres más importantes a tener en cuenta en Java es el punto y coma o ;. El punto y coma define una sentencia Java o lo que es lo mismo una línea simple de código terminada en un punto y coma. La línea simple de código puede o no estar físicamente formada en una línea física.
Ejemplo: A continuación se muestra un ejemplo con los distintos ti-
pos de líneas simples de código mencionados anteriormente.
80
Unidad 2.3 Sintaxis
Otro concepto importante a tener en cuenta en Java es el de bloque de código. Un bloque es un conjunto de sentencias (de 0 a n) agrupadas entre llaves ({ }). Los bloques pueden estar anidados. Suelen utilizarse conjuntamente con las sentencias de control de flujo (ver punto 8), pero también pueden utilizarse, por ejemplo, para minimizar el ámbito de ciertas variables, como son las variables de bloque (ver punto 4.2).
Ejemplo: A continuación se muestra un ejemplo de bloques de códi-
go con una o varias sentencias y anidamientos de bloques
Java permite los espacios en blanco entre elementos de código fuente. Son utilizados principalmente para separar cada uno de los elementos de la sintaxis Java (al menos un espacio en blanco como mínimo) y mejorar el entendimiento del código (el número de espacios utilizado para este propósito es irrelevante).
Ejemplo: A continuación se muestran ejemplos donde los espacios
se utilizan como separadores de elementos de la sintaxis (entre int e i, y entre int y j entre otros) y como mejoras para el entendimiento del código:
81
MÓDULO 2
3. Identificadores Son los nombres unívocos que se le dan a las clases, métodos y variables. Hay que tener presente las siguientes reglas:
El identificador debe empezar por una letra, subrayado (_) o
dólar ($).
Después del primer carácter se pueden usar números.
Java distingue entre mayúsculas y minúsculas (es “case sensi-
tive”). Los identificadores VARIABLE y variable son dos identificadores distintos.
Nunca pueden coincidir con una ‘keyword’ o palabra reservada
del lenguaje. A continuación se muestra un listado de las keyword mas utilizadas en Java y que por tanto tienen un significado especial para el lenguaje
82
Unidad 2.3 Sintaxis
Ejemplo: Los siguientes identificadores son válidos: variable,
$va-
riable2, CONSTANTE, nombre_usuario, nombreUsuario, _variable_sistema
Ejemplo: Los siguientes identificadores no son válidos: 1variable,
int, #variable, variable%Final
4. Variables Una variable es un contenedor de datos identificado mediante un identificador o nombre. Dicho identificador se utilizará para referenciar el dato que contiene. Toda variable debe llevar asociado un tipo que describe el tipo de dato (ver punto 5) que guarda. Por tanto, una variable tiene:
Un tipo
Un identificador
Un dato o valor.
4. 1 Declaración de variables
83
MÓDULO 2
La declaración es la sentencia mediante la cual se define una variable, asignándola un tipo y un identificador. El formato es tipo identificador;
Ejemplo: int contador; // tendrá el valor por defecto 0
Adicionalmente se le puede asignar un valor inicial mediante una asignación. El formato es tipo identificador = valor;
Ejemplo: int contador = 10;
En el caso de que no se le asigna un valor, se inicializará con el valor por defecto para ese tipo (veremos los distintos tipos y sus valores por defecto en el punto 5 Tipos de Datos).
4. 2 Ámbito de las variables El ámbito de una variable es la zona de código donde se puede referenciar dicha variable a través de su identificador. El lugar de declaración de una variable establece su ámbito. Los distintos ámbitos existentes son:
Atributos (o variables miembro de una clase). Se pueden utili-
zar solamente asociados a la clase a la que pertenecen.
Parámetros de método. Se pueden utilizar solamente en el
método del cual son parámetros.
Variables locales: (o de método) siempre hay que inicializar-
las. Solamente puede accederse a ellas, dentro del método donde han sido declaradas.
Variables de bloque: siempre hay que inicializarlas. Solamente
puede accederse a ellas, dentro del bloque donde han sido declaradas.
84
Unidad 2.3 Sintaxis
En el caso de que se declaren variables con el mismo identificador en ámbitos distintos (en el mismo no se puede), tienen preferencia las del ámbito más interno. Las variables de bloque tienen preferencia frente a las locales; estas tienen preferencia frente a los parámetros y por último las de menor preferencia son los atributos.
Ejemplo: El siguiente ejemplo muestra el error de compilación al in-
tentar referenciar una variable fuera de su ámbito.
85
MÓDULO 2
Ejemplo: El siguiente ejemplo muestra cual es la variable utilizada,
según el ámbito en el que está declarada.
86
Unidad 2.3 Sintaxis
5. Tipos de datos. En Java existen dos tipos de datos genéricos:
Tipos Primitivos. Existen ocho tipos de datos primitivos clasifi-
cados en cuatro grupos diferentes:
Lógico: boolean.
Carácter: char.
Números enteros: byte, short, int y long.
Números reales: double y float.
Tipos Complejos o clases. Existe un caso especial que es el de
enumeración: enum que aparece en Java JSE 5.0
5.1 Tipo de dato lógico La ‘keyword’ utilizada para definir un tipo de dato lógico es boolean. Sus posibles valores son:
true: o verdadero
false: o falso. Es el valor por defecto.
Ejemplos: boolean switch1 = true; boolean switch2; // Su valor es false.
Se suelen utilizar en las sentencias de control de flujo del tipo bifurcaciones del tipo if-then-else (ver punto 8).
5.2 Tipo de dato carácter La ‘keyword’ utilizada para definir un tipo de dato carácter es char y representa un carácter UNICODE, siendo su tamaño de: 16 bits (2 bytes). Desde la versión 5.0 Java soporta UNICODE 4.0 que define algunos caracteres que no caben en 16 bits por lo que se necesita un int para representarlos (o dos char dentro de un String). Sus posibles valores son:
Un carácter entre comillas simples: ‘a’. 87
MÓDULO 2
Un carácter especial con \ por delante: ‘\n’, ‘\t’, etc.
Un código UNICODE: ‘\uxxxx’ (donde xxxx es un valor en
hexadecimal).
El valor por defecto es ‘\u0000’ -> null. Nota: No es un espa-
cio en blanco.
Ejemplos: char letra1 = ‘a’; char letra2 = ‘\n’; char letra3 = ‘\u0041’; char letra4; // su valor es null
Para las cadenas de caracteres existe un tipo complejo: la clase String que se verá en más detalle en la Unidad 2.6 Clases básicas. Se suelen utilizar para el tratamiento de caracteres, ya sea como caracteres individuales dentro de un String, caracteres contenidos en un fichero, etc.
5.3 Tipo de datos enteros Las ‘keyword’ utilizadas para definir un tipo de dato entero son byte, short, int y long. Sus tamaños son:
byte: 8 bits (1 byte), por tanto el rango de valores es de -128
a 127.
short: 16 bits (2 bytes), por tanto el rango de valores es de -
32768 a 32767
int: 32 bits (4 bytes), por tanto el rango de valores es de -
2147483468 a 2147483467
long: 64 bits (8 bytes), por tanto el rango de valores es de -
enorme a enorme Sus posibles valores son:
88
Unidad 2.3 Sintaxis
Un valor decimal entero: 2 (por defecto para tipo int) o 2L
(para tipo long).
Un valor octal: 077 (comenzando por cero).
Un valor hexadecimal: 0xBAAC
El valor por defecto es 0.
Ejemplos: byte unByte = 12; short unShort; // tiene el valor 0 short unShort; // tiene el valor 0 int unInt = -199; int otroInt = 065; long unLong = 2; (o long unLong = 2L;) long otroLong = 0xABCD;
Se suelen utilizar en operaciones ariméticas, en sentencias de control de tipo bucle (en concreto la sentencia for y el tipo int), etc.
5.4 Tipo de datos reales Las ‘keyword’ utilizadas para definir un tipo de dato real son float y double. Sus tamaños son:
float: 32 bits (4 bytes). Su precisión varía según la platafor-
ma.
double: 64 bits (8 bytes). Su precisión también varía según la
plataforma. Sus posibles valores son:
Un valor decimal entero: 2 (por defecto para tipo int).
Un valor decimal real: 0.17 o 6.02E23 (por defecto double).
Un valor decimal real: 0.17F o 0.17D (redundante).
89
MÓDULO 2
El valor por defecto es 0.0 (cero).
Ejemplos: float unFloat = 0.17F; double unDouble; // su valor es 0.0 double otroDouble = -12.01E30;
Se suelen utilizar en operaciones ariméticas, etc.
5.5 Tipo de dato complejo Las ‘keyword’ es el nombre de la clase del objeto que va a contener la variable. Sus posibles valores son:
Referencias a objetos (o instancias) en memoria.
El valor por defecto es null
Ejemplos: String unString = new String(“Hola”); String otroString; // su valor es null
Se suelen utilizar para contener objetos de nuestro mundo real.
5.6 Tipo de dato enumeración La ‘keyword’ utilizada para definir un tipo de dato enumeración es enum. Se trata de un tipo de dato complejo algo especial que surge con la versión 5.0 de Java. Implementa una clase que tiene un atributo que puede tomar varios valores y solo esos.
Ejemplo: enum Semaforo { VERDE, AMBAR, ROJO }
Se suelen utilizar para tener una lista de posibles valores asociados a una variable y solamente dichos valores.
5.7 Ejemplos de variables con distintos tipos de datos El siguiente ejemplo muestra el valor de variables de distintos tipos con sus valores por defecto. 90
Unidad 2.3 Sintaxis
El siguiente ejemplo muestra el valor de variables de distintos tipos con sus valores asignados en la declaración
5.8 Conversiones entre tipos 91
MÓDULO 2
Un tipo de dato númerico puede llegar a convertirse a otro tipo. Existen cuatro entornos de conversión en Java:
Promoción aritmética. Por ejemplo: de short a int y este a
float.
Asignación. Por ejemplo: long l = 42; // un int se convierte en
long
Llamada a métodos con parámetros. Por ejemplo: f(long p) ->
f(5) //se llama a un método con un int y se convierte a un long
Casting. Por ejemplo: int i = (int)42L //un long se convierte en
int. Ver la explicación de downcasting. Las conversiones implícitas se resuelven en tiempo de compilación. El upcasting (de un tipo más pequeño convertirlo a uno más grande) se realiza implícitamente. El downcasting (de un tipo más grande convertirlo a uno más pequeño) se realizan explícitamente (hay que indicar a que tipo se quiere convertir) y se resuelve en tiempo de ejecución. Nota: puede perderse información, por lo que se obliga a que sean realizados explícitamente.
6. Variables primitivas versus complejas Una variable de tipo primitivo contiene el dato directamen-
te:
Una variable de tipo complejo contiene una referencia (puntero) a la zona de memoria donde está el objeto:
92
Unidad 2.3 Sintaxis
7. Operadores Los operadores realizan funciones sobre uno, dos o tres operandos (op). Por tanto, una primera clasificación puede ser esta:
Operadores unarios: pueden ser de tipo prefijos o postfijos.
op operador u operador op.
Ejemplo: contador++; // operador postfijo de sumar 1 a la propia
variable contador. La variable se queda con el valor sumado
Operadores binarios: operador op operador
Ejemplo: contador + 2; // operador de sumar un número a una va-
riable. La variable en si misma no se queda con la suma.
Operadores ternarios: op ? op : op
Ejemplo: contador > 2 ? true : false; // es similar a un if-then-else
de la siguiente manera if ? Then : else ;
Los operadores siempre devuelven un valor que depende del operador y del tipo de los operandos. Otra posible clasificación es por la naturaleza del operador:
Aritméticos
Relacionales
Condicionales
De desplazamiento 93
MÓDULO 2
Lógicos
De asignación
Otros
7.1 Operadores aritméticos A similitud con el mundo mátematico, existen los siguientes operadores aritméticos binarios:
+: suma dos operandos op1 + op2. Hay que tener cuidado
con las variables de tipo String, porque en este caso concatena los valores.
- : resta dos operandos op1 – op2
* : multiplica dos operandos op1 * op2
/ : divide dos operandos op1 / op2
% : calcula el resto de la división op1 % op2
Los valores que devuelven estos operadores depende de los tipos de los operandos:
int: cuando ninguno de los operandos es float, double o long.
En el caso del operador % siempre devuelve un int.
long: cuando ninguno de los operandos es float o double y hay
al menos uno que es long.
float: cuando ninguno de los operandos es double y hay al
menos uno que es float.
double: cuando al menos hay uno de los operandos es double.
También existen operadores aritméticos unarios (actúan solo sobre un operando):
94
Unidad 2.3 Sintaxis
+op: convierten al operando en int en caso de que fuese byte,
short o char.
-op: cambia el signo al operando.
++op: incrementa al operando en 1 (evaluando el operando
después de incrementarse).
op++: incrementa el operando en 1 (evaluando el operando
antes de incrementarse).
--op: decrementa el operando en 1 (evaluando el operando
después de decrementarse).
op--: decrementa el operando en 1 (evaluando el operando
antes de decrementarse).
Ejemplo: En el ejemplo siguiente se muestran los operadores autoin-
crementales, diferenciando si se evalúa el valor de la variable antes o después del incremento.
7.2 Operadores relacionales Java tiene los siguientes operadores relacionales: 95
MÓDULO 2
>: compara si un operando es mayor que otro op1 > op2
<: compara si un operando es menor que otro op1 < op2
==: compara si un operando es igual que otro op1 == op2.
Cuidado con no confundir con el operador de asignación =
!=: compara si un operando es distinto que otro op1 != op2
>=: compara si un operando es mayor o igual que otro op1
>= op2
<=: compara si un operando es menor o igual que otro op1
<= op2 Todos estos operandos devuelven un boolean indicando si cumple la comparación.
Ejemplo: if (5 < 7) { ... } // La condición se ejecutará al devolver el
operador < un true o verdadero.
7.3 Operadores condicionales Suelen combinarse con los operadores relacionales para crear expresiones más complejas, devolviendo un boolean. Java tiene los siguientes operadores condicionales:
&&: AND lógico. Comprueba si ambos operandos son verdade-
ros op1 && op2
||: OR lógico. Comprueba si uno de los dos operandos es ver-
dadero op1 || op2
!: NOT lógico. Niega al operadondo !op
Ejemplo: if (5 < 7 && 4 < 8) { ... } // La condición se ejecutará al
devolver el primer operador < un true y el segundo operador < un true.
7.4 Operadores de desplazamiento Java tiene los siguientes operadores de desplazamiento: 96
Unidad 2.3 Sintaxis
>>: desplaza los bits del primer operando hacia la derecha
tantas veces como indique el segundo operando op1 >> op2. Realiza la misma función que multiplicar por 2, tantas veces se desplace.
<<: desplaza los bits del primer operando hacia la izquierda
tantas veces como indique el segundo operando op1 << op2. Realiza la misma función que dividir por 2, tantas veces se desplace.
>>>: desplaza los bits del primer operando hacia la derecha
tantas veces como indique el segundo operando pero sin signo op1 >>> op2. Realiza la misma función que multiplicar por 2, tantas veces se desplace, pero sin tener en cuenta la posición de signo.
Ejemplo: En los siguientes ejemplos se muestran los operadores de
desplazamiento
97
MÓDULO 2
7.5 Operadores lógicos Java tiene los siguientes operadores lógicos:
&: AND lógico a nivel de bit de los operandos (el resultado es
uno si los bits de ambos operandos son uno) op1 & op2. Cuidado con no confundir con el operador lógico &&
|: OR lógico a nivel de bit de los operandos (el resultado es
uno si alguno de los bits de los operandos es uno) op1 | op2. Cuidado con no confundir con el operador lógico ||
98
Unidad 2.3 Sintaxis
^: XOR lógico a nivel de bit de los operandos (el resultado es
uno si alguno de los bits de los operandos es uno, pero no los dos a la vez) op1 ^ op2
~: complemento a nivel de bit del operando (cambia los ceros
por uno y viceversa) ~op1
7.6 Operadores de asignación Java tiene los siguientes operadores de asignación:
= : guarda el valor del segundo operando en el primero op1 =
op2
+= : guarda la suma de los dos operandos en el primero op1
+= op2
-= : guarda la resta de los dos operandos en el primero op1 -
= op2
99
MÓDULO 2
*= : guarda la multiplicación de los dos operandos en el pri-
mero op1 *= op2
/=, %=, &=, |=, ^=, <<=, >>=, >>>=: Similar al anterior,
para cada uno de los operadores indicados.
7.7 Otros operadores Existen otros operadores en Java como son:
?: : se trata de una abreviatura de la estructura if-then-else (if
op1? then op2 : else op3) op1?op2:op3
[] : utilizado para declarar, crear y acceder a arrays (se verán
en la Unidad 3.1).
. : utilizado para acceder a los atributos y métodos de los ob-
jetos (se verán en la Unidad 2.4).
(parámetros) : utilizado para pasar parámetros a un método.
(tipo) : utilizado para realizar castings (conversiones de tipo).
new : utilizado para crear objetos nuevos (se verá en la Uni-
dad 2.4).
instanceof : utilizado para chequear si el primer operando es
una instancia del tipo indicado en el segundo operando.
8. Sentencias de control de flujo Sin las sentencias de control de flujo, el código Java se ejecutaría linealmente desde la primera línea hasta la última. Existen cuatro tipos de sentencias de control de flujo:
100
Bucles: while, do-while, for y for/in
Unidad 2.3 Sintaxis
Bifurcaciones: if-then-else y switch-case.
Gestión de excepciones: try-catch-finally y throw. Las veremos
con más detalle en la Unidad 3.5 Manejo de excepciones.
De ruptura: break, continue, label: y return.
8.1 Sentencias while y do-while La sentencia while se utiliza para ejecutar continuamente un bloque de código mientras que la condición del while sea cumpla (es decir la evaluación de la condición sea true o verdadera).
while(expresión) { sentencias; } La sentencia do-while es parecida a la sentencia while pero asegura que como mínimo el bloque de código se ejecuta una vez.
do { sentencias; } while(expresión);
8.2 Sentencia for La sentencia for facilita la ejecución de un bloque de código un número determinado de veces, mientras la evaluación de la expresión de terminación se cumpla o sea true.
for(inicialización; terminación; incremento) { sentencias; } Las variables definidas en la sentencia de inicialización son locales al bloque. Por tanto dejan de existir una vez se haya terminado el bucle.
Ejemplo: se muestra un ejemplo de las sentencias de control de tipo
bucles vistas hasta el momento
101
MÓDULO 2
8.3 Sentencia for/in Esta nueva sentencia que aparece en el Java SE 5.0 nos facilita la iteración por los elementos de cualquier tipo de colección: arrays, listas, etc…
for(inicialización: colección) { sentencias; }
Nota: Se usa “:” en vez de “;”.
