Clases y métodos abstractos

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Introducción a la programación orientada a objetos en Java

69 notes

Universidad de los Andes

Introducción a la programación orientada a objetos en Java

69 notes

¡Le damos la bienvenida al curso de Introducción a la programación en java por objetos de la Universidad de los Andes! El propósito de este curso es ofrecerle un ambiente interactivo orientado a construir aprendizajes sobre el lenguaje de la programación en Java para la creación y manipulación de objetos. La estrategia pedagógica empleada es el aprendizaje activo basado en casos. Es un curso altamente interactivo que constantemente lo reta a responder preguntas, verificar su comprensión, ejercitarse en código, resolver casos en diferentes niveles y múltiples oportunidades para pasar de la teoría a la práctica con actividades formativas que le permitirán ganar puntos de experiencia, puntos de competencia y puntos de habilidad, con los cuales desarrollará habilidades de abstracción y de programación. Además, podrá utilizar dos aplicaciones web desarrolladas por la Universidad de los Andes que son novedosas e importantes para el desarrollo de habilidades de programación: 1. CupiExámenes: Software de ejercitación en código Java, que ofrece retroalimentación automática sobre la escritura incorrecta del código y califica el proceso de programación es decir, le indica si el resultado está bien o mal, dónde se equivocó y por qué. 2. CupiTips: Es otra aplicación web donde puede encontrar una lista de errores comunes que se cometen al programar en Java y le permite al estudiante corregirlos de manera que pueda aprender de ellos. La Universidad de los Andes está poniendo a su disposición y de forma gratuita estas aplicaciones, así como los libros que le permitirán nivelarse o aclarar algunos conceptos importantes, si así lo necesita para poder tomar este curso. Tenga en cuenta que el tiempo estimado para la realización de las actividades de cada módulo es de 14 horas en promedio. Usted puede invertir este tiempo en un periodo de 1 o 2 semanas por módulo, de acuerdo con sus posibilidades y necesidades educativas. Así mismo le recomendamos que desarrolle todas las actividades educativas en el orden propuesto, de manera que pueda sacar mejor provecho de este curso.

À partir de la leçon

Módulo 4: Herencia

¡Le damos la bienvenida al módulo 4! Es un hecho que los programas de computador que se construyen deben evolucionar a medida que el problema y el contexto en el que éste ocurre cambian. Un programa de buena calidad es aquel que además de resolver el problema actual que se plantea, tiene una estructura que le permite evolucionar a costo razonable. No nos interesa construir un programa que tengamos que rehacer cada vez que algún aspecto del problema cambie o un nuevo requerimiento aparezca. Además de hacer evolucionar los programas a bajo costo, nos enfrentamos siempre al reto de hacer las implementaciones de la manera lo más eficiente posible (en tiempo e inversión). Para esto, lo ideal sería aprovechar otros desarrollos previos que nos ayuden en la construcción de nuestro programa. Esta es la idea del mecanismo de reutilización de clases denominado herencia, tema de este módulo. Imagínese los elevados costos si cada vez que nos lanzamos a construir un nuevo programa debemos partir desde cero. En este módulo vamos a enfrentarnos al problema de hacer implementaciones eficientes de programas: vamos a utilizar el mecanismo de herencia que nos permitirá reutilizar código de clases que ya implementamos para acelerar el tiempo que toma programar nuevas clases. A través del módulo nos familiarizaremos con los conceptos de superclases y subclases, entenderemos cómo a través de la visibilidad de los atributos y métodos podremos tener mayor o menor versatilidad al momento de implementar nuevas clases usando herencia. También explicaremos qué es una clase abstracta y sus implicaciones en el mundo del problema. Tenga en cuenta que el tiempo estimado para la realización de todas las actividades de este módulo es de cerca de 15 horas, tiempo que usted puede invertir de acuerdo con sus posibilidades. Le recomendamos que desarrolle todas las actividades en el orden propuesto y que considere hacerlo en un tiempo de dos semanas.

Tipos de herencia5:01

Atributos compartidos3:02

Sobreescritura de métodos3:10

Caso de estudio de líneas telefónicas4:50

Clases y métodos abstractos10:28

Polimorfismo4:36

Instrucción instanceof2:55

Colecciones e iteradores6:16

Rencontrer les enseignants

Marcela Hernández Hoyos
Profesora Asociada
Ingeniería de Sistemas y Computación
Álvaro Andrés Gómez D’Alleman
Coordinador Académico
Ingeniería de Sistemas y Computación
Juan Pablo Reyes Gómez
Investigador en Computación Gráfica y Astrofísica
Ingeniería de Sistemas y Computación

[MÚSICA]

[MÚSICA]

Hola,

en esta oportunidad

profundizaremos un poco más en los temas relacionados con la herencia,

para esto revisaremos los temas de clases y métodos abstractos,

polimorfismo y la clase Object,

aprenderemos a usar la instrucción instanceof,

revisaremos el concepto de generics,

aprenderemos el uso de una interface

y aprenderemos sobre colecciones e iteradores.

Iniciemos con el tema de métodos y clases abstractas,

recordemos que previamente habíamos definido una relación de herencia

para modelar los diferentes tipos de recetas que sabe preparar nuestro cocinero,

en particular, habíamos definido dos agrupaciones para las recetas,

comidas y bebidas,

en nuestra solución actual tenemos entonces

la clase de comida de la cual heredan todas las comidas que sabe preparar el cocinero

y la clase de bebida de la cual hereda todas las bebidas que sabe hacer.

Recordemos que estas clases nos permiten agrupar el comportamiento común

usando, por ejemplo, atributos que se pueden compartir con sus clases hijas.