Las variables definidas en la sentencia de inicialización son locales al bloque. Por tanto dejan de existir una vez se haya terminado el bucle.
Ejemplo: se muestra un ejemplo de la sentencia de control for/in public void listar(int[] param) { for(int i: param) System.out.println(i); }
Básicamente, se trata de una simplificación a la hora de codificar. Es decir, al final, el compilador convierte el código en una sentencia for convencional como la siguiente: 102
Unidad 2.3 Sintaxis
public void listar(int[] param) { int i = 0; for(int j=0; j
8.4 Sentencia if–then-else La sentencia if-then-else permite elegir qué bloque de código ejecutar entre dos posibilidades dependiendo de la evaluación de la expresión. Si se cumple (true) ejecuta el primer bloque o bloque del if. Sino se cumple se ejecuta el bloque del else. La sintaxis del if sin else sería la siguiente:
if(expresión) { sentencias; } La sentencia if-then-else sería
if(expresión) { sentencias; } else { sentencias; } Las sentencias if pueden estar concatenadas. Su sintaxis sería:
if(expresión) { sentencias; } else if (expresión2) { sentencias; }else { sentencias; }
Ejemplo: se muestra un ejemplo de la sentencia de control if anida-
das
103
MÓDULO 2
public void evaluar(int param) { if (param < 5) { //ejecutamos algo } else if (param >=5 && param < 10){ //ejecutamos algo } else { //ejecutamos algo } }
8.5 Sentencia switch La sentencia switch es un caso particular de la sentencia if-then-else if-else. Evalúa una expresión del tipo int o que pueda ser convertida a int de forma implícita (como puede ser un char). Así se evalúa la expresión intExpresión y va comparando cada uno de los case a ver si cumple la condición. En el caso de que la comparación sea true, se ejecutan las sentencias siguientes hasta que se encuentre la siguiente sentencia break o llegue al final de la sentencia switch. En el caso de que todas las comparaciones sean false se ejecutará las sentencias del default (en el caso de existir, puesto que es optativo).
switch(intExpresión) { case intExpresión: sentencias; break; …… …… default: // es optativo sentencias; }
Ejemplo: se muestra un ejemplo de la sentencia de control switch public void listar(int param) { switch(param){ case 1: // ejecutar algo break; case 2: // ejecutar algo break; default: // ejecutar algo break; }
104
Unidad 2.3 Sintaxis
}
8.6 Sentencia de ruptura Java proporciona las siguientes sentencias de ruptura de ejecución:
break: sirve para detener la ejecución tanto de los bucles co-
mo de la sentencia switch. Por tanto, salta a la siguiente línea de código después del bucle o switch.
continue: sirve para detener la ejecución del bloque de código
de un bucle y volver a evaluar la condición de este.
return: sirve para finalizar la ejecución de un método (y devol-
ver un valor en el caso de ser necesario). Nota: Las guías de programación estructurada prohiben el uso de estas sentencias o aconsejan un uso muy límitado para facilitar la legibilidad y mantenimiento del código
105
MÓDULO 2
PRÁCTICA A: Identificar que sentencias son correctas y cuáles no (se irán utilizando las variables según se va avanzando en el ejercicio): 1. int x = 34.5; 2. boolean boo = x; 3. int g = 17; 4. int y = g; 5. y = y + 10; 6. short s; 7. s = y; 8. byte b = 3; 9. byte v = b; 10. short n = 12; 11. v = n; 12. byte k = 128; 13. int p = 3 * g + y;
Solución: 1. int x = 34.5; -> int x = (int)34.5; // Posible con downcasting 2. boolean boo = x; -> No hay solución 3. int g = 17; 4. int y = g; 5. y = y + 10; 6. short s; 7. s = y; -> s = (short)y; // posible con downcasting 8. byte b = 3; 9. byte v = b; 10. short n = 12; 11. v = n; -> v = (byte)n; // posible con downcasting 12. byte k = 128; -> byte k = (byte)128; // posible con downcasting 13. int p = 3 * g + y;
PRÁCTICA B: Identificar si este código compila bien. Si no compila solucionarlo. Si compila decir cuál sería la salida. public class Temp { public static void main(String[] args) { int x = 1; 106
Unidad 2.3 Sintaxis
}
while(x<10) { if(x>3) { System.out.println("Hola"); } }
} Solución: El código compila bien. Pero entra en un bucle infinito. Habría que modificarlo con la línea roja y saldría la palabra “Hola” siete veces por pantalla. public class Temp { public static void main(String[] args) { int x = 1; while(x<10) { x = x + 1; if(x>3) { System.out.println("Hola"); } } } }
PRÁCTICA C: Identificar si este código compila bien. Si no compila solucionarlo. Si compila decir cuál sería la salida. public class Temp { public static void main(String[] args) { int x = 5; while(x>1) { x = x - 1; if(x<3) { System.out.println("Hola"); } } } } Solución: Compila y saldría la palabra “Hola” dos veces por pantalla.
107
MÓDULO 2
PRÁCTICA D: Al siguiente programa Java le falta un trozo de código public class Temp { public static void main(String[] args) { int x = 0; int y = 0; while(x<5) { //TROZO DE CODIGO A SUSTITUIR System.out.print(x + “ ” + y + “ “); x = x + 1; } } } Seleccionar para cada trozo de código de la izquierda, la salida por pantalla al ejecutar el programa anterior con ese trozo de código
Solución
108
Unidad 2.3 Sintaxis
PRÁCTICA E: Desarrollar un programa Java que muestre por pantalla los números primos del 1 al 1000 y todos los años bisiestos entre el año 2000 y el 3000. Vamos a realizar la práctica con el con el JDK de Sun. En el caso de que no esté puesta la variable de entorno PATH, abrir una sesión DOS y ajustar la variable de entorno PATH para que el Sistema Operativo sepa encontrar las herramientas del JDK. Para respetar el valor que ya tuviese la variable PATH le añadimos %PATH%.
109
MÓDULO 2
Creamos un directorio de trabajo donde guardar el programa Java.
Ajustar la variable de entorno CLASSPATH para que las herramientas del JDK sepan encontrar nuestras clases Java. Tenemos dos opciones, o añadir el . (punto) y siempre ejecutar las herramientas en el directorio donde se encuentre el código, o añadir el directorio de trabajo y ejecutar las herramientas donde queramos. Para respetar el valor que ya tuviese la variable CLASSPATH le añadimos %CLASS-
110
Unidad 2.3 Sintaxis
PATH%.
Ahora arrancamos un editor de texto (por ejemplo Notepad) para escribir el código fuente de nuestro programa que guardaremos en el fichero PracticaE.java; el nombre del fichero debe ser exactamente igual (incluyendo mayúsculas y minúsculas) al de la clase Java que vamos a desarrollar.
Y aceptamos la creación de un fichero nuevo.
111
MÓDULO 2
Escribimos el código y salvamos los cambios. Cerramos el Notepad. En la Unidad 2.4 veremos el concepto de clase y método main. Mientras tanto, nuestro código estará incluido entre las línea de código public class PracticaE { public static void main(String[] args) { } }
112
Unidad 2.3 Sintaxis
Compilamos el programa Java con el compilador “javac”. Al compilador hay que darle el nombre del fichero incluyendo su extensión.
Si no sale ningún mensaje significa que todo ha ido bien y que ha creado el bytecode, es decir, PracticaE.class
Por último, ejecutamos el programa Java con la JVM “java”. A la JVM hay que darle el nombre del fichero del bytecode sin la extensión.
113
MÓDULO 2
Ahora realizaremos la misma practica con Eclipse Arrancar Eclipse, ejecutando c:\eclipse3.5.2\eclipse.exe Seleccionar la ubicación del “workspace” (o área de trabajo).
Cerrar la ventana de bienvenida si aparece (esta ventana aparece la primera vez que se arranca Eclipse).
114
Unidad 2.3 Sintaxis
115
MÓDULO 2
Verificar que la perspectiva Java está abierta, y sino cambiar a ella
Crear un proyecto nuevo de nombre PracticaE
Darle el nombre y seleccionar Finish.
116
Unidad 2.3 Sintaxis
Crear una clase Java nueva llamada PracticaE con el método main.
117
MÓDULO 2
Seleccionar Finish Escribir el código dentro de la clase y salvar con Ctrl + S o File -> Save
118
Unidad 2.3 Sintaxis
Por defecto, en eclipse, al salvar los cambios realizados en un fichero, se realiza la compilación de las clases que están en el worskpace. En el caso de producirse algún error de compilación, se pueden ver en la vista Problems Seleccionando la clase Java, con el botón derecho del ratón ejecutarla como Java Application
119
MÓDULO 2
Y veremos como se abre una consola con el resultado.
120
Unidad 2.3 Sintaxis
En esta unidad hemos visto la sintaxis del código Java, aprendiendo a utilizar comentarios, delimitar una sentencia Java con el ; y el uso de los espacios en blanco. Se han definido los Identificadores, las Keywords, las Variables y los ámbitos donde se pueden utilizar: Atributos Parámetros de método. Variables locales Variables de bloque Se han visto los distintos Tipos de datos:
tipos primitivos:
Lógico: boolean Carácter: char. Números enteros: byte, short, int y long. Números reales: double y float.
tipos complejos o clases: viendo el tipo especial enum
Se han visto además los distintos tipos de Operadores: Aritméticos Relacionales Condicionales De desplazamiento Lógicos De asignación. Otros Por último se han determinado los distintos tipos de Sentencias de control de flujo, que permiten ejecutar el código de una manera no secuencial: Bucles: while, do-while, for y for/in Bifurcaciones: if-then-else y switch-case Gestión de excepciones: try-catch-finally y throw De ruptura: break, continue, label: y return.
MÓDULO B
Clases, objetos, herencia y polimorfismo Tema 2.4
Índice de la unidad:
1. Clases 2. Objetos 3. Relación de herencia 4. Polimorfismo
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
En esta unidad veremos los cuatro paradigmas básicos en los que se apoya los lenguajes orientados a objetos y por tanto el lenguaje de programación Java.
1. Clases Una clase representa la abstracción de las operaciones y los datos (o atributos y métodos) comunes a un conjunto de objetos, en relación a nuestro mundo real. La implementación de una clase Java debe ir en un fichero físico en formato texto, con la extensión *.java y nombre idéntico a la clase implementada.
Ejemplo: La clase MiClase debe ir en un fichero: MiClase.java
La declaración de una clase Java se realiza mediante la keyword: class seguida de su nombre. La keyword siempre va precedida por un modificador de acceso: public, protected, private o default (nada) que ya explicaremos más adelante. La implementación de la clase irá contenida en un bloque { } justo después de la declaración. La sintaxis de la declaración de una clase es: modificador_acceso class nombre_clase { }
Ejemplo: public class MiClase { }
1. 1 Atributos y métodos La implementación de una clase consiste en una serie de:
Atributos o datos.
Métodos u operaciones. 125
MÓDULO 2
La sintaxis de la declaración de un atributo es la siguiente: modificador_acceso tipo nombre; // sin inicialización modificador_acceso tipo nombre = valor_inicial;
Ejemplo: private boolean sw = true; private int i; // sin inicializar. Su valor por defecto es 0
La sintaxis de la declaración de un método es la siguiente: modificador_acceso tipo_retorno nombre([tipo parametro,..]) { }
La implementación del método irá contenida en un bloque { } justo después de la declaración.
Ejemplo: public int suma(int param1, int param2) { }
return param1 + param2;
Java SE 5.0 añade una novedad a la definición de un método mediante la característica: varargs. Se permite definir un número indefinido de parámetros del mismo tipo mediante: ... Lo que recibimos es un array del tipo definido.
Ejemplo: public int suma(int… params) { int acum = 0; for(int num: params) { // He usado también el nuevo for/in acum = acum + num; } return acum; }
Hay que tener en cuenta que podemos recibir, cero, uno o varios valores en dicho parámetro y que tiene las siguientes restricciones: 126
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Solo puede usarse una vez por método.
Siempre debe ser el último parámetro de todos en la defini-
ción.
Ejemplo: public int metodo(String param1, int param2, int… params) { } // en este ejemplo, siempre se recibirá param1 y param2, mientras que params será una array de un tamaño indeterminado hasta su ejecución.
1. 2 Constructores Existe un tipo de método especial en Java llamado constructor. Se utiliza para la construcción (instanciación) de objetos (o instancias) a partir de esa clase. En su implementación se suele dar valores a los atributos para ese objeto para asegurar que los atributos estén inicializados. Su declaración es idéntica a la de los métodos convencionales con dos salvedades:
No tienen tipo de retorno.
Se tiene que llamar igual que la clase.
La sintaxis de la declaración de un constructor es la siguiente: modificador_acceso nombre([tipo parametro,..]) { }
Ejemplo: public MiClase(int param1, boolean param2) { }
127
MÓDULO 2
Si nuestra clase no tiene constructores, el compilador añade por defecto uno sin parámetros; pero si hemos declarado alguno, el compilador no añade nada.
1. 3 Sobrecarga de métodos Se dice que un método está sobrecargado cuando existen dos métodos con el mismo nombre y tipo de retorno pero con parámetros distintos. De esta manera podemos tener en una clase varios constructores.
Ejemplo: public MiClase() { } public MiClase(int param1, boolean param2) { }
Java SE 5.0 añade una novedad al respecto. Se permite la sobrecarga de métodos cambiando también el tipo de retorno, pero siempre que:
El método que se está sobrecargando sea de una clase padre
(de la que heredamos directa o indirectamente).
El nuevo tipo de retorno sea hijo del tipo de retorno del méto-
do original (es decir, que herede de él directa o indirectamente). Por tanto, no es válido para tipos primitivos.
1. 4 Convenciones en Java
Aunque no está obligado por la sintaxis, existen una serie de convenciones respecto a en la nomenclatura de clases, métodos y atributos, que todo programador de Java suele seguir para hacer mas legible el código. 128
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
El nombre de las clases comenzará con mayúsculas
Ejemplo: MiClase, String, Circulo, Cuenta, CuentaCorriente
El nombre de los atributos comenzará con minúsculas
Ejemplo: contador, sw, i, segundoContador
El nombre de los métodos comenzará con minúsculas (a ex-
cepción de los constructores)
Ejemplo: ingresar, miMetodo, sumar
Ejemplo: a continuación se muestra un ejemplo de una clase
completa, con sus métodos y atributos
129
MÓDULO 2
2. Objetos Los objetos en Java no son mas que variables de tipo complejo, frente a las de tipo primitivo. El tipo de un objeto es la clase de la que se ha instanciado o creado. La declaración de un objeto es idéntica a la declaración de una variable de tipo primitivo: tipo identificador;
Ejemplo: Cuenta miCuenta;
El valor por defecto de un objeto sin inicializar es: null. La inicialización de un objeto si que es algo distinta a la inicialización de las variables de tipo primitivo: 130
Se utiliza el operador new.
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Se llama a un constructor de la clase de la que queremos ins-
tanciar. La sintaxis de la inicialización sería la siguiente: tipo identificador = new tipo([parametro,…]);
Ejemplo: Cuenta miCuenta = new Cuenta(1200.75);
2.1 Variables primitivas versus variables complejas Como vimos en la Unidad 2.3 Sintaxis, una variable de tipo primitivo contiene el
dato
directamen-
te:
Mientras que una variable de tipo complejo contiene una referencia (puntero) a la zona de memoria donde está el objeto:
Ejemplo:
131
MÓDULO 2
2.2 Manejo de objetos El trabajo con un objeto consiste en acceder:
A sus atributos.
A sus métodos.
En ambos casos utilizaremos el operador . (punto). La sintaxis para acceder a un atributo de un objeto es la siguiente: objeto.atributo
Ejemplo: miCuenta.saldo = 0;
La sintaxis para acceder a un método (lo que en Orientación a Objetos se denominaba mensaje) es la siguiente: objeto.metodo([parametro,..]) 132
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Ejemplo: miCuenta.reintegro(13.7);
La posibilidad de acceso a un atributo o a un método de un objeto dependerá del modificador de acceso que exista en su definición.
Ejemplo: partiendo de la siguiente definición de la clase cuenta
Podemos tener el siguiente código que utiliza la clase Cuenta:
133
MÓDULO 2
Las llamadas a métodos se pueden encadenar para evitar tener que crear variables intermedias entre distintas ejecuciónes de métodos: String s1 = new String(“abc"); char c = s1.toUpperCase().charAt(0); Equivaldría a: String s1 = new String(“abc"); String s2 = s1.toUpperCase(); char c = s2.charAt(0);
2.3 El método main y la clase “truco” Existe un método especial en Java llamado main cuya sintaxis es la siguiente: public static void main(String[] args) Es el método donde comienza la ejecución de un programa Java. Por lo tanto es el método ejecutado cuando desde la JDK de Sun ejecutamos java NombreDeClase o desde Eclipse ejecutamos Run as Java Application.
134
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
El parámetro args es un array (ver Unidad 3.1) donde permite pasarle argumentos al programa Java para su ejecución, en caso de necesitarlos. Si las clases representan entidades que participan en la resolución de un problema. ¿En qué entidad tiene sentido incluir el método main?. En ninguna. Por eso crearemos siempre una clase a parte (de ahi el denominarla “truco”), que solo tenga el método main. Debido a que no está relacionado con ninguna clase en concreto, no se necesita la creación de ningún objeto para llamarla.
2.4 Destructores y Garbage Collector Los destructores son unos métodos encargados de eliminar los objetos de memoria, aunque en Java no existe este tipo de métodos (si existen en otros lenguajes de programación como C++). En Java lo que existe es un proceso automático que se ejecuta en la JVM a la vez que nuestra aplicación y que se encarga de buscar todos aquellos objetos en memoria no utilizados y limpiarlos. Este proceso se llama Garbage Collector. ¿Cómo sabe el Garbage Collector que un objeto ya no está siendo utilizado por la aplicación y que por tanto puede ser eliminado? Porque no está referenciado por ninguna variable. Existen tres motivos por los que una variable deja de referenciar a un objeto:
Se iguala a null. Deja de referenciar a un objeto.
Se iguala a otro objeto. Por lo que el objeto al que referencia-
ba puede ser eliminado.
Se termina su ámbito. Por lo que la variable deja de tener va-
lidez.
Ejemplo: En cuanto pun es igualado a null, deja de referenciar al ob-
jeto creado vía new. Pero ¡ojo!, el objeto al que referenciaba pun no se puede limpiar porque sigue referenciado por centro desde un atributo del objeto referenciado
por
135
MÓDULO 2
cir.
3. Relación de herencia Se basa en la existencia de relaciones de generalización/especialización entre clases. Las clases se disponen en una jerarquía, donde una clase hereda los atributos y métodos de las clases superiores en la jerarquía. Es decir, definimos una especie de interfaz (API) para un grupo de clases relacionados mediante la herencia. Una clase puede tener sus propios atributos y métodos adicionales a lo heredado. Una clase puede modificar los atributos y métodos heredados. Las clases por encima en la jerarquía a una clase dada, se denominan superclases o clases padre. Las clases por debajo en la jerarquía a una clase dada, se denominan subclases o clases hijas. 136
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Una clase puede ser superclase y subclase al mismo tiempo. Existen distintos tipos de herencia:
Simple. Solo puede heredar de una clase.
Múltiple (no soportada en Java)
Ejemplo:
La implementación de la herencia se realiza mediante la keyword: extends. La sintaxis de la declaración de la herencia es la siguiente: modificador_acceso class nom_clase extends nom_clase { }
Ejemplo: public class MiClase extends OtraClase { }
Ejemplo:
137
MÓDULO 2
3.1 La clase Object En Java todas las clases heredan de otra clase:
Si lo especificamos en el código con la keyword extends, nues-
tra clase heredará de la clase especificada.
138
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Si no lo especificamos en el código, el compilador hace que
nuestra clase herede de la clase Object (raíz de la jerarquía de clases en Java).
Ejemplo: public class MiClase extends Object { // Es redundante escribirlo puesto que el // compilador lo hará por nosotros. }
Esto significa que nuestras clases siempre van a contar con los atributos y métodos de la clase Object por lo que es importante conocerlos. Algunos de sus métodos más utilizados son:
public boolean equals(Object o); //Compara dos objetos y dice
si son iguales.
public String toString(); //Devuelve la representación literal de
un objeto.
public Class getClass(); //Devuelve la clase de la cual es ins-
tancia el objeto.
public int hashCode(); //Devuelve un identificador unívoco
después de aplicarle un algoritmo hash.
public Object clone(); //Devuelve una copia del objeto.
public void finalize(); //Un método llamado por el Garbage Co-
llector.
public void wait(); public void notify(); public void notifyAll();
//Tienen que ver con el manejo de threads.
Ejemplo:
139
MÓDULO 2
3.2 Casting El casting es una forma de realizar conversiones de tipos. Hay dos tipos de casting:
UpCasting: conversión de un tipo en otro superior en la jerar-
quía de clases. No hace falta especificarlo.
DownCasting: conversión de un tipo en otro inferior en la je-
rarquía de clases. Se especifica precediendo al objeto a convertir con el nuevo tipo entre paréntesis.
140
Ejemplo:
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
3.3 Sobrescribir un método Sobrescribir un método significa que una subclase reimplementa un método heredado. Para sobrescribir un método hay que respetar totalmente la declaración del método:
El nombre ha de ser el mismo.
Los parámetros y tipo de retorno han de ser los mismos.
El modificador de acceso no puede ser más restrictivo.
Al ejecutar un método, se busca su implementación de abajo hacia arriba en la jerarquía de clases.
Ejemplo:
141
MÓDULO 2
142
Ejemplo: de sobrescribir un método
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
143
MÓDULO 2
3.4 Sobrecargar versus Sobrescribir Sobrecargar un método es un concepto distinto a sobrescribir un método. La sobrecarga de un método significa tener varias implementaciones del mismo método con parámetros distintos:
El nombre ha de ser el mismo.
El tipo de retorno ha de ser el mismo.
Los parámetros tienen que ser distintos.
El modificador de acceso puede ser distinto.
Habrá que tener muy en cuenta los parámetros que se envían y las conversiones por defecto para saber qué método se ejecuta.
Ejemplo: Veremos la sobrecarga de un método que recibe un float y un dou-
ble: public void miMetodo(float param) { } miObjeto.miMetodo(1.3); //llamará sin problemas al método anterior Sobrecargamos el método para que reciba un double. public void miMetodo(double param) { } miObjeto.miMetodo(1.3); //ya no llama al método con float. Recordemos que un número real por defecto es double. Para seguir llamando al método con float debemos especificarlo implícitamente: miObjeto.miMetodo(1.3F); o miObjeto.miMetodo((float)1.3);
144
Ejemplo:
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
3.5 El uso de la herencia Debemos usar herencia cuando hay una clase deun tipo mas específico que una superclase. Es decir, se trata de una especialización. 145
MÓDULO 2
Ejemplo: Lobo es mas específico que Canino. Luego tiene sentido que Lobo
herede de Canino.
Debemos usar herencia cuando tengamos un comportamiento que se puede reutilizar entre varias otras clases del mismo tipo genérico.
Ejemplo: Las clases Cuadrado, Circulo y Triangulo tiene que calcular su área
y perímetro luego tiene sentido poner esa funcionalidad en una clase genérica como Figura.
No debemos usar herencia solo por el hecho de reutilizar código. Nunca debemos romper las dos primeras reglas.
Ejemplo: Podemos tener el comportamiento cerrar en Puerta. Pero aunque
necesitemos ese mismo comportamiento en Coche no vamos a hacer que Coche herede de Puerta. En todo caso, coche tendrá un atributo del tipo Puerta.
No debemos usar herencia cuando no se cumpla la regla: Es-un (Is-a).
Ejemplo: Refresco es una Bebida. La herencia puede tener sentido. Bebida
es un Refresco. ¿? No encaja luego la herencia no tiene sentido.
3.6 super y this super y this son dos keywords de Java. super es una referencia al objeto actual pero apuntando al padre. super se utiliza para acceder desde un objeto a atributos y métodos (incluyendo constructores) del padre. Cuando el atributo o método al que accedemos no ha sido sobrescrito en la subclase, el uso de super es redundante. Los constructores de las subclases incluyen una llamada a super() si no existe un super o un this.
146
Ejemplo: Ejemplo de acceso a un atributo.
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Ejemplo: Ejemplo de acceso a un constructor
Ejemplo: Ejemplo de acceso a un método
147
MÓDULO 2
this es una referencia al objeto actual. this se utiliza para acceder desde un objeto a atributos y métodos (incluyendo constructores) del propio objeto. Existen dos ocasiones en las que su uso no es redundante:
Acceso a un constructor desde otro constructor.
Acceso a un atributo desde un método donde hay definida una
variable local con el mismo nombre que el atributo.
148
Ejemplo: Ejemplo de acceso a un atributo
Ejemplo: Ejemplo de acceso a un constructor
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
4. Polimorfismo Es otro de los paradigmas de la Orientación a Objetos. Consiste en que una vez se ha definido una superclase para un grupo de subclases, cualquier instancia de esas subclases puede ser usada en el lugar de la superclase. Esto significa que podemos referenciar un objeto de una subclase mediante una referencia declarada como una de sus superclases. Ver punto 3.2 Casting para las conversiones de tipos.
Ejemplo: Object o = new String(“Hola”);
149
MÓDULO 2
Por tanto mediante el polimorfismo podemos asignar a una referencia de un tipo superior en la jerarquía de herencia, una instancia de un tipo inferior (que herede). Ahora bien, que la referencia sea de otro tipo no significa que los métodos que se ejecuten sean distintos. Siguen siendo los de la instancia. Algunos usos habituales del polimorfismo en Java son:
150
Implementación de colecciones genéricas.
Implementación de métodos genéricos.
Ejemplo: Ejemplo de colección genérica.
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Nota: Los arrays se verán mas en detalle en la Unidad 3.1
Ejemplo: Ejemplo de método genérico.
Con el polimorfismo podemos desarrollar código que no tiene que ser modificado por la introducción en el programa de nuevas subclases o tipos debido a:
Cambio en las especificaciones. 151
MÓDULO 2
Rediseño
Ejemplo: la clase Matematico seguirá funcionando aunque desarrolle-
mos nuevas figuras como Cuadrado, Ameba, etc…. siempre y cuando hereden de la superclase Figura. Ejemplo: Supongamos que necesitamos implementar una clase para
almacenar dos lobos en nuestro proyecto
Ahora nos diden que en el mismo proyecto también necesitamos almacenar dos gatos. Tenemos distintas alternativas: •
Crear una clase nueva MiLista2
•
Añadir a MiLista dos atributos nuevos del topo Gato y otro método add() que reciba un Gato
•
Modificar MiLista para que maneje el tipo genérico Animal y así nos valga tanto para Lobos como pata Gatos e incluso otros animales en le futuro. Nos decidimos por este último.
152
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Hablando con un compañero de otro proyecto, nos comenta que en su proyecto necesita implementar una clas par almacenar dos Triángulos. Le podríamos pasar nuestra clase si la hubiéramos hecho más genérica. ¿No heredaba en Java todo de la clase Object? En Java encontraremos multitud de ejemplos que usen el Polimormismo con este fin.
153
MÓDULO 2
4.1 Clases abstractas A menudo existen clases que sirven para definir un tipo genérico pero que no tiene sentido instanciar (crear objetos de ella). Por ejemplo, puede tener sentido instanciar un Circulo pero a lo mejor no instanciar una Figura, porqué… ¿qué figura es? ¿cuál es su área? ¿y su perímetro? Estas clases pueden estar siendo usadas simplemente para agrupar bajo un mismo tipo a otras clases, o para contener código reutilizable, o para forzar un API a sus subclases….. La clases se definen como abstractas mediante la keyword: abstract. La sintaxis de la declaración de una clase abstracta es la siguiente: modificador_acceso abstract class nom_clase { }
Ejemplo: public abstract class MiClase { }
154
Ejemplo:
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
4.2 Métodos abstractos Además de clases abstractas, también podemos tener métodos abstractos. Una clase abstracta significaba que tenía que ser heredada. No podía ser instanciada. Un método abstracto significa que tiene que ser sobrescrito. No está implementado. Una clase con uno o varios métodos abstractos tiene que ser declarada abstracta. No obstante una clase abstracta no tiene porque tener métodos abstractos. Los métodos se definen como abstractos mediante la keyword: abstract. La sintaxis de la declaración de una clase abstracta es la siguiente: modif_acceso abstract tipo_retorno nombre([tipo param,…]); 155
MÓDULO 2
Ejemplo: public abstract void miMetodo();
El objetivo de un método abstracto es forzar una interfaz (API) pero no una implementación.
Ejemplo:
4.3 Ejemplo práctico de Polimorfismo Partimos del diseño de animales visto anteriormente.
156
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
¿Qué ocurre si queremos reusar el diseño para un aplicativo de Tienda de Mascotas? Una primera aproximación sería añadir a la clase Animal todos los métodos específicos de una mascota como son jugar, vacunar. Automáticamente todas las mascotas tendrán los métodos necesarios. Pero también los tendrán las no mascotas. Y seguro que hay que retocar cada mascota reescribiendo sus métodos porque tengan alguna peculiaridad. Modificamos la primera aproximación definiendo los métodos de las mascotas en la clase Animal como abstractos de manera que cada mascota los implemente.
157
MÓDULO 2
Así todas las mascotas heredan el interfaz e implementan su comportamiento dependiendo de la mascota en concreto. Pero no solo el resto de animales heredarán también el interfaz si no que tienen que implementarlo aunque sea vacío.
158
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Otra aproximación sería introducir los nuevos métodos solo en las mascotas. Así ya no nos tenemos que preocupar de que haya clases que sin ser mascotas tengan métodos de estas. Sin embargo esto implica otro tipo de problemas como que los programadores de mascotas tendrán que ponerse de acuerdo en el interfaz de estas y siempre llevarlo a raja tabla puesto que ahora no se hereda y el compilador no nos ayuda con los posibles errores. Otro inconveniente muy importante es que no tenemos posibilidad de usar el polimorfismo con las mascotas.
159
MÓDULO 2
La solución que parece óptima, sería tener otra clase abstracta llamada Mascota con los métodos abstractos de las mascotas. Y que todas las mascotas heredasen de ella. Así, ya no nos tenemos que preocupar de que haya clases que sin ser mascotas tengan métodos de estas. Todas las mascotas cumplirán forzosamente el API de las mascotas y el compilador nos ayudará a asegurarlo. Y también tendremos la posibilidad de usar el polimorfismo con las mascotas. Pero eso significa que habrá clases que heredarán de dos clases a la vez y en Java no existe la herencia múltiple.
160
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
5. Interfaces Los interfaces en Java nos solucionan en parte la no existencia de la herencia múltiple; habilitando así las posibilidades del polimorfismo en la herencia múltiple sin los problemas que esta conlleva. Los interfaces son un tipo de clase especial que no implementa ninguno de sus métodos. Todos son abstractos. Por tanto no se pueden instanciar. La declaración de un interface Java se realiza mediante la keyword: interface seguido de su nombre. La sintaxis de la declaración de un interface es la siguiente: modificador_acceso interface nombre_interface { }
Ejemplo: public interface MiInterface
161
MÓDULO 2
{ }
Siguen siendo clases Java por lo que su código fuente se guarda en un fichero texto de extensión *.java y al compilarlo se generará un *.class Los métodos se definen como abstractos mediante la keyword: abstract. La sintaxis de la declaración de un método abstracto es la siguiente: modif_acceso abstract tipo_retorno nombre([tipo param,…]);
Ejemplo: public abstract void miMetodo();
El objetivo de un método abstracto es forzar una interfaz (API) pero no una implementación. De los interfaces también se hereda, aunque se suele utilizar más el término implementa por la keyword utilizada. Se realiza mediante la keyword: implements. La sintaxis de la declaración de la herencia de un interface es la siguiente: modif_acceso class nom_clase implements nom_interface[,nom_int….] { }
Ejemplo: public class MiClase implements MiInterface { }
Una clase puede heredar o implementar múltiples interfaces consiguiendo así la herencia múltiple. Y también un interface puede heredar de otros interfaces Una clase puede heredar de otra clase (como máximo de una) y a la vez heredar de múltiples interfaces. Un interface puede también definir constantes. Si una clase que hereda de un interface, no implementa todos los métodos de este, deberá ser definida como abstracta.
162
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Ejemplo:
Un interface se trata como un tipo cualquiera. Por tanto, cuando hablamos de polimorfismo, significa que una instancia de una clase puede ser referenciada por un tipo interface siempre y cuando esa clase o una de sus superclases implemente dicho interface.
Ejemplo: Este sería el diseño final de la tienda de mascotas
163
MÓDULO 2
5.1 Interface versus Clases abstractas Las interfaces se diferencian de las clases abstractas principalmente en:
Un interface no puede implementar ningún método.
Una clase puede implementar n interfaces pero solo una clase.
Un interface no forma parte de la jerarquía de clases. Clases
dispares pueden implementar el mismo interface.
El objetivo de un método abstracto es forzar una interfaz (API)
pero no una implementación.
5.2 Clases, Subclases, Clases abstractas e Interfaces A continuación se verán ciertas directrices de cuando utilizar se pueden utilizar las Clases, Subclases, Clases abstractas e Interfaces:
164
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Haremos una clase que no herede de nadie cuando la clase no
pase la prueba de Es-Un. Veremos por ejemplo, si un Circulo Es-Una Figura (por lo que heredará de Figura), pero que Figura no es un Circulo, ni un Triangulo .... por lo que no heredará de nadie.
Haremos una subclase cuando necesitemos hacer una especia-
lización de la superclase mediante sobreescritura o añadiendo nuevos métodos.
Haremos una clase abstracta cuando queramos definir un gru-
po genérico de clases y además tengamos algunos métodos implementados que reutilizar. También cuando no queramos que nadie instancie dicha clase.
Haremos un interface cuando queramos definir un grupo gené-
rico de clases y no tengamos métodos implementados que reutilizar. O cuando nos veamos forzados por la falta de herencia múltiple en Java.
PRÁCTICA A: Identificar si hay algo mal en el siguiente código:
165
MÓDULO 2
Solución: Estaba mal. No habíamos creado el objeto r.
PRÁCTICA B: Identificar si hay algo mal en este código:
Solución: Estaba mal. Se estaba llamando a un método inexistente.
166
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
PRÁCTICA C: Identificar si hay algo mal en este código,suponiendo que la clase Rectangulo existe.
Solución: Estaba mal. El objeto miRect no está inicializado, por tanto vale null. Con null no podemos hablarnos.
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MÓDULO 2
PRÁCTICA D: Basándonos en el siguiente ejemplo
Contesta a las siguientes preguntas: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
¿Cuántos atributos tiene la clase Cirujano?:__. ¿Cuántos atributos tiene la clase MedicoDeCabecera?:__. ¿Cuántos métodos tiene la clase Medico?:__. ¿Cuántos métodos tiene la clase Cirujano?:__. ¿Cuántos métodos tiene la clase MedicoDeCabecera?:__. ¿Puede un MedicoDeCabecera tratar pacientes?:___. ¿Puede un MedicoDeCabecera hacer incisiones?:___.
Solución: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
¿Cuántos atributos tiene la clase Cirujano?:_1_. ¿Cuántos atributos tiene la clase MedicoDeCabecera?:_2_. ¿Cuántos métodos tiene la clase Medico?:_1_. ¿Cuántos métodos tiene la clase Cirujano?:_2_. ¿Cuántos métodos tiene la clase MedicoDeCabecera?:_2_. ¿Puede un MedicoDeCabecera tratar pacientes?:_SI__. ¿Puede un MedicoDeCabecera hacer incisiones?:_NO__.
PRÁCTICA E: Desarrollar el siguiente programa tanto en la JDK de Sun como en Eclipse. Hay que tener en cuenta que hay que desarrollar los siguientes elementos:
168
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Desarrollar una clase llamada Punto que:
Tenga dos atributos private de tipo double. Tenga un constructor con dos parámetros de tipo double que inicialice los dos atributos. Tenga un constructor por defecto (sin parámetros) que inicialice los dos atributos al valor que se quiera. Tenga un getter para cada uno de los atributos. Tenga un método calcularDistanciaDesde que recibe un parámetro de tipo Punto y que devuelve un double.
Desarrollar una clase llamada Circulo que:
Tenga dos atributos private de tipo Punto y double. Tenga un constructor con dos parámetros de tipo Punto y double que inicialice los dos atributos. Tenga un constructor por defecto (sin parámetros) que inicialice los dos atributos al valor que se quiera. Tenga un constructor con tres parámetros de tipo double que inicialice los dos atributos. Tenga un getter para cada uno de los atributos. Tenga un método calcularDistanciaDesde que recibe un parámetro de tipo Punto y que devuelve un double. Tenga un método calcularArea que no recibe ningún parámetro y devuelve un double. Tenga un método calcularPerimetro que no recibe ningún parámetro y devuelve un double.
Desarrollar una clase llamada Triangulo que:
Tenga tres atributos private de tipo Punto. Tenga un constructor con tres parámetros de tipo Punto que inicialice los dos atributos. Tenga un constructor por defecto (sin parámetros) que inicialice los tres atributos al valor que se quiera. Tenga un constructor con seis parámetros de tipo double que inicialice los tres atributos. Tenga un getter para cada uno de los atributos. Tenga un método calcularDistanciaDesde que recibe un parámetro de tipo Punto y que devuelve un double. Tenga un método calcularArea que no recibe ningún parámetro y devuelve un double. Tenga un método calcularPerimetro que no recibe ningún parámetro y devuelve un double.
Desarrollar una clase llamada Practica5a que en su método main:
Cree e inicialice dos objetos de la clase Punto y muestre la distancia entre ambos. Cree un objeto de la clase Circulo y muestre su área, perímetro y distancia a uno de los dos puntos creados al comienzo. Cree un objeto de la clase Triangulo y muestre su área, perímetro y distancia a un nuevo punto.
Nota 1: No seremos rigurosos con las matemáticas y supondremos que los triángulos siempre son rectángulos. 169
MÓDULO 2
Nota 2: Para calcular la raíz cuadrada de un número usaremos Math.sqrt(¿?) siendo ¿? el número.
Solución con la JDK De Sun En el caso de que no esté puesta la variable de entorno PATH, abrir una sesión DOS y ajustar la variable de entorno PATH para que el Sistema Operativo sepa encontrar las herramientas del JDK. Para respetar el valor que ya tuviese la variable PATH le añadimos %PATH%.
Creamos un directorio de trabajo donde guardar el programa Java.
Ajustar la variable de entorno CLASSPATH para que las herramientas del JDK sepan encontrar nuestras clases Java. Tenemos dos opciones, o añadir el . (punto) y siempre ejecutar las herramientas en el directorio donde se encuentre el código, o 170
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
añadir el directorio de trabajo y ejecutar las herramientas donde queramos. Para respetar el valor que ya tuviese la variable CLASSPATH le añadimos %CLASSPATH%
Ahora arrancamos un editor de texto (por ejemplo Notepad) para escribir el código fuente de cada uno de nuestras clases java; el nombre del fichero debe ser exactamente igual (incluyendo mayúsculas y minúsculas) al de la clase Java que vamos a desarrollar. Empezamos con Punto.java
Y aceptamos la creación de un fichero nuevo.
171
MÓDULO 2
Escribimos el código y salvamos los cambios. Cerramos el Notepad. Los atributos les aplicamos el modificador de acceso private (los veremos en detalle en la Unidad 2.5)
Compilamos el programa Java con el compilador “javac”. Al compilador hay que darle el nombre del fichero incluyendo su extensión. 172
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Todavía no podemos ejecutar ningún programa Java, porque no tenemos un método main al que llamar y nos faltan por desarrollar más clases. Creamos con el notepad las siguientes clases y las compilamos al igual que hemos hecho con el Punto.java : Circulo.java y Triangulo.java
173
MÓDULO 2
174
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Por último crearemos nuestra clase “truco” con el método main que guardaremos en el fichero PracticaE.java
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MÓDULO 2
Salvamos los cambios y compilamos la clase con javac. Debemos de tener los bytecode de todas las clases
176
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Ahora si que podemos ejecutar el programa llamando a la clase PracticaE mediante el ejecutable java. La salida por consola queda como sigue:
Ahora realizaremos la misma practica con Eclipse Arrancar Eclipse, ejecutando c:\eclipse3.5.2\eclipse.exe Seleccionar la ubicación del “workspace” (o área de trabajo).
177
MÓDULO 2
Aparecerá la pantalla para empezar a trabajar.
Verificar que la perspectiva Java está abierta, y sino cambiar a ella
178
Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Crear un proyecto nuevo de nombre PracticaE
Darle el nombre y seleccionar Finish.
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MÓDULO 2
Crear una clase Java nueva llamada Punto sin el método main
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Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Seleccionar Finish Escribir el código dentro del bloque de la clase y salvar con Ctrl + S o File -> Save
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MÓDULO 2
Hacer lo mismo para las clases Circulo y Triangulo.
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Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Continuación de la implementación de la clase Triangulo
Crear una clase Java nueva llamada PracticaE con el método main.
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MÓDULO 2
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Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
Seleccionando la clase Java PracticaE, con el botón derecho del ratón ejecutarla como Java Application
Y veremos como se abre una consola con el resultado.
185
MÓDULO 2
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Unidad 2.4 Clases Objetos Herencia y Polimorfismo
En esta unidad hemos visto los cuatro paradigmas básicos en los que se apoya los lenguajes orientados a objetos y por tanto el lenguaje de programación Java.
Clases, donde su implementación consta normalmente de una serie de atributos y métodos. -
Existen ciertos métodos especiales llamados Constructores, que permiten crear objetos.
-
Se pueden sobrecargar los métodos, teniendo el mismo nombre de método y distintos parámetros.
Objetos, que son instancias de una clase determinada. Para poder acceder a sus atributos y métodos se utiliza el operador punto. -
El método main se utiliza directamente sin la creación de un objeto, para empezar la ejecución de un programa Java.
-
La eliminación de los objetos en memoria se utiliza via el Garbage Collector.
La relación de herencia, se basa en la existencia de relaciones de generalización/especialización entre clases. -
Todas las clases por defecto heredan de la clase Object
-
Se puede generalizar o especializar entre las superclases y subclases mediante los casting.
-
Se pueden reimplementar métodos heredados mediante la sobrescritura de métodos.
La relación de polimorfismo, consiste en que una vez se ha definido una superclase para un grupo de subclases, cualquier instancia de esas subclases puede ser usada en el lugar de la superclase. -
Utilización de clases abstractas, o genéricas que no pueden ser instanciadas.
-
Si se utilizan métodos abstractos, la clase debe ser identificada como abstracta, y alguna de las subclases tiene que implementar dichos métodos.
Los Interfaces, que proporcionan el API que cualquier clase que implemente dicho interface debe de desarrollar.
PA-
MÓDULO B
Otros conceptos Tema 2.5
Índice de la unidad:
1. Paquetes 2. Modificadores de acceso 3. Métodos estáticos 4. final 5. Paso por valor o por referencia 6. Cosas que ocurren por defecto 7. Instanceof
Unidad 2.5 Otros conceptos
En las unidades anteriores se ha visto la sintaxis de Java, y paradigmas básicos de la programación orientada a objetos. Existen otros conceptos, a nivel organizativo de las clases y de acceso de las clases y objetos que son los que veremos en esta Unidad.
1. Paquetes Los paquetes Java son una característica más del lenguaje que nos permite organizar el código en grupos. Adicionalmente, ayudan a evitar colisiones en los nombres de las clases. De manera que en un programa que va a usar un framework (conjunto de clases con un propósito en concreto) de un tercero, tenga un 99% de seguridad de que no tiene ninguna clase con el mismo nombre, que las del framework. Para especificar el paquete al que pertenece una clase se utiliza la keyword: package. La sintaxis de la declaración de un paquete es la siguiente: package nombre_del_paquete;
Ejemplo: es.java.aula.mentor.figuras;
El nombre de una clase no se limita solamente al identificador utilizado en la definición, sino a la suma del paquete al que pertenece más el del identificador: Nombre de paquete + Identificador de la Clase
Ejemplo: La clase Circulo del paquete es.java.aula.mentor.figuras es la clase
es.java.aula.mentor.figuras.Circulo. La clase Circulo del paquete es.figuras es la clase es.figuras.Circulo
Por tanto, al ir a utilizar una clase debemos conocer siempre el paquete al que pertenece para poder referenciarla porque si no el compilador no va a saber encontrarla. Toda clase Java pertenece a un paquete. Si no se especifica nada, pertenece al ‘paquete por defecto’ (que es un paquete raíz sin nombre o nada, pero no está recomendado su uso). En el caso de especificarlo, la sentencia package tiene que ser la primera línea del fichero con el código fuente de la clase.
191
MÓDULO 2
Existe una convención aceptada por todos los desarrolladores en cuanto a la nomenclatura de los paquetes Java:
Todas las palabras que componen el nombre del paquete van
en minúsculas.
Se suele utilizar el nombre de dominio de la empresa,
organización o institución invertido para intentar asegurar nombres unívocos y evitar colisiones.
Ejemplos: com.ibm.test es.miempresa.utilidades es.practicas.tema1
Para poder utilizar una clase en nuestro código tenemos que escribir su nombre completo cada vez que la utilicemos: paquete + clase. Para mejorar la legibilidad del código, existe otro mecanismo para facilitar la codificación y facilitar la vida al desarrollador que es el uso de la keyword: import. La sintaxis de la declaración de la sentencia es la siguiente: import nombre_del_paquete.nombre_de_la_clase; import nombre_del_paquete.*;
Ejemplos: es.java.aula.mentor.figuras.Circulo; es.java.aula.mentor.figuras.*;
Las sentencias import se ubican entre la sentencia package y la definición de la clase. Las clases importadas de esta manera pueden ser referenciadas en el código directamente por su nombre de clase sin necesidad de escribir el paquete al que pertenecen. Un import genérico (es decir, con el *) importa solo las clases de ese paquete, pero no de los subpaquetes.
Ejemplo: Si se utiliza el import es.java.aula.* importará las clases del pa-
quete es.java.aula pero no las clases de paquetes que estén en nomenclatura
192
Unidad 2.5 Otros conceptos
por
debajo
de
este,
como
es
el
caso
de
la
clase
es.java.aula.mentor.figuras.Circulo
Por tanto para utilizar una clase tenemos tres alternativas:
Utilizar su
nombre completo: paquete + clase (unidos
mediante el punto)
Importar la clase: import paquete + clase (unidos mediante el
punto)
Importar el paquete completo: import paquete + * (unidos
mediante el punto) Un import no implica la inclusión de código como ocurre en un #include de C++. Simplemente son vías de acceso para buscar el código. El código se va cargando según se necesita. Al igual que las clases Java tienen un reflejo en el Sistema de Archivos (una clase Java equivale a un fichero texto de extensión *.java), lo mismo ocurre con los paquetes Java. Los paquetes Java equivalen a directorios. Es decir, cada miembro del paquete (separado por puntos) se traduce a un directorio en el Sistema de Archivos.
Ejemplo: package es.java.aula.mentor.figuras; public class Circulo {...}
Para compilar una clase que pertenece a un paquete tenemos distintas opciones:
Desde
c:\trabajo
ejecutamos:
javac
es\java\aula\mentor\figuras\Circulo.java
193
MÓDULO 2
Desde
c:\trabajo\es\java\aula\mentor\figuras
ejecutamos:
javac Circulo.java Para ejecutar una clase solo tenemos una opción posible:
Desde
cualquier
punto
del
sistema
es.java.aula.mentor.figuras.Circulo.java.
Nota:
ejecutamos: el
java
directorio
c:\trabajo debe estar en el CLASSPATH (o si estamos en el directorio c:\trabajo, con que estuviera el . en el CLASSPATH también sería suficiente) A continuación mostramos distintos ejemplos de utilización de clases teniendo en cuenta los paquetes a los que pertenecen:
Ejemplo: Ambas clases están en el paquete por defecto y por tanto se en-
cuentran.
Ejemplo: Las clases están en paquetes distintos y no se utilizan las clases
con el nombre completo ni con la sentencia import
194
Unidad 2.5 Otros conceptos
Ejemplo: Las clases están en paquetes distintos y se utilizan las clases con el
nombre completo
195
MÓDULO 2
Ejemplo: Las clases están en paquetes distintos y se utilizan las clases con la
sentencia import
Ejemplo: Las clases están en paquetes distintos y se utilizan las clases con la
sentencia import genérica
196
Unidad 2.5 Otros conceptos
Ejemplo: Las clases están en el mismo paquete
1. 1 Características de los Paquetes Java 197
MÓDULO 2
Las clases básicas System, String, Math, etc… pertenecen al paquete java.lang.*. (las veremos con más detalle en la Unidad 2.6). ¿Cómo compilaban todas nuestras prácticas si no conocíamos los paquetes Java (y por tanto la keyword import)? La respuestas es porque el compilador, por defecto, siempre añade la siguiente línea a nuestro código: import java.lang.*; Aunque no es frecuente, es posible que provoquemos ambigüedades en el uso de los imports, y por tanto errores de compilación. ¿Qué ocurre al usar una clase cuyo nombre existe a la vez en dos paquetes que hemos importado? ¿Cuál de las dos clases es la que se debe utilizar? En esos casos, hay que importar o referirse a la clase conflictiva mediante su identificador completo: paquete + clase.
Ejemplo: Necesitamos utilizar dos clases con el mismo nombre que están en
paquetes distintos. Utilizamos solamente la sentencia import genérico
198
Unidad 2.5 Otros conceptos
Ejemplo: Necesitamos utilizar dos clases con el mismo nombre que están en
paquetes distintos. Utilizamos la sentencia import genérico y en la clase conflictiva utilizamos el nombre completo.
Ejemplo: Necesitamos utilizar dos clases con el mismo nombre que están en
paquetes distintos. Utilizamos la sentencia import genérico e import específico.
199
MÓDULO 2
Ejemplo: Necesitamos utilizar dos clases con el mismo nombre que están en
paquetes distintos. Utilizamos la sentencia import específico.
200
Unidad 2.5 Otros conceptos
Hemos visto que existe el llamado ‘paquete por defecto’ al que pertenecen todas aquellas clases que no indican de forma explícita un paquete determinado en su código. Desde la versión 1.4.x, el compilador no permite importar desde una clase que pertenece a un paquete explícito, una clase que pertenece al ‘paquete por defecto’. Esto no tendría que ser un problema en la mayoría de los casos porque siempre deberíamos ubicar las clase en paquetes Java de forma explícita. Cuando consultamos el API, por ejemplo, via online en la documentación de SUN http://java.sun.com/javase/6/docs/api/index.html, podemos apreciar la categorización de los paquetes y las clases que pertenecen a cada uno de ellos.
2. Modificadores de acceso Hasta ahora hemos visto que podemos utilizar cualquier clase, método y atributo desde cualquier punto de nuestro código sin ningún tipo de problema. Pero el lenguaje de programación Java, nos permite poder delimitar quién o desde donde se puede acceder a una clase, a un método o a un atributo. Existen cuatro tipos de modificadores de acceso y por tanto, cuatro keywords. Las hemos ordenados de menor a mayor restricción.
201
MÓDULO 2
public -> Público
protected -> Protegido.
-> Paquete, identificado por la ausencia de keyword. private
-> Privado.
La siguiente tabla muestra a qué se puede acceder desde una clase dada:
Los modificadores de acceso se utilizan en las definiciones de:
Clases e interfaces: solo se puede utilizar public y package (o
paquete en castellano)
202
Atributos: se permiten cualquiera de los cuatro.
Métodos: se permiten cualquiera de los cuatro.
Ejemplo: Ejemplo de modificadores de acceso con atributos.
Unidad 2.5 Otros conceptos
Ejemplo: Ejemplo de modificadores de acceso con métodos.
Ejemplo: Ejemplo del modificador de acceso paquete utilizado con
203
MÓDULO 2
clases
3. Métodos estáticos Existen casos en los que nos encontramos con clases cuyos métodos no dependen en absoluto de los atributo de la clase, y en todo caso de los parámetros de los métodos. Por ejemplo, la clase java.lang.Math:
Su método round recibe un número decimal y lo devuelve
redondeado.
Su método sqrt recibe un número y devuelve su raiz cuadrada.
Su método min recibe dos números y devuelve el menor.
Son métodos que parece no pertenecer a una entidad concreta. Son genéricos, globales, independientes de cualquier estado del objeto. ¿Tiene sentido instanciar un objeto para ejecutar algo que no depende de nada de dicho objeto?
204
Unidad 2.5 Otros conceptos
La respuesta es no. Y para ello contamos en Java con los métodos estáticos. Están asociados a una clase solamente desde un punto de vista organizativo. Para definir un método estático utilizamos la keyword: static. La sintaxis de la declaración es la siguiente: modifi_acceso static tipo_retorno nombre([tipo parametro,..]) { }
Ejemplo: public static void miMetodo() { }
Para ejecutar por tanto un método estático no hace falta instanciar un objeto de la clase. Se puede ejecutar el método directamente sobre la clase.
Ejemplo: int a = Math.min(10,17); Mientras que los métodos convencionales requieren de un objeto: String s = new String(“Hola”); int a = s.indexOf(‘a’); No se puede realizar la siguiente llamada int a = String.indexOf(‘a’);
Una
clase
puede
perfectamente
mezclar
métodos
estáticos
con
métodos
convencionales. Un ejemplo clásico es el método main: public static void main(String[] args) { … }
Hay ciertas reglas que hay que tener en cuenta en el uso de métodos estáticos:
Un método estático jamás puede acceder a un atributo de
instancia (no estático).
Un método estático jamás puede acceder a un método de
instancia (no estático).
Pero desde un método convencional si que se puede acceder a
atributos y métodos estáticos.
205
MÓDULO 2
206
Ejemplo: Utilización de atributos desde un método estático
Ejemplo: Utilización de métodos estáticos desde un método estático
Unidad 2.5 Otros conceptos
3.1 Atributos estáticos Los atributos estáticos (o variables estáticas) son atributos cuyo valor es compartido por todos los objetos de una clase. Para definir un atributo estático utilizamos la keyword: static. La sintaxis de la declaración es la siguiente: modifi_acceso static tipo nombre [= valor_inicial];
Ejemplo: public static int contador = 0;
Hay que tratarlos con cuidado puesto que son fuente de problemas difíciles de detectar. Como todos los objetos de una misma clase comparte el mismo atributo estático, si un objeto ‘a’ modifica el valor del atributo, cuando el objeto ‘b’ vaya a usar dicho atributo, lo usa con un valor modificado. Recordemos que sin embargo los atributos convencionales (de instancia) son propios de cada objeto. Los atributos estáticos son cargados en memoria cuando se carga la clase. Siempre antes de que:
Se pueda instanciar un objeto de dicha clase.
Se pueda ejecutar un método estático de dicha clase.
Para usar un atributo estático no hace falta instanciar un objeto de la clase.
Ejemplo: System.out.println(“Hola”); // out es un atributo estático
de la clase java.lang.System.
Ejemplo:
207
MÓDULO 2
3.2 Bloques de código estáticos Los bloques de código estático son trozos de código que se ejecutan al cargar una clase en memoria (no al instanciar objetos de esa clase). Para definir un bloque de código estático utilizamos la keyword: static. La sintaxis de la declaración es la siguiente: static { …. }
208
Ejemplo: static { System.out.println(“Hola”); }
Ejemplo:
Unidad 2.5 Otros conceptos
4. final final es una keyword que modifica el funcionamiento de:
Clases
Atributos
Métodos
4.1 Clases finales
Definiendo una clase como final conseguimos que ninguna otra clase pueda heredar de ella. Para definir una clase final utilizamos la keyword: final. La sintaxis de la declaración es la siguiente: 209
MÓDULO 2
modificador_acceso final class nombre_clase { }
Ejemplo: public final class MiClase { }
Ejemplo: Herencia de una clase final
4.2 Métodos finales Definiendo un método como final conseguimos que ninguna otra clase pueda sobrescribirlo. Para definir un método como final utilizamos la keyword: final. La sintaxis de la declaración es la siguiente: modif_acceso final tipo_retorno nombre([tipo param,..]) { }
Ejemplo: public final int suma(int param1, int param2) { return param1 + param2; }
210
Ejemplo:
Unidad 2.5 Otros conceptos
4.2 Atributos finales Definiendo un atributo como final conseguimos constantes. Es decir, una vez inicializados no se puede cambiar su valor. Para definir un atributo como final utilizamos la keyword: final. La sintaxis de la declaración es la siguiente: modificador_acceso final tipo nombre [= valor_inicial];
Ejemplo: protected final boolean sw = true; public final int i;
Ejemplo:
211
MÓDULO 2
4.3 Definición de constantes Las constantes en Java se suelen definir mediante la combinación de las keyword: static y final. La sintaxis de la declaración es la siguiente: modificador_acceso static final tipo nombre = valor;
Ejemplo: public static final double PI = 3.141592653589;
Por convención, a la hora de programar, las constantes se suelen llamar con todas las letras en mayúsculas.
Ejemplo: Constantes ya existentes en las clases básicas: java.lang.Math.PI: el número PI. java.lang.Math.E: el número E. javax.swing.SwingConstants.CENTER: centrado. java.awt.event.KeyEvent.VK_ENTER: tecla de intro.
212
Unidad 2.5 Otros conceptos
En ocasiones cuando se crea una clase solo con constantes, se suele hacer mediante un interface, debido a que no es necesario tener ningún método definido ni implementado.
4.4 Static imports Java SE 5.0 añadío una novedad al respecto, permitiendo la importación de atributos y métodos estáticos, de manera que no haya que nombrar a la clase para su acceso. La sintaxis de la declaración es la siguiente: import static nombredelpaquete.nombredelaclase.miembro; import static nombredelpaquete.nombredelaclase.*;
Ejemplo: import static java.lang.System.out;
Ejemplo:
213
MÓDULO 2
4. Paso por valor o por referencia En programación existen dos formas de pasar parámetros:
Por valor (o copia): se realiza una copia del parámetro.
Por referencia: se pasa una referencia al parámetro.
En C se decidía mediante la gestión de punteros con los operadores: * y & En Java sin embargo no hay decisión posible: todo se pasa por valor. Si se modifica el valor de la variable recibida, no se modifica la variable original..
214
Ejemplo:
Ejemplo:
Unidad 2.5 Otros conceptos
Ejemplo: Realmente no se cambian las referencias sino los atributos internos
de esas referencias.
215
MÓDULO 2
5. Cosas que ocurren por defecto El compilador realiza cosas por defecto de forma automática (sin que estén desarrolladas de forma explícita en nuestro código). Las enumeramos a continuación:
Las clases que no importan explícitamente el paquete ja-
va.lang.* lo hacen de forma implícita: import java.lang.*;
Las clases que no heredan explícitamente de otra clase, here-
dan implícitamente de java.lang.Object: public class MiClase extends Object
216
Unidad 2.5 Otros conceptos
Las clases que no definan ningún constructor contienen implí-
citamente uno sin parámetros: public MiClase() { super(); }
Los constructores que no llamen a otro constructor de la mis-
ma clase o del padre, contienen una llamada implícita al del padre sin parámetros: public MiClase(int param) { super(); this.valor = param; }
Siempre que se haga referencia un atributo o método de la
propia clase, implícitamente se añade this: this.miMetodo();
Todos los métodos de un interfaz son definidos como abstract
de forma implícita: public abstract int miMetodo();
Todos los atributos son inicializados a su valor por defecto si
no se inicializan de forma explícita. Cuidado, que no ocurre lo mismo con las variables locales.
Si no se especifica ningún package, la clase pertenece al pac-
kage por defecto.
Si no se especifica ningún modificador de acceso al definir una
clase, atributo o método, se le aplica el modificador package.
217
MÓDULO 2
6. Instanceof Se trata de un operador especial del lenguaje Java representado por la keyword: instanceof. La sintaxis de la declaración es la siguiente: objeto instanceof clase
Ejemplo: num instanceof Integer
ó
num instanceof java.util.Date
Este operador permite comprobar si un objeto es instancia de una clase o no. Devuelve un boolean por lo que puede utilizarse en expresiones lógicas (condiciones). Básicamente lo que hace es comprobar si un casting concreto se puede realizar o no.
218
Ejemplo:
Unidad 2.5 Otros conceptos
PRÁCTICA A: ¿Cuál de estos programas compila sin errores?
Solución:
PRÁCTICA B: ¿Cuál de estos programas compila sin errores?
219
MÓDULO 2
Solución:
PRÁCTICA C: ¿Cuál de estos programas compila sin errores?
Solución:
220
Unidad 2.5 Otros conceptos
PRÁCTICA D: Desarrollar, tanto en la JDK de Sun como en Eclipse, el comienzo de un juego de rol donde tengamos distintas criaturas: Elfos, Trolls y Enanos. Inventad una serie de atributos (entre ellos la fuerza), constructores y métodos para todos ellos. Deberán estar en el paquete es.java.aula.mentor.practicad.criaturas. Al mismo tiempo, tendremos un interfaz con los puntos de fuerza de cada una de las criaturas definidas como constantes en el paquete es.java.aula.mentor.practicad.util. De esta manera un simple cambio en el interfaz actualiza todo el juego. La clase PracticaD que se encuentra en el paquete es.java.aula.mentor.practicad tiene un método main en el que se crean una serie de criaturas y se muestran por pantalla. Aunque en esta primera fase del desarrollo del juego no utilicemos las criaturas, realizar un diseño lo mas genérico, reutilizable y fácil de mantener que se pueda. Solución con la JDK De Sun En el caso de que no esté puesta la variable de entorno PATH, abrir una sesión DOS y ajustar la variable de entorno PATH para que el Sistema Operativo sepa encontrar las herramientas del JDK. Para respetar el valor que ya tuviese la variable PATH le añadimos %PATH%.
221
MÓDULO 2
Creamos un directorio de trabajo donde guardar el programa Java.
Ajustar la variable de entorno CLASSPATH para que las herramientas del JDK sepan encontrar nuestras clases Java. Tenemos dos opciones, o añadir el . (punto) y siempre ejecutar las herramientas en el directorio donde se encuentre el código, o añadir el directorio de trabajo y ejecutar las herramientas donde queramos. Para respetar el valor que ya tuviese la variable CLASSPATH le añadimos %CLASSPATH%
222
Unidad 2.5 Otros conceptos
Creamos los directorios donde van a estar nuestras clases es\java\aula\mentor\\practicad\criaturas y es\java\aula\mentor\practicad\util
Desde el directorio es\java\aula\mentor\practicad\criaturas, con un editor de texto (por ejemplo Notepad) vamos a escribir el código fuente de cada una de nuestras clases java; el nombre del fichero debe ser exactamente igual (incluyendo mayúsculas y minúsculas) al de la clase Java que vamos a desarrollar. Empezamos con Criatura.java
223
MÓDULO 2
Y aceptamos la creación de un fichero nuevo.
Escribimos el código y salvamos los cambios. Cerramos el Notepad. Hacemos el mismo proceso para la clase Troll.java
224
Unidad 2.5 Otros conceptos
Para la clase Enano.java
Y para la clase Elfo.java 225
MÓDULO 2
Desde el directorio es\java\aula\mentor\practicad\util, escribimos el interface Constantes.java
Desde el directorio es\java\aula\mentor\practicad, escribimos la clase PracticaD.java que va a contener el método main.
226
Unidad 2.5 Otros conceptos
Compilamos el programa Java con el compilador “javac”. Al compilador hay que darle el nombre del fichero incluyendo su extensión. Podemos hacerlo desde cada uno de los directorios donde están las clases, indicando solamente el nombre de la clase sin paquete (por ejemplo javac Troll.java) o desde el directorio trabajo, indicando el nombre completo de la clase (por ejemplo javac es\java\aula\mentor\practicad\criaturas\Troll.java). Para poder compilar las clases, es necesario que las clases que utilizan sean compiladas previamente. A continuación mostramos un posible orden de compilación:
Vemos como han quedado las clases compiladas en cada uno de los directorios
227
MÓDULO 2
Ejecutamos la clase PracticaD y vemos lo que sale por la consola
Ahora realizaremos la misma práctica con Eclipse Arrancar Eclipse, ejecutando c:\eclipse3.5.2\eclipse.exe Seleccionar la ubicación del “workspace” (o área de trabajo).
228
Unidad 2.5 Otros conceptos
Aparecerá la pantalla para empezar a trabajar.
Verificar que la perspectiva Java está abierta, y sino cambiar a ella
229
MÓDULO 2
Crear un proyecto nuevo de nombre PracticaD
Darle el nombre y seleccionar Finish.
230
Unidad 2.5 Otros conceptos
Crear un interface Java nuevo llamado Criatura, especificando el paquete es.java.aula.mentor.practicad.criaturas.
231
MÓDULO 2
Seleccionar Finish Escribir el código dentro del bloque del interface y salvar con Ctrl + S o File -> Save
232
Unidad 2.5 Otros conceptos
Crear las siguientes clases Troll , Enano, Elfo (sin método main) dentro del mismo paquete. Para no tener que volver a escribir el nombre del paquete, podemos seleccionarlo vía el botón derecho del ratón y luego seleccionar el crear una nueva clase.
233
MÓDULO 2
234
Unidad 2.5 Otros conceptos
En Eclipse, cuando se salvan los cambios, se compila el código, por lo que no hace falta realizar este paso. Crear el interface Constantes en el paquete es.java.aula.mentor.practicad.util.
235
MÓDULO 2
Por último, creamos la clase que va a contener el main PracticaD, en el paquete java es.java.aula.mentor.practicad
236
Unidad 2.5 Otros conceptos
Seleccionando la clase Java PracticaD, con el botón derecho del ratón ejecutarla como Java Application
Vemos la salida por la consola
237
MÓDULO 2
238
Unidad 2.5 Otros conceptos
En esta unidad hemos visto distintos conceptos que nos permiten organizar nuestro código y modificar el acceso a nuestras clases, métodos y atributos.
Paquetes: son una característica del lenguaje que nos permite organizar el código en grupos. Físicamente, cada uno de los subgrupos del paquete se convierten en un directorio del sistema operativo.
Modificadores de acceso: son una característica del lenguaje que nos posibilita delimitar quién o desde donde se puede acceder a una clase, a un método o a un atributo. Existen cuatro delimitadores: -
public: puede acceder todo el mundo.
-
protected: Solamente se pueden acceder desde el mismo paquete o subclases de otros paquetes.
-
: Solamente se pueden acceder desde el mismo paquete.
-
private: Solamente se puede acceder desde la misma clase.
Adicionalmente hemos visto otros keyword que modifican el comportamiento de clases, atributos y métodos
Métodos estáticos: son métodos que son dependientes de la clase a la que pertenecen y no a una instancia de una clase.
Atributos estáticos: son atributos de clase y son compartidos por todas las instancias de la clase a la que pertenecen.
Bloques estáticos: son bloques de código que se ejecutan una sola vez cuando la clase es cargada en memoria.
Clases finales: son clases de la que nadie más puede heredar.
MÓDULO 2 PROGRAMACIÓN JAVA
Métodos finales: son métodos que no pueden ser sobreescritos.
Atributos finales: son atributos que una vez definidos no se puede cambiar su valor. Si se utilizan conjuntamente con la keyword static, se convierten en constantes a nivel de clase.
MÓDULO C
UNIDADES DIDÁCTICAS:
1. Clases básicas. String, StringBuffer, System, Math, Integer, …. 2. Estructuras de datos. Arrays y colecciones
MÓDULO C
Clases básicas Tema 3.1
Índice de la unidad:
1. Clase java.lang.String 2. Clase java.lang.StringBuffer 3. Clase java.lang.StringBuilder 4. Clase java.lang.System 5. Clase java.lang.Math 6. Otras clases 7. Wrapper de tipos primitivos
Unidad 3.1 Clases básicas
En el paquete java.lang, importado por defecto por el compilador en las clases Java, existen ciertas clases muy utilizadas a la hora de desarrollar un programa. Es por este motivo, que es importante que se conozcan.
1. Clase java.lang.String A diferencia de C++, en Java se usa la clase String para el manejo de cadenas de caracteres. Existen distintas formas de crear un String:
Mediante su constructor por defecto. Ejemplo: String s = new String(); // Se inicializa a “” (y no a “ “).
Mediante su constructor con una cadena de caracteres. Ejemplo: String s = new String(“Hola”);
Mediante la asignación de una cadena de caracteres. Ejemplo: String s = “Hola”; // Es la única excepción al uso del new.
Otros
constructores:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/String.html#constr uctor_detail Es importante tener en cuenta que para la clase String, la primera posición de la cadena de caracteres es la cero (y no la uno). Implementa una serie de métodos muy útiles para el manejo de las cadenas de caracteres. Por ejemplo:
public char charAt(int index); Devuelve el carácter que se
encuentra en la posición index.
public String concat(String str); Devuelve la cadena con
str añadido al final del objeto String que realiza la llamada (es igual que con el operador +).
public int indexOf(int ch); Devuelve la primera ocurrencia
de ch (devuelve -1 si no está). 245
MÓDULO 3
public int compareTo(String str); Compara la cadena con
str. Devuelve 0 si son iguales, < 1 si es menor o > 1 si es mayor (la comparación se realiza siguiendo el abecedario).
public String replace(char oldChar, char newChar);
Cambia todas las ocurrencias de oldChar por newChar y devuelve el String cambiado.
public int lastIndexOf(String str); Devuelve la última ocu-
rrencia de str (devuelve -1 si no se encuentra).
public int length(); Devuelve la longitud de la cadena de ca-
racteres.
public String substring(int beginIndex); Devuelve la ca-
dena desde la posición beginIndex hasta el final.
public String substring(int beginIndex, int endIndex);
Devuelve la cadena desde la posición beginIndex hasta endIndex – 1.
public String toLowerCase(); Devuelve la cadena en minús-
culas.
public String toUpperCase(); Devuelve la cadena en ma-
yúsculas.
public String trim(); Devuelve la cadena sin espacios en
blanco ni por delante ni por detrás.
public static String valueOf(double d); Devuelve la cadena
de caracteres que representa d. Este método está sobrecargado varias veces recibiendo como parámetro otros tipos primitivos (char, int, float, long…).
Otros métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/String.html#metho d_detail
246
Ejemplo:
Unidad 3.1 Clases básicas
La clase String, sobreescribe el método equals() de la clase java.lang.Object (recordemos que método el equals de Object comparaba las posiciones de memoria, y no el contenido de los objetos). De esta forma, podemos saber si dos objetos String distintos, representan la misma cadena de caracteres o no.
Ejemplo:
Hay un concepto muy importante relacionado con el uso de Strings: son inmutables. Es decir, jamás se modifica el valor de un String si no que se crean nuevos objetos. En la ejecución del siguiente código String s = "0"; for(int i=1; i <10; i++) s = s + i;
247
MÓDULO 3
No existe un solo objeto de tipo String al que se le ha ido cambiando su valor interno (atributos), sino que se han creado 10 objetos distintos. Pero aún hay más… la JVM reserva un espacio en memoria llamado String Pool donde va guardando todos los String. Y el Garbage Collector jamás los elimina. Cada vez que se crea un objeto nuevo del tipo String, la JVM mira antes si ese String ya existe, y si es así lo reutiliza.
Por este motivo, el uso de String es un tema no tan trivial como pudiera parecer. Un uso indebido puede provocar problemas de rendimiento.
2. Clase java.lang.StringBuffer StringBuffer es otra clase relacionada con las cadenas de caracteres. Pero en este caso no son inmutables. Existen distintas formas de crear un StringBuffer:
Mediante su constructor por defecto. Ejemplo: StringBuffer s = new StringBuffer(); // Se inicializa a “” (y no a “ “).
Mediante su constructor con una cadena de caracteres. Ejemplo: StringBuffer s = new StringBuffer(“Hola”);
Mediante su constructor con un parámetro de tipo int. Ejemplo: StringBuffer s = new StringBuffer(3); // Tiene una capacidad inicial para 3 caracteres
Otros
constructores:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/StringBuffer.html# constructor_detail
248
Unidad 3.1 Clases básicas
Para la clase StringBuffer, la primera posición de la cadena de caracteres es la cero (y no la uno). Algunos de sus métodos más importantes son:
public StringBuffer append(char c); Añade el carácter c al
valor del StringBuffer. Este método está sobrecargado varias veces recibiendo como parámetro otros tipos: String, Object, int, float, long… Modifica el propio objeto que realiza la llamada.
public char charAt(int index); Devuelve el carácter que se
encuentra en la posición index.
public int indexOf(int ch); Devuelve la primera ocurrencia
de ch (devuelve -1 si no está).
public int length(); Devuelve la longitud de la cadena de ca-
racteres.
public int capacity(); Devuelve el número de caracteres que
puede contener sin necesidad de alocar o pedir más memoria.
public String toString(); Devuelve un String representado
por el StringBuffer.
public String substring(int beginIndex); Devuelve un
String desde la posición beginIndex hasta el final.
public StringBuffer reverse(); Devuelve la cadena invertida
en orden. Modifica el propio objeto.
public void setCharAt(int index, char ch); Reemplaza el
carácter de la posición index por ch.
public StringBuffer replace(int start, int end, String str);
Reemplaza la cadena entre las posiciones start y end con str. Modifica el propio objeto que hace la llamada.
249
MÓDULO 3
public StringBuffer insert(int offset, char c); Inserta c en
la posición offset de la cadena. Este método está sobrecargado varias veces recibiendo como parámetro a insertar otros tipos: int, float, long… Modifica el propio objeto que hace la llamada.
public StringBuffer delete(int start, int end); Elimina los
caracteres entre las posiciones start y end.
Otros métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/StringBuffer.html# method_detail
250
Ejemplo:
Ejemplo:
Unidad 3.1 Clases básicas
El uso más habitual es la creación de Strings cuyo valor se calcula de forma dinámica. Al no ser inmutable, permite la creación del String final sin otros objetos intermedios que consumirán memoria de forma innecesaria. En la ejecución del siguiente código StringBuffer tmp = new StringBuffer(10); for(int i=0; i <10; i++) tmp.append(i); String s = tmp.toString(); Solo se han creado 2 objetos en memoria: un StringBuffer (el GC puede limpiarlo) y un String.
3. Clase java.lang.StringBuilder Java SE 5.0 añade la clase StringBuilder al tratamiento de cadenas de caracteres. Su funcionalidad (constructores y métodos) es idéntica a la de StringBuffer. La única diferencia es que sus métodos no están sincronizados (veremos qué significa esto en la Unidad 3.7 Threads). 251
MÓDULO 3
En ejecuciones paralelas tiene mejor rendimiento que StringBuffer. Se puede encontrar
una
información
más
detallada
en
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/StringBuilder.html
Ejemplo:
4. Clase java.lang.System Se trata de una clase con utilidades genéricas del sistema. Todos sus atributos y métodos son estáticos. Tiene tres atributos muy utilizados:
public static final PrintStream out; Representa por defecto
al stream de salida en pantalla.
public static final InputStream in; Representa por defecto
al stream de entrada del teclado.
public static final PrintStream err; Representa por defecto
al stream de salida de errores.
252
Unidad 3.1 Clases básicas
Para
más
información
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/System.html#field_detail Y entre sus métodos más utilizados se encuentran:
public static long currentTimeMillis(); Devuelve la diferen-
cia de entre la hora actual y la medianoche del 1 de enero de 1970 en milisegundos.
public static long nanoTime(); Devuelve la hora actual en
nanosegundos. Es novedad del JSE 5.0
public static void exit(int status); Termina la ejecución de
la JVM devolviendo status como código de retorno (cero significa que todo ha ido bien).
public static void gc(); Pide a la JVM que ejecute el Garbage
Collector. Se trata de un método muy peligroso. Utilizado sin cuidado puede afectar muy negativamente al rendimiento.
public static String getProperty(String key); Devuelve el
valor de la propiedad del sistema key, o null si no existiese.
public static Properties getProperties(); Devuelve una
instancia de java.util.Properties encapsulando todas las propiedades del sistema.
public static void loadLibrary(String libname); Carga la
librería nativa libname. Se utiliza con la programación JNI (Java Native Interface).
Otros
métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/System.html#meth od_detail
Ejemplo:
253
MÓDULO 3
5. Clase java.lang.Math Se trata de una clase con utilidades matemáticas. Todos sus atributos y métodos son estáticos. Tiene dos atributos (constantes) muy utilizados:
public static final double E; Es el número e, utilizado en los
logaritmos neperianos.
public static final double PI; Es el número π, utilizado en
trigonometría. Para
obtener
más
información:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/Math.html#field_detail Alguno de sus métodos más importantes son:
public static double abs(double a); Devuelve el valor abso-
luto de a. Este método se encuentra sobrecargado recibiendo otros tipos: int, long…
public static double log10(double a); Devuelve el logarit-
mo base 10 de a. 254
Unidad 3.1 Clases básicas
public static int max(int a, int b); Devuelve el número ma-
yor comparando a y b. Este método se encuentra sobrecargado recibiendo otros tipos: long, float…
public static int min(int a, int b); Devuelve el número me-
nor comparando a y b. Este método se encuentra sobrecargado recibiendo otros tipos: long, float…
public static double pow(double a, double b); Calcula po-
tencias de base a y exponente b.
public static double random(); Devuelve un número aleato-
rio entre 0.0 y 1.0 (0.0 está incluido pero no así el 1.0).
public static long round(double a); Redondea a al número
entero más cercano. Este método se encuentra sobrecargado con otros tipos: float.
public static double sqrt(double a); Calcula la raíz cuadra-
da de a.
Otros métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/Math.html#method _detail
Ejemplo:
255
MÓDULO 3
6. Otras clases A continuación se enumeran otras clases importantes a tener en cuenta pertenecientes a otros paquetes
Para manejar fechas: java.util.Date y java.util.Calendar
Para formatear fechas y números: java.text.DateFormat y
java.text.NumberFormat
Para dividir una cadena de caracteres en tokens (o trozos de
cadena separados por un identificador): java.util.StringTokenizer
Para
trabajar
con
expresiones
regulares:
va.util.regex.Pattern y java.util.regex.Matcher
256
Más información: http://java.sun.com/javase/6/docs/api/
ja-
Unidad 3.1 Clases básicas
7. Wrapper de tipos primitivos Hay ocasiones en las que necesitaríamos usar un tipo primitivo como un objeto (tipo complejo). Por ejemplo, cuando queremos guardar números en una colección que solo admite java.lang.Object. En el paquete java.lang.* existe un wrapper para cada tipo primitivo (no siempre coincide el nombre):
Boolean: para el tipo primitivo boolean
Character: para el tipo primitivo char
Byte, Short, Integer, Long: para los tipos primitivos byte,
short, int y long respectivamente.
Float, Double: para los tipos primitivos float y double respec-
tivamente Como norma a seguir, suelen tener los siguientes métodos:
Constructores que reciben un String o el tipo primitivo que re-
presentan: Ejemplo: Integer a = new Integer(3);
Convertidores de tipo String a su tipo complejo (wrapper) me-
diante el método valueOf Ejemplo: Integer b = Integer.valueOf(“3”);
Convertidores de tipo String al tipo primitivo que representan
mediante el método parseXXX Ejemplo: int c = Integer.parseInt(“3”);
Convertidores de tipo primitivo a String mediante el método
toString Ejemplo: String d = Integer.toString(c);
257
MÓDULO 3
Extractores del tipo primitivo que representan mediante el mé-
todo XXXValue Ejemplo: int e = b.intValue();
Todos los wrappers sobreescriben el método equals de la clase java.lang.Object. De esta forma, podemos saber si dos objetos distintos de un mismo tipo de wrapper, representan el mismo valor primitivo o no. Ejemplo:
7.1 Clase java.lang.Boolean Es el wrapper del tipo primitivo boolean. Sus métodos más importantes son:
public Boolean(boolean value); Constructor de un Boolean
con el boolean value.
public Boolean(String s); Constructor de un Boolean con el
String s. Si s no vale “true” entonces siempre cogerá el valor false.
public static Boolean valueOf(String s); Convierte el
String s en un Boolean. Si s no vale “true” entonces siempre devuelve un Boolean con false.
public static boolean parseBoolean(String s); Convierte el
String s en un boolean. Si s no vale “true” entonces siempre devuelve false.
public static String toString(boolean b); Convierte el
boolean b en un String.
258
Unidad 3.1 Clases básicas
public String toString(); Devuelve su representación String
(sobrescribe el método toString() de java.lang.Object).
public boolean booleanValue(); Extrae el boolean que re-
presenta.
Más
información
y
métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/Boolean.html
7.2 Clase java.lang.Character Es el wrapper del tipo primitivo char. Sus métodos más importantes son:
public Character(char value); Constructor de un Character
con el char value.
public static String toString(char c); Convierte el char c en
un String.
public String toString(); Devuelve su representación String
(sobrescribe el método toString() de java.lang.Object).
public char charValue(); Extrae el char que representa.
Más información y métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/Character.html
7.3 Clase java.lang.Byte Es el wrapper del tipo primitivo byte. Sus métodos más importantes son:
public Byte(byte value); Constructor de un Byte con el byte
value.
public Byte(String s); Constructor de un Byte con el String
s.
259
MÓDULO 3
public static Byte valueOf(String s); Convierte el String s
en un Byte.
public static byte parseByte(String s); Convierte el String
s en un byte.
public static String toString(byte b); Convierte el byte b
en un String.
public String toString(); Devuelve su representación String
(sobrescribe el método toString() de java.lang.Object).
public byte byteValue(); Extrae el byte que representa.
Más información y métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/Byte.html
7.4 Clase java.lang.Short Es el wrapper del tipo primitivo short. Sus métodos más importantes son:
public Short(short value); Constructor de un Short con el
short value.
public Short(String s); Constructor de un Short con el String
s.
public static Short valueOf(String s); Convierte el String s
en un Short.
public static short parseShort(String s); Convierte el
String s en un short.
public static String toString(short s); Convierte el short s
en un String.
public String toString(); Devuelve su representación String
(sobrescribe el método toString() de java.lang.Object). 260
public short shortValue(); Extrae el short que representa.
Unidad 3.1 Clases básicas
Más información y métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/Short.html
7.5 Clase java.lang.Integer Es el wrapper del tipo primitivo int. Sus métodos más importantes son:
public Integer(int value); Constructor de un Integer con el
int value.
public Integer(String s); Constructor de un Integer con el
String s.
public static Integer valueOf(String s); Convierte el String
s en un Integer.
public static int parseInt(String s); Convierte el String s
en un int.
public static String toString(int i); Convierte el int i en un
String.
public String toString(); Devuelve su representación String
(sobrescribe el método toString() de java.lang.Object).
public int intValue(); Extrae el int que representa.
Más información y métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/Integer.html
7.6 Clase java.lang.Long Es el wrapper del tipo primitivo long. Sus métodos más importantes son:
261
MÓDULO 3
public Long(long value); Constructor de un Long con el long
value.
public Long(String s); Constructor de un Long con el String
s.
public static Long valueOf(String s); Convierte el String s
en un Long.
public static Long valueOf(String s); Convierte el String s
en un Long.
public static String toString(long l); Convierte el long l en
un String.
public String toString(); Devuelve su representación String
(sobrescribe el método toString() de java.lang.Object).
public long longValue(); Extrae el long que representa.
Más información y métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/Long.html
7.7 Clase java.lang.Float Es el wrapper del tipo primitivo float. Sus métodos más importantes son:
public Float(float value); Constructor de un Float con el
float value.
public Float(String s); Constructor de un Float con el String
s.
public static Float valueOf(String s); Convierte el String s
en un Float.
public static float parseFloat(String s); Convierte el String
s en un float. 262
Unidad 3.1 Clases básicas
public static String toString(float f); Convierte el float f en
un String.
public String toString(); Devuelve su representación String
(sobrescribe el método toString() de java.lang.Object).
public float floatValue(); Extrae el float que representa.
Más información y métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/Float.html
7.8 Clase java.lang.Double Es el wrapper del tipo primitivo double. Sus métodos más importantes son:
public Double(double value); Constructor de un Double con
el double value.
public Double(String s); Constructor de un Double con el
String s.
public static Double valueOf(String s); Convierte el String
s en un Double.
public static double parseDouble(String s); Convierte el
String s en un double.
public static String toString(double d); Convierte el dou-
ble d en un String.
public String toString(); Devuelve su representación String
(sobrescribe el método toString() de java.lang.Object).
public
double
doubleValue();
Extrae
el
double
que
representa.
263
MÓDULO 3
Más información y métodos:
http://java.sun.com/javase/6/docs/api/java/lang/Double.html
7.8 Ejemplo con los wrappers A continuación mostramos un ejemplo de los wrappers de los tipos básicos.
7.9
Autoboxing/Auto-unboxing
Java SE 5.0 añade una novedad al respecto de los wrappers de tipo básico, permitiendo que las conversiones entre tipos
primitivos y sus wrappers se
hagan de forma automática. Antes, para crear un wrapper a partir de un tipo primitivo se utilizaba su constructor:
264
Unidad 3.1 Clases básicas
Integer i = new Integer(1); Sin embargo ahora se puede hacer directamente: Integer i = 1; El compilador se encarga de realizar la conversión de forma automática (autoboxing). De igual forma, antes para extraer un tipo primitivo de su wrapper utilizábamos el siguiente método: Integer a = new Integer(1); int b = a.intValue(); Sin embargo ahora se puede hacer directamente: int b = a; El compilador se encarga de realizar la extracción de forma automática (autounboxing). Esto nos permite también operar con los wrappers: Integer a = 10; Integer b = 3; int c = a + b; También se permiten las comparaciones: Integer a = 5; int b = 6; if(a == b) System.out.println(“Iguales”); El wrapper Boolean también se ve favorecido por esta nueva funcionalidad. Antes no podía participar en condiciones, pero ahora si: Boolean a = true; boolean b = false; Boolean c = a && b;
Ante esta nueva funcionalidad, nos podemos preguntar ¿qué pasa con la sobrecarga de métodos? public void metodo(double param) { }; public void metodo(Integer param) { }; 265
MÓDULO 3
int a = 5; this.metodo(a); Para evitar diferencias en la funcionalidad de una aplicación al migrar de versiones anteriores, primero se busca el método a ejecutar sin tener en cuenta el autoboxing y auto-unboxing. Si no se encuentra ninguno, entonces de busca teniendo en cuenta el autoboxing y auto-unboxing. Se llamaría por tanto a: public void metodo(double param) {
};
PRÁCTICA A: Desarrollar, tanto en la JDK de Sun como en Eclipse, una clase a la que se le pase un parámetro de tipo String (sin blancos de separación) y muestre:
la cadena de caracteres en mayúsculas.
la cadena de caracteres en minúsculas.
los dos primeros caracteres de la cadena (solo en caso de que la longitud de esta sea de dos o más caracteres).
los dos últimos caracteres de la cadena (solo en caso de que la longitud de esta sea de dos o más caracteres).
el número de ocurrencias en la cadena del último carácter.
la cadena con todas las ocurrencias del primer carácter en mayúsculas.
la cadena con tres asteriscos por delante y por detrás.
La cadena invertida.
Solución con la JDK De Sun En el caso de que no esté puesta la variable de entorno PATH, abrir una sesión DOS y ajustar la variable de entorno PATH para que el Sistema Operativo sepa encontrar las herramientas del JDK. Para respetar el valor que ya tuviese la variable PATH le añadimos %PATH%.
266
Unidad 3.1 Clases básicas
Creamos un directorio de trabajo donde guardar el programa Java.
Ajustar la variable de entorno CLASSPATH para que las herramientas del JDK sepan encontrar nuestras clases Java. Tenemos dos opciones, o añadir el . (punto) y siempre ejecutar las herramientas en el directorio donde se encuentre el código, o añadir el directorio de trabajo y ejecutar las herramientas donde queramos. Para respetar el valor que ya tuviese la variable CLASSPATH le añadimos %CLASSPATH%
267
MÓDULO 3
Creamos el directorio donde va a estar nuestra clase es\java\aula\mentor\\practicas26
Desde el directorio es\java\aula\mentor\practica26, con un editor de texto (por ejemplo Notepad) vamos a escribir el código fuente de nuestra clases java; el nombre del fichero PracticaA.java debe ser exactamente igual (incluyendo mayúsculas y minúsculas) al de la clase Java que vamos a desarrollar.
268
Unidad 3.1 Clases básicas
Y aceptamos la creación de un fichero nuevo. Para poder coger un parámetro pasado en la ejecución del programa, incluir las siguientes líneas después del main. Veremos el tratamiento de los arrays en la Unidad 3.1 if (args == null || args.length != 1){ System.out.println("Numero de parametros incorrectos"); System.exit(1); } String s = args[0]; Nuestra clase quedaría de la manera siguiente:
269
MÓDULO 3
Compilamos nuestra clase
Ejecutamos la clase, pasándole un parámetro en la ejecución:
270
Unidad 3.1 Clases básicas
Ahora realizaremos la misma práctica con Eclipse Arrancar Eclipse, ejecutando c:\eclipse3.5.2\eclipse.exe Seleccionar la ubicación del “workspace” (o área de trabajo).
Aparecerá la pantalla para empezar a trabajar.
271
MÓDULO 3
Verificar que la perspectiva Java está abierta, y sino cambiar a ella
Crear un proyecto nuevo de nombre Practicas26
272
Unidad 3.1 Clases básicas
Darle el nombre y seleccionar Finish.
Crear una clase Java nueva es.java.aula.mentor.practicas26
llamado
PracticaA,
especificando
el
paquete
273
MÓDULO 3
El código dentro del método main, quedaría como sigue:
274
Unidad 3.1 Clases básicas
Salvar los cambios con Ctrl + S o File -> Save Para ejecutar la clase, pasándole un parámetro, seleccionamos la clase Java PracticaA, con el botón derecho del ratón ejecutarla como Run Configurations
275
MÓDULO 3
Indicar el parámetro en la pestaña Arguments
276
Unidad 3.1 Clases básicas
Y seleccionar el botón Run.
PRÁCTICA B: Desarrollar, tanto en la JDK de Sun como en Eclipse, una clase a la que se le pasen dos parámetros de tipo String y que serán convertidos a dos números decimales (double); estos números decimales serán los dos catetos de un triángulo rectángulo. Deberá tener un método que muestre:
El mayor y menor de los catetos.
El valor de la hipotenusa.
Adicionalmente, habrá que mostrar el tiempo que tarda en ejecutarse este método. 277
MÓDULO 3
Solución con la JDK De Sun En el directorio es\java\aula\mentor\practicas26, creamos una clase nueva llamada PracticaB.java con un editor de texto como notepad. Para el paso de parámetros en ejecución, incluiremos las siguientes líneas en el método máin. if (args == null || args.length != 2){ System.out.println("Numero de parametros incorrectos"); System.exit(1); } String s1 = args[0]; // tenemos en primer parámetro de tipo String String s2 = args[1]; // tenemos en segundo parámetro de tipo String Nuestra clase quedaría como sigue:
compilamos la clase y ejecutamos pasándole los parámetros
278
Unidad 3.1 Clases básicas
Ahora realizaremos la misma práctica con Eclipse Nos creamos una nueva clase en el paquete es.java.aula.mentor.practicas26, llamada PracticaB
Desarrollamos el código de la clase
279
MÓDULO 3
Y ejecutamos mediante Run Configurations, verificando que en el Main class aparece la clase PracticaB (en el caso de no aparecer cambiar el nombre o buscarla mediante el botón Search)
pasándole como argumentos 12.2 y 2.4
280
Unidad 3.1 Clases básicas
Seleccionamos el botón Run, obteniendo la siguiente salida:
281
TÍTULO DE MÓDULO O BLOQUE
En esta unidad se han visto una relación de clases básicas e imprescindibles de conocer a la hora de la programación en Java.
java.lang.String: utilizada para el tratamiento de cadenas de caracteres o String. Se utiliza sobre todo para cadenas de caracteres inmutables
Para el tratamiento de cadenas de caracteres que cambian de valor se utilizan las clases
-
java.lang.StringBuffer (sincronizada)
-
java.lang.StringBuilder (no sincronizada)
java.lang.System: se trata de una clase con utilidades genéricas del sistema.
java.lang.Math: e trata de una clase con utilidades matemáticas.
Además se han estudidado las clases wrappers de los tipos primitivos, como son:
java.lang.Boolean
java.lang.Character
java.lang.Byte
java.lang.Short
java.lang.Integer
java.lang.Long
java.lang.Float
java.lang.Double
MÓDULO C
Estructuras de datos. Arrays y colecciones Tema 3.2
Índice de la unidad:
1. Arrays 2. Colecciones 3. Importancia de los métodos equals() y hashCode() 4. Arrays vs. Colecciones
Unidad 3.2 Estructura de datos
En Unidades anteriores hemos estudiado los tipos de datos, tanto primitivos como complejos. Hemos visto como trabajar con datos de ambos dos tipos, pero siempre de una manera unitaria. En esta Unidad veremos como trabajar con los conjuntos de datos, como una sola variable u objeto.
1. Arrays Un array es una estructura de datos que permite albergar varios elementos del mismo tipo. La longitud de un array se establece durante su creación y una vez establecida la longitud de un array, ya no se puede modificar, por lo que se puede considerar que tiene una longitud fija. Un elemento de un array, es el valor de una de sus posiciones, y se identifica mediante un índice. Un array en Java, es un tipo de clase especial que hereda implícitamente de java.lang.Object. La declaración de un array se realiza mediante el tipo de datos que va a albergar y los corchetes [ ]. La sintaxis de la declaración de un array es la siguiente: modificador_acceso tipo[] nombre [= valor_inicial];
Ejemplos: private int[] numeros; private String[] cadenas;
Los arrays pueden albergar tanto tipos primitivos como tipos complejos y para poder utilizarlos, hay que inicializarlos. Un array sin inicializar, por defecto vale null. La creación de un array se realiza mediante la keyword: new, como con cualquier otra clase, tanto para tipos primitivos como para tipos complejos. La sintaxis de la creación de un array es: modificador_acceso tipo[] nombre = new tipo[longitud];
285
MODULO 3
Ejemplos: private int[] numeros = new int[5]; private String[] cadenas = new String[4];
Una vez hayamos creado un array, todas sus posiciones son inicializadas al valor por defecto del tipo de variable que albergue. Es decir, 0 o 0.0 si se trataba de un número, false si se trataba de un boolean y null si se trataba de un tipo complejo. Existe una forma de crear un array inicializando todas sus posiciones a un valor determinado, igualándolo a un listado de elementos separados por comas entre { }. El tamaño del array será el número de elementos del listado.
Ejemplos: private int[] numeros = {1,2,3,4,5}; private String[] cadenas = {“hola”,”adios”}; private Integer[] ints = {new Integer(12), new Integer(98)};
Para el acceso al elemento de un array se utiliza en nombre del array seguido de unos [ ] con la posición a la que queremos acceder, siendo siempre el índice de un array de tipo int. Hay que tener en cuenta que la primera posición de un array es la 0.
Ejemplos: numeros[2] = 3; int a = numeros[0];
if(numeros[4] == 5)…..
Vemos como queda en memoria los arrays de tipos primitivos:
286
Unidad 3.2 Estructura de datos
Con un array de tipos complejos quedaría de la siguiente manera:
Para conocer la longitud de un array, podremos acceder a su atributo público: length. Al no ser dinámico, no podemos:
Ni eliminar posiciones.
Ni insertar posiciones.
El borrado será algo lógico, como igualar a null, a -1, etc….. las posiciones que no se quieran o se necesiten utilizar, dependiendo de la lógica que necesite el programa o de la propia elección del programador. 287
MODULO 3
Es imposible acceder a una posición fuera del array en tiempo de ejecución. Llegado el caso se lanzará una excepción del tipo ArrayIndexOutOfBoundException (se verán en más detalle en la Unidad 3.5).
Ejemplo: Si seguimos la ejecución del siguiente
programa public class Colecciones { public static void main(String[] args) { // Creación e inicialización. String[] saludos = new String[4]; // Inserción. saludos[0] = saludos[1] = saludos[2] = saludos[3] =
new new new new
String("Hola"); String("Adios"); String("Hello"); String("GoodBye");
// Extracción. String tmp = saludos[2]; // Borrado. saludos[2] = null; saludos[3] = null; // Recorrido. for(int i=0; i
}
288
}
// Búsqueda. boolean sw = false; for(int i=0; i
Unidad 3.2 Estructura de datos
1. 1 Sentencia for/in Esta nueva sentencia del Java SE 5.0 nos facilita la iteración por los elementos de cualquier tipo de colección: arrays, listas, etc… for(inicialización: colección) { sentencias; }
Nota: Se usa “:” en vez de “;”.
Las variables definidas en la sentencia de inicialización son locales al bloque. Por tanto dejan de existir una vez se haya terminado el bucle.
Ejemplo: se muestra un ejemplo de la sentencia de control for/in public void listar(int[] param) { for(int i: param) System.out.println(i); }
Básicamente, se trata de una simplificación a la hora de codificar. Es decir, al final, el compilador convierte el código en una sentencia for convencional como la siguiente:
public void listar(int[] param) { int i = 0; for(int j=0; j
1. 2 Arrays multidimensionales Un array multidimensional es un array de arrays o desde un punto de vista matemático es una matriz. Es decir, una matriz de 4 x 2 en realidad en Java está formada por 5 arrays: 1 array con 4 arrays. Y si estuviéramos hablando de tres dimensiones entonces tendríamos un array de arrays de arrays, aunque son bastante menos utilizados.
289
MODULO 3
La sintaxis de la creación de un array bidimensional es la siguiente: modificador_acceso tipo[][] nombre = new tipo[long][long];
Ejemplo: private int[][] numeros = new int[4][2];
Pero podemos tener arrays bidimensionales no cuadradas. Es decir, que la segunda dimensión tenga longitud diferente para cada posición de la primera dimensión. La sintaxis de la creación de un array bidimensional no cuadrado es la siguiente: modificador_acceso tipo[][] nombre = new tipo[long][];
Ejemplo: private int[][] numeros = new int[4][]; numeros[0] = new int[2]; numeros[1] = new int[10]; numeros[3] = new int[1];
Al igual que ocurriera en los arrays de una dimensión, los arrays bidimensionales también se pueden inicializar en la creación con un listado de valores.
Ejemplos: private int[][] numeros = { {1,2,3} , {1,2,3} }; private String[][] dias = { {“Lunes”,”Martes”} , {“Miércoles”} };
Vemos como queda en memoria los arrays bidimensionales:
290
Unidad 3.2 Estructura de datos
Ejemplo: private int[][] numeros = { {1,2,3} , {1,2,3} };
Ejemplo: Si seguimos la ejecución del siguiente programa, obten-
dremos la salida mostrada public class Matriz { public static void main(String[] args) { int[][] matriz = new int[4][]; // Rellenar la matriz for(int i=0; i
} }
// Mostrar la matriz for(int i=0; i
291
MODULO 3
1. 3 El método main usa Arrays El método main recibe un array de Strings que contine los argumentos enviados en el arranque de la aplicación. La sintaxis del método main es la siguiente, y como podemos apreciar args es un array de elementos de tipo String: public static void main(String[] args)
Ejemplo: public class Test { public static void main(String[] args) { for(int i=0; i
292
Unidad 3.2 Estructura de datos
2. Colecciones Una colección es simplemente un objeto que agrupa varios elementos en uno solo. Se utilizan para guardar y manipular datos así como transmitir información entre métodos. En Java tenemos un framework de colecciones, implementado mediante:
Interfaces: representaciones abstractas de las colecciones
que permiten usarlas sin conocer sus detalles.
Implementaciones: colecciones concretas.
Algoritmos: métodos que permiten realizar operaciones co-
mo búsquedas, ordenaciones, etc… A continuación se muestra la organización jerárquica de este framework y una forma rápida de saber cual podría ser la elegida a utilizar en cada caso. En el caso de los Collection, hay una clara diferenciación en cuanto si permite duplicados accediendo por índice java.util.List, o sin duplicados sin posibilidad de acceso vía índice, java.util.Set
293
MODULO 3
En el caso de los Map, se utilizan siempre que necesitemos trabajar con parejas de datos clave/valor.
Todas las colecciones se encuentran en el paquete java.util.*; siendo java.util.Collection y java.util.Map las raices de la jerarquía de las colecciones. Existirán especializaciones que permitan elementos duplicados o no, que permitan ordenar los elementos o no, etc. Estas interfaces contiene la definición de todos los métodos genéricos que deben implementar las colecciones.
2.1 java.util.Collection Los métodos básicos de este interfaz son:
int size(); // Indica el número de elementos que contiene.
boolean isEmpty(); // Indica sí no contiene ningún ele-
mento.
294
Unidad 3.2 Estructura de datos
boolean contains(Object element); // Indica sí contiene
ese elemento.
boolean add(Object element); // Añade un elemento.
Devuelve un boolean para indicar si ha tenido éxito o ha tenido problemas.
remove(Object element); // Borra un elemento.
Iterator iterator(); // Devuelve una instancia de Iterator.
Los métodos que corresponden a operaciones masivas son:
boolean containsAll(Collection c); // Indica sí contiene
todos esos elementos.
boolean addAll(Collection c); // Añade todos los elemen-
tos del parámetro pasado. Devuelve un boolean para indicar si ha tenido éxito o ha tenido problemas.
boolean removeAll(Collection c); // Borra todos los ele-
mentos del parámetro pasado. Devuelve un boolean para indicar si ha tenido éxito o ha tenido problemas.
boolean retainAll(Collection c); // Borrar todos los ele-
mentos menos los pasados en el parámetro. Devuelve un boolean para indicar si ha tenido éxito o ha tenido problemas.
void clear(); // Borra todos los elementos.
Los métodos que corresponden a operaciones con arrays son:
Object[] toArray(); // Devuelve un array con todos los
elementos.
Object[] toArray(Object a[]); // Devuelve un array con
todos los elementos. El tipo será el del array enviado.
295
MODULO 3
Hay que tener siempre en cuenta que las colecciones no permiten el uso de tipos primitivos. Por tanto, siempre que necesitemos trabajar con ellos habrá que hacer uso de los Wrappers de Tipos Primitivos.
2.2 java.util.Iterator El interfaz Iterator representa un componente que permite iterar o recorrer los elementos de una colección. Todas las colecciones ofrecen una implementación de Iterator por medio del método: public Iterator iterator(); Sus métodos son:
boolean hasNext(); // Indica sí tiene más elementos des-
de la posición en la que se encuentra el iterador.
Object next(); // Devuelve el primer elemento y se queda
apuntando al siguiente. En la siguiente llamada, devolverá el segundo elemento y apuntará al siguiente y así sucesivamente hasta el final de la colección que devolverá un null.
void remove(); // Elimina el primer elemento y se queda
apuntando al siguiente. En el caso de que no estemos en la primera posición, borrará el elemendo donde esté el iterador y apuntará al siguiente. En el SDK 1.1.x existía otro interfaz, java.util.Enumeration, pero ya ha dejado de utilizarse.
2.2 java.util.Set El interfaz Set hereda del interfaz Collection. Pero no añade la definición de ningún método nuevo. Representa colecciones que no permiten tener elementos duplicados. Para saber si un elemento está duplicado, hace uso del método:
296
Unidad 3.2 Estructura de datos
public boolean equals(Object o); Existen distintas implementaciones de este interfaz:
java.util.HashSet: Es nueva en el SDK 1.2.x. Ofrece el ac-
ceso más rápido cuando dicho acceso es aleatorio (no secuencial). Su orden de iteración es impredecible.
java.util.LinkedHashSet: Es nueva en el SDK 1.4.x. Su
orden de iteración es el orden de inserción.
java.util.TreeSet: Es nueva en el SDK 1.2.x. Su orden de
iteración depende de la implementación que los elementos hagan del interfaz java.lang.Comparable, mediante la implementación del método public int compareTo(Object o);
Ejemplo: Utilización de java.util.HashSet import java.util.*; public class TestHashSet { public static void main(String[] args) { HashSet ciudades = new HashSet(); ciudades.add("Madrid"); ciudades.add("Barcelona"); ciudades.add("Malaga"); ciudades.add("Vigo"); ciudades.add("Sevilla"); ciudades.add("Madrid"); // Repetido. Iterator it = ciudades.iterator();
}
}
while(it.hasNext()) System.out.println("Ciudad: " + it.next());
297
MODULO 3
Ejemplo: Utilización de java.util.LinkedHashSet import java.util.*; public class TestLinkedHashSet { public static void main(String[] args) { LinkedHashSet ciudades = new LinkedHashSet(); ciudades.add("Madrid"); ciudades.add("Barcelona"); ciudades.add("Malaga"); ciudades.add("Vigo"); ciudades.add("Sevilla"); ciudades.add("Madrid"); // Repetido. Iterator it = ciudades.iterator();
}
298
}
while(it.hasNext()) System.out.println("Ciudad: " + it.next());
Unidad 3.2 Estructura de datos
Ejemplo: Utilización de java.util.TreeSet import java.util.*; public class TestTreeSet { public static void main(String[] args) { TreeSet ciudades = new TreeSet(); ciudades.add("Madrid"); ciudades.add("Barcelona"); ciudades.add("Malaga"); ciudades.add("Vigo"); ciudades.add("Sevilla"); ciudades.add("Madrid"); // Repetido. Iterator it = ciudades.iterator();
}
}
while(it.hasNext()) System.out.println("Ciudad: " + it.next());
2.3 java.util.List El interfaz List hereda del interfaz Collection. Representa colecciones con elementos en secuencia. Es decir, con orden. Permite tener duplicados. Es accesible mediante índice, de manera que se puede:
Acceder a un elemento concreto de una posición.
299
MODULO 3
Insertar un elemento en una posición concreta.
Los métodos que añade este interfaz, para acceso posicional son:
Object get(int index); // Devuelve el elemento de la posi-
ción indicada en el parámetro.
Object set(int index, Object element); // Reemplaza el
elemento de la posición indicada en el parámetro, con el elemento del parámetro.
void add(int index, Object element); // Inserta el ele-
mento pasado por parámetro, en la posición pasada por parámetro.
Object remove(int index); // Elimina el elemento de la
posición indicada por parámetro. Devuelve el objeto borrado.
boolean addAll(int index, Collection c); // Inserta todos
los elementos pasados por parámetro, en la posición pasada por parámetro. Los métodos que añade este interfaz para operaciones de búsqueda son:
int indexOf(Object o); // Devuelve la posición de la pri-
mera ocurrencia del elemento pasado por parámetro.
int lastIndexOf(Object o); // Devuelve la posición de la
última ocurrencia del elemento pasado por parámetro. Los métodos que añade este interfaz para obtener subcolecciones son:
List subList(int from, int to); // Devuelve una lista con
los elementos comprendidos entre las posiciones pasadas por parámetro. A continuación se enumeran las distintas implementaciones de este interfaz:
java.util.ArrayList: Es nueva en el SDK 1.2.x. Ofrece un
tiempo de acceso óptimo cuando dicho acceso es aleatorio.
300
Unidad 3.2 Estructura de datos
java.util.LinkedList: Es nueva en el SDK 1.2.x. Ofrece un
tiempo de acceso óptimo cuando dicho acceso es para añadir o eliminar elementos del comienzo y final de la lista (típico para pilas).
java.util.Vector: Es como el ArrayList, pero sincronizado,
lo que penaliza notablemente el rendimiento. La sincronización es importante cuando más de un thread (hilo de ejecución) va a acceder a la colección (los threads se verán en más detalle en la Unidad 3.7.
Ejemplo: Utilización de java.util.ArrayList y java.util.Iterator import java.util.*; public class TestArrayList { public static void main(String[] args) { ArrayList ciudades = new ArrayList(); ciudades.add("Madrid"); ciudades.add("Barcelona"); ciudades.add("Malaga"); ciudades.add("Vigo"); ciudades.add(1,"Sevilla"); ciudades.add("Madrid"); // Repetido. Iterator it = ciudades.iterator();
}
}
while(it.hasNext()) System.out.println("Ciudad: " + it.next());
Ejemplo: Utilización de java.util.ArrayList import java.util.*; public class TestArrayList2 {
301
MODULO 3
public static void main(String[] args) { ArrayList ciudades = new ArrayList(); ciudades.add("Madrid"); ciudades.add("Barcelona"); ciudades.add("Malaga"); ciudades.add("Vigo"); ciudades.add(1,"Sevilla"); ciudades.add("Madrid"); // Repetido.
}
}
for(int i=ciudades.size()-1; i >=0; i--) System.out.println("Ciudad: " + i + " es: " + ciudades.get(i));
Ejemplo: Utilización de java.util.LinkedList import java.util.*; public class TestLinkedList { public static void main(String[] args) { LinkedList ciudades = new LinkedList(); ciudades.add("Madrid"); ciudades.add("Barcelona"); ciudades.add("Malaga"); ciudades.add("Vigo"); ciudades.add(1,"Sevilla"); ciudades.add("Madrid"); // Repetido. Iterator it = ciudades.iterator();
}
302
}
while(it.hasNext()) System.out.println("Ciudad: " + it.next());
Unidad 3.2 Estructura de datos
Ejemplo: Utilización de java.util.Vector import java.util.*; public class TestVector { public static void main(String[] args) { Vector ciudades = new Vector(); ciudades.add("Madrid"); ciudades.add("Barcelona"); ciudades.add("Malaga"); ciudades.add("Vigo"); ciudades.add(1,"Sevilla"); ciudades.add("Madrid"); // Repetido.
}
}
for(int i=ciudades.size()-1; i >=0; i--) System.out.println("Ciudad: " + i + " es: " + ciudades.get(i));
303
MODULO 3
2.4 java.util.Map El interfaz Map no hereda del interfaz Collection. Representa colecciones con parejas de elementos: clave y valor. No permite tener claves duplicadas. Pero si valores duplicados. Para calcular la colocación de un elemento se basa en el uso del método: public int hashCode(); Los métodos básicos de este interfaz son:
Object put(Object key, Object value); // Inserta una
pareja de clave/valor pasados como parámetros.
Object get(Object key); // Accede al valor de una clave
pasada como parámetro.
Object remove(Object key); // Elimina una pareja de
clave/valor pasados como parámetros, devolviendo el objeto borrado.
boolean containsKey(Object key); // Comprueba la
existencia de una clave pasada como parámetro.
boolean containsValue(Object value); // Comprueba la
existencia de un valor pasado como parámetro.
int size(); // Indica el número de pareja que contiene.
boolean isEmpty(); // Indica sí no contiene ninguna pare-
ja. Los métodos que realizan operaciones masivas son:
void putAll(Map t); // Añade todas las parejas que existen
en el parámetro t.
304
void clear(); // Elimina todas las parejas de clave/valor.
Unidad 3.2 Estructura de datos
Los métodos que realizan operaciones de obtención de colecciones son:
public Set keySet(); // Devuelve las claves en un ja-
va.util.Set.
public Collection values(); // Devuelve los valores en un
java.util. Collection. A continuación enumeramos las distintas implementaciones de este interfaz:
java.util.HashMap: Es nueva en el SDK 1.2.x. Ofrece un
tiempo de acceso óptimo cuando dicho acceso es aleatorio. Su orden de iteración es imprevisible.
java.util.Hashtable: Es la versión sincronizada de Hash-
Map.
java.util.LinkedHashMap: Es nueva en el SDK 1.4.x. Su
orden de iteración es el de inserción.
java.util.TreeMap: Su orden de iteración depende de la
implementación
que
los
elementos
hagan
del
interfaz
ja-
va.lang.Comparable, mediante la implementación del método public int compareTo(Object o);
Ejemplo: Utilización de java.util.HashMap import java.util.*; public class TestHashMap { public static void main(String[] args) { HashMap codigos = new HashMap(); codigos.put("01","Urgente"); codigos.put("02","Importante"); codigos.put("03","Normal"); codigos.put("04","Baja prioridad"); System.out.println("Aleatorio 03: " + codigos.get("03")); System.out.println("Aleatorio 01: " + codigos.get("01")); Set s = codigos.keySet(); Iterator it = s.iterator(); while(it.hasNext()) { String aux = (String)it.next();
305
MODULO 3
}
}
}
System.out.println(aux + ": " + codigos.get(aux));
Ejemplo: Utilización de java.util.HashTable import java.util.*; public class TestHashtable { public static void main(String[] args) { Hashtable codigos = new Hashtable(); codigos.put("01","Urgente"); codigos.put("02","Importante"); codigos.put("03","Normal"); codigos.put("04","Baja prioridad"); System.out.println("Aleatorio 03: " + codigos.get("03")); System.out.println("Aleatorio 01: " + codigos.get("01")); Set s = codigos.keySet(); Iterator it = s.iterator(); while(it.hasNext()) { String aux = (String)it.next(); System.out.println(aux + ": " + codigos.get(aux)); } }
306
}
Unidad 3.2 Estructura de datos
Ejemplo: Utilización de java.util.LinkedHashMap import java.util.*; public class TestLinkedHashMap { public static void main(String[] args) { LinkedHashMap codigos = new LinkedHashMap(); codigos.put("01","Urgente"); codigos.put("02","Importante"); codigos.put("03","Normal"); codigos.put("04","Baja prioridad"); System.out.println("Aleatorio 03: " + codigos.get("03")); System.out.println("Aleatorio 01: " + codigos.get("01"));
}
}
Set s = codigos.keySet(); Iterator it = s.iterator(); while(it.hasNext()) { String aux = (String)it.next(); System.out.println(aux + ": " + codigos.get(aux)); }
307
MODULO 3
Ejemplo: Utilización de java.util.TreeMap import java.util.*; public class TestTreeMap { public static void main(String[] args) { TreeMap codigos = new TreeMap(); codigos.put("04","Baja prioridad"); codigos.put("01","Urgente"); codigos.put("03","Normal"); codigos.put("02","Importante"); System.out.println("Aleatorio 03: " + codigos.get("03")); System.out.println("Aleatorio 01: " + codigos.get("01"));
} }
308
Set s = codigos.keySet(); Iterator it = s.iterator(); while(it.hasNext()) { String aux = (String)it.next(); System.out.println(aux + ": " + codigos.get(aux)); }
Unidad 3.2 Estructura de datos
2.5 Generics Se trata de una de las grandes novedades que introdujo Java SE 5.0 Permite tipar el contenido de las colecciones, de manera que se restringe el tipo utilizado y se elimina el uso masivo de castings. Para definir el tipo del contenido de una colección se utiliza : tipo_coleccion identificador = null; identificador = new tipo_coleccion();
Ejemplo: List lista = new ArrayList(); En este caso, se trabajaría utilizando Strings directamente sin necesidad de casting alguno: String elemento = lista.get(0);
En el caso de colecciones de tipo Map, se definiría tanto el tipo de las claves como el de los valores: Map mapa = new HashMap();
309
MODULO 3
3. Importancia de los métodos equals() y hashCode() Siempre que creemos nuestras propias claves para el uso de los Map, debemos sobreescribir los métodos equals() y hashCode(). El motivo es que los Map utilizan estos dos métodos para llevar a cabo tanto las inserciones como las extracciones de valores. Para entender mejor el uso de estos dos métodos por parte de los Map, veamos un poco más en detalle la estructura interna de este tipo de colección. La estructura interna de un Map es la siguiente:
Un Map internamente contiene una secuencia de compartimentos (buckets) donde se van almacenando todos los valores (clave/valor). Para decidir en qué compartimento se almacena un valor, se llama al método hashCode() del objeto utilizado como clave. Pero pueden ocurrir colisiones, es decir, que un compartimento ya esté utilizado por una pareja clave/valor. Esto puede ser debido a que:
Dos objetos distintos devolvieron el mismo código hash.
Dos códigos hash distintos correspondieron al mismo com-
partimento. 310
Unidad 3.2 Estructura de datos
Imaginemos que hacemos un get del Map y el compartimento correspondiente tiene colisiones. ¿Qué valor nos devuelve? Lo sabe mediante el uso del método equals() de la clave. Va iterando por todas las claves de ese compartimento para encontrar la que se ha pedido. Imaginemos que hacemos un put en el Map con una clave ya existente. ¿Cómo sabe que ya existe y que hay que machacar el valor anterior? Lo sabe mediante el uso del método equals() de la clave. Itera para comprobar si ya existe. La implementación del método equals() debe cumplir las siguientes normas:
Reflexiva: x.equals(x) debe devolver true.
Simétrica: Si x.equals(y) devuelve true, y.equals(x) debe
devolver también true.
Transitiva: Si x.equals(y) devuelve true, e y.equals(z) de-
vuelve true, x.equals(z) debe devolver también true.
Consistente: Si x.equals(y) devuelve true, entonces las su-
cesivas invocaciones de x.equals(y) sin haber modificado el estado de x o y deben seguir devolviendo true.
Null: x.equals(null) siempre debe devolver false.
Ejemplo: Sobreescritura del método equals public class TestEquals { private int valor1; private Integer valor2;
}
public boolean equals(Object o) { if(this == o) // Primer paso. return true; if(!(o instanceof TestEquals)) // Segundo paso. return false; TestEquals param = (TestEquals)o; // Tercer paso. return param.valor1 == valor1 && param.valor2.equals(valor2); }
311
MODULO 3
public static void main(String[] args) { TestEquals test1 = new TestEquals(1, new Integer(2)); TestEquals test2 = new TestEquals(1, new Integer(2)); System.out.println(test1.equals(test2)); }
La implementación del método hashCode() debe cumplir las siguientes normas:
La ejecución sucesiva del método hashCode() sobre un
mismo objeto sin haber modificado su estado interno entre medias, debe devolver siempre el mismo código hash.
Si x.equals(y) devuelve true, entonces tanto x como y de-
ben generar el mismo código hash.
Sin embargo, si x.equals(y) devuelve false, no es obligato-
rio que tanto x como y deban generar un código hash distinto. No obstante es lo deseable para evitar en la medida de lo posible las colisiones en los Map y por tanto ofrecer un mejor rendimiento. La implementación del método hashCode() no es una tarea tan trivial. No obstante, aquí proponemos dos sugerencias bastante sencillas:
Convertir a String los valores de los distintos atributos de la
clase. Concatenarlos y delegar la generación del código hash en el método hashCode() del String resultante (la clase String posee una implementación bastante eficaz del método hashCode()).
Sumar el código hash de cada uno de los atributos de la
clase (los wrappers de tipos primitivos también tienen sobreescrito el método hashcode()).
312
Ejemplo: Sobreescritura del método hashcode
Unidad 3.2 Estructura de datos
public class TestHashCode { private int valor1; private Integer valor2; public int hashCode() { StringBuffer buffer = new StringBuffer(); buffer.append(Integer.toString(valor1)); buffer.append(valor2.toString()); return buffer.toString().hashCode(); } }
public static void main(String[] args) { TestHashCode test1 = new TestHashCode(1, new Integer(2)); TestHashCode test2 = new TestHashCode(1, new Integer(2)); System.out.println(test1.hashCode()); System.out.println(test2.hashCode()); }
El método equals() también es importante para el resto de Colecciones. Por ejemplo, ¿cómo funcionan los métodos contains(), add() y remove() de las colecciones? Para saber si un objeto está contenido en una colección se va llamando al método equals() de todos los objetos de la colección. Para borrarlo de una colección, se le busca de igual forma. Y para añadirlo en un Set que no permite duplicados, lo mismo.
Ejemplo: Sobreescritura del método equals public static void main(String[] args) { TestEquals test1 = new TestEquals(1, new Integer(2)); List list = new ArrayList(); list.add(test1); TestEquals test2 = new TestEquals(1, new Integer(2)); System.out.println(list.contains(test2)); }
313
MODULO 3
4. Arrays vs. Colecciones A continuación mostraremos un resumen de las características vistas en esta Unidad tanto de los Arrays como de las Colecciones, que nos permitirán poder discernir cuando utilizar un tipo u otro. Las características de los Arrays son:
Tamaño estático.
Su tamaño se conoce mediante el atributo length.
Puede almacenar tanto tipos primitivos como tipos comple-
jos.
Solo pueden albergar elementos de un tipo.
Las características de las Colecciones son:
314
Tamaño dinámico.
Su tamaño se conoce mediante el método size().
Solo puede almacenar tipos complejos.
Puede albergar elementos de distinto tipo.
Unidad 3.2 Estructura de datos
PRÁCTICA A: Desarrollar, tanto en la JDK de Sun como en Eclipse, un sistema de gestión de un garaje siguiendo estas especificaciones. En el garaje se cambian las ruedas tanto de coches como de motos. El precio del cambio de una rueda se fija al abrir el garaje, al igual que la capacidad máxima de vehículos, ya sean motos o coches. Si no hubiese hueco para registrar un vehículo nuevo, habrá que tener contemplado un sistema de aviso para quien esté dejando su vehículo. El sistema de gestión del garaje requiere un mecanismo para ingresar y retirar los vehículos, conocer el número total de vehículos recibidos en ese momento, el precio que supondría cambiar todas las ruedas de todos los vehículos, y el kilometraje medio de todos ellos. La información que manejaremos de los coches entre otras cosas es la marca y el número de puertas. Mientras que de las motos será la marca y la cilindrada. Las
clases
relacionadas
con
los
vehículos
se
guardarán
en
el
paquete
es.java.aula.mentor.practicas31.vehiculos mientras que el Garaje y PracticaA se guardarán en el paquete es.java.aula.mentor.practicas31. La clase PracticaA tiene un método main en el que se crea un Garaje, una serie de vehículos que se irán recibiendo en el garaje y por último se imprimirá por pantalla toda la información general del garaje así como la información de cada vehículo. NOTA: Realizar esta práctica mediante Arrays. Solución con la JDK De Sun
En el caso de que no esté puesta la variable de entorno PATH, abrir una sesión DOS y ajustar la variable de entorno PATH para que el Sistema Operativo sepa encontrar las herramientas del JDK. Para respetar el valor que ya tuviese la variable PATH le añadimos %PATH%. 315
MODULO 3
Creamos un directorio de trabajo donde guardar el programa Java.
Ajustar la variable de entorno CLASSPATH para que las herramientas del JDK sepan encontrar nuestras clases Java. Tenemos dos opciones, o añadir el . (punto) y siempre ejecutar las herramientas en el directorio donde se encuentre el código, o añadir el directorio de trabajo y ejecutar las herramientas donde queramos. Para respetar el valor que ya tuviese la variable CLASSPATH le añadimos %CLASSPATH%
316
Unidad 3.2 Estructura de datos
Creamos los directorios donde van a estar nuestras clases es\java\aula\mentor\\practicas31 y es\java\aula\mentor\\practicas31\vehiculos
Desde el directorio es\java\aula\mentor\practicas31\vehiculos, con un editor de texto (por ejemplo Notepad) vamos a escribir el código fuente de nuestras clases java; el nombre del fichero de la clase debe ser exactamente igual (incluyendo mayúsculas y minúsculas) al de la clase Java que vamos a desarrollar. Empezamos con la clase Vehiculo.java
317
MODULO 3
El código del interface podría quedar como sigue:
Seguimos con la clase Coche que implementa el interface Vehiculo
318
Unidad 3.2 Estructura de datos
Ahora toca el turno a la clase Moto que también implementa el interface Vehiculo
Ya
podemos
implementar
la
clase
Garaje,
desde
el
directorio
es\java\aula\mentor\practicas31
319
MODULO 3
Por último la clase PracticaA, que contiene el método main podría quedar como sigue:
320
Unidad 3.2 Estructura de datos
Para compilar un posible orden sería el siguiente:
Para ejecutar la aplicación
Ahora realizaremos la misma práctica con Eclipse
Arrancar Eclipse, ejecutando c:\eclipse3.5.2\eclipse.exe Seleccionar la ubicación del “workspace” (o área de trabajo).
321
MODULO 3
Aparecerá la pantalla para empezar a trabajar.
322
Unidad 3.2 Estructura de datos
Verificar que la perspectiva Java está abierta, y sino cambiar a ella
Crear un proyecto nuevo de nombre Practicas31
Darle el nombre y seleccionar Finish. Crear un interface Java nuevo llamado Vehiculo, especificando el paquete es.java.aula.mentor.practicas31.vehiculos
323
MODULO 3
La interface quedaría como sigue:
A continuación creamos la clase Coche, en el mismo paquete que el interface Vehiculo e indicamos que vamos a implementar dicho interface
324
Unidad 3.2 Estructura de datos
325
MODULO 3
Realizamos el mismo proceso para la clase Moto
Creamos la clase Garaje en el paquete es.java.aula.mentor.practicas31, que es la que va a contener a los distintos vehiculos package es.java.aula.mentor.practicas31; import es.java.aula.mentor.practicas31.vehiculos.Vehiculo; public class Garaje { // Atributos. private Vehiculo[] vehiculos = null; private int precio = 0;
326
Unidad 3.2 Estructura de datos
// Constructores. public Garaje(int param1, int param2) { vehiculos = new Vehiculo[param1]; precio = param2; } // Métodos. public boolean ingresarVehiculo(Vehiculo param) { boolean sw = false; for(int i=0; i
327
MODULO 3
if(vehiculos[i] != null) cont++; } return cont; } }
Finalizamos creando la clase PracticaA, marcando que nos cree el método main
quedando la clase de la siguiente manera:
328
Unidad 3.2 Estructura de datos
Verificar que todas las clases están grabadas. Para ello utilizar Ctrl + S en cada clase o en File -> Save All Para ejecutar la aplicación, seleccionar encima de la clase PracticaA con el botón derecho del ratón Run As -> Java Application
329
MODULO 3
330
Unidad 3.2 Estructura de datos
PRÁCTICA B: Desarrollar, tanto en la JDK de Sun como en Eclipse, un sistema de gestión de pacientes. Tendremos un archivador donde iremos guardando todas las fichas de los pacientes. Las fichas contienen la siguiente información: nombre, apellidos y edad. Todas las fichas que vayamos creando, se podrán guardar o eliminar del archivador. Al archivador también le podremos pedir un listado. Este listado consistirá en imprimir por pantalla el número de fichas guardadas, así como el contenido de las fichas. Todas las clases se guardarán en el paquete es.java.aula.mentor.practicas31. La clase PracticaB tiene un método main en el que se crea un archivador, dos o tres fichas que se guardarán en el archivador, se listará el contenido, se eliminará alguna ficha y se volverá a listar su contenido. NOTA: Realizar esta práctica mediante Colecciones. Reutilizaremos los directorios, paquetes .... realizados en la PracticaA. Solución con la JDK De Sun En el directorio es\java\aula\mentor\practicas31\, mediante el notepad, creamos la clase Ficha
331
MODULO 3
A continuación nos creamos la clase Archivador, que es la que va a contener a las fichas
Por último nos creamos la clase PracticaB con el main.
332
Unidad 3.2 Estructura de datos
El orden de compilación debe de ser el siguiente:
Ejecutamos la práctica
333
MODULO 3
Ahora realizaremos la misma práctica con Eclipse. Arrancar Eclipse, ejecutando c:\eclipse3.5.2\eclipse.exe Seleccionar la ubicación del “workspace” (o área de trabajo). Ya tenemos creado el proyecto Practicas31, utilizado en la Práctica A. Vamos a crear la clase Ficha, perteneciente al paquete es.java.aula.mentor.practicas31
Continuamos con la clase Archivador
334
Unidad 3.2 Estructura de datos
Y finalmente con la clase PracticaB
Ejecutamos la clase, obteniendo la siguiente salida
335
MODULO 3 JAVA AVANZADO
En esta Unidad hemos visto como trabajar con los conjuntos de datos, como una sola variable u objeto. Los dos grandes grupos que permiten tratar con conjuntos de datos son:
Arrays: -
Tienen un tamaño estático
-
Su tamaño se conoce mediante el atributo length.
-
Puede almacenar tanto tipos primitivos como tipos complejos.
-
Solo pueden albergar elementos de un tipo.
-
Tienen un tamaño dinámico
-
Su tamaño se conoce mediante método size().
-
Puede almacenar solo tipo complejos, ya sean del
Colecciones:
mismo o distinto tipo. Las Colecciones se clasifican en dos grandes grupos:
java.util.Collection que trabaja con elementos de tipos complejos de forma conjunta. Se clasifican a su vez en: -
java.util.Set: Representa colecciones que no permiten tener elementos duplicados. java.util.HashSet se utiliza para acceso aleatorio, java.util.LinkedHashSet se utiliza para el acceso según su orden de inserción y java.util.TreeSet depende de la implementación del método public int compareTo(Object o);
-
java.util.List: Representa colecciones que pueden
-
tener elementos duplicados. java.util.ArrayList utilizado para accesos aleatorios, java.util.LinkedList utilizado cuando se necesita añadir o eliminar elementos del comienzo y final de la lista y java.util.Vector que es como el ArrayList, pero sincronizado.
Unidad 3.1 Estructura de datos
java.util.Map que trabaja con elementos del tipo clave/valor. Se clasifican a su vez en: -
java.util.HashMap: Ofrece un tiempo de acceso óptimo cuando dicho acceso es aleatorio.
-
java.util.Hashtable: Es la versión sincronizada de HashMap.