Sin embargo,

con esta solución existe la posibilidad de crear instancias de la clase comida

y de la clase bebida,

pero esto no tiene mucho sentido,

ya que, por ejemplo, la comida es un concepto abstracto

que nuestro cocinero no puede preparar y un cliente no puede consumir.

El cocinero puede preparar una receta concreta,

es decir, una pizza o una carne, por ejemplo.

Para evitar este inconveniente,

podemos aprovechar el concepto de clases abstractas,

estas clases tendrán la misma funcionalidad de las clases comida y bebidas

y nos permitirán agrupar comportamiento común,

por ejemplo, con atributos compartidos.

Igualmente nos permitirán definir métodos comunes a todas las clases hijas.

Sin embargo, no permite la creación de instancias,

ya que como su nombre lo indica, hacen referencia a un concepto abstracto

del cual no se pueden crear objetos concretos.

veamos cómo se declara una clase abstracta.

Hasta ahora para declarar una clase hemos indicado su visibilidad

usando por ejemplo la palabra public,

hemos indicado que es una clase y posteriormente hemos indicado su nombre.

Para declarar una clase abstracta reemplazaremos la palabra class,

por las palabras abstract y class.

Veamos un ejemplo,

declaremos

la clase bebida,

indicaremos que la visibilidad en este caso es pública,

indicaremos que es una clase abstracta usando la palabra abstract

y posteriormente indicaremos la palabra class,

pondremos su nombre

que en este caso es bebida y no olvidemos abrir y cerrar llaves

para escribir entre ellas el cuerpo de la clase.

Para la declaración de las clases hijas, por ejemplo, en la clase té,

no debemos hacer ningún cambio, simplemente seguimos indicando que hereda de bebida,

hasta el momento no hemos hecho mayor cambio,

ya que el cuerpo de las clases bebida y comida seguirá siendo el mismo

y la relación de herencia también,

lo único nuevo es que no podemos crear objetos de comida y bebida.

Aprovechemos un poco más el concepto de clases abstractas

y tratemos de resolver un nuevo requerimiento.

Ahora, nos han solicitado poder conocer el tiempo de preparación

de cada una de las recetas que sabe hacer el cocinero.

Una primera solución puede ser crear un método

y algunos atributos, si es necesario, en cada clase

que representa una receta.

Esto quiere decir que cada clase conocerá su tiempo de preparación y lo podrá indicar.

Sin embargo, esta solución genera un riesgo,

ya que debemos ser cuidadosos de agregar la información

del tiempo de preparación

cada vez que creemos una nueva clase que represente una receta,

un comentario general sería que podríamos tener la información en cada clase,

pero cada una de ellas podria entregarla de manera diferente,

una, por ejemplo, un método de dar tiempo,

otra es un método de dar tiempo preparación

y así sucesivamente.

Una solución a este problema

puede ser, aprovechar la relación de herencia,

la cual nos permite agrupar comportamiento común,

ya sabemos definir atributos compartidos,

pero ahora queremos asegurar que todas las clases tendrán el mismo método,

es decir, con el mismo nombre,

sin embargo, el cuerpo podrá variar,

ya que puede ser diferente la forma en que se calcula el tiempo de preparación

de una pizza y el tiempo de preparación de un pan.

Para esto definiremos un método abstracto en las clases abstractas,

el cual nos permitirá forzar a que todas las clases hijas tengan el mismo método,

pero sin necesidad de implementar su cuerpo.

Veamos cómo se implementa un método abstracto,

definiremos una visibilidad,

la cual puede ser publica o protegida,

indicaremos que es un método abstracto, usando la palabra abstract,

indicaremos el tipo de retorno, el nombre del método,

los parámetros que requiere

y finalizaremos con un punto y coma.

Esto quiere decir que la declaración del método sólo tendrá la asignatura,

no tendrá ningún cuerpo,

esto se debe a que serán las clases hijas las que se encarguen de implementar

el cuerpo de este método.

Veamos un ejemplo,

declarando un método abstracto

para informar el tiempo de preparación de la clase bebida.

Recordemos la declaración,

indicaremos para este caso que la visibilidad es pública,

usaremos la palabra abstract para indicar que es un método abstracto.

Digamos que retorna un valor de tipo entero,

el cual corresponde a los minutos que toma la preparación,

asignaremos como nombre, dar tiempo de preparación

y diremos que se requiere conocer la cantidad de porciones

para poder informar el tiempo de preparación.

No olvidemos que como solo debemos declarar la asignatura,

terminaremos con punto y coma,

de esta forma obligaremos a que todas las clases hijas de bebida tengan este método,

por ejemplo, la clase Té,

lo deberá tener e implementar su cuerpo.

En este caso, hemos dicho que preparar un Té toma dos minutos por cada porción,

es importante notar que en la asignatura del método

en la clase Té no aparece la clase abstract,

esto se debe a que esta clase sí ha implementado un cuerpo

para este método.

Ahora resolvamos la siguiente pregunta,

ya sabemos que existe una relación de herencia

entre las clases abstractas y las clases concretas

que hemos definido para modelar las recetas,

¿pero cómo modelar una relación entre el cocinero y sus recetas?

Una primera opción sería usar varios arreglos

de tamaño variable, uno por cada tipo de receta que el cocinero pueda preparar,

por ejemplo,

un arreglo para las pizzas, uno para las carnes, uno para los tés,

otro para los pollos y así sucesivamente.

Esto en código sería algo dispendioso,

tendríamos un arraylist de pizzas, un arraylist de carnes, uno de tés,

uno de pollos y así sucesivamente hasta completar todas las recetas,

pero,

aunque es dispendioso, con el conocimiento que tenemos hasta el momento

es una solución válida y lo podemos hacer.

Con esta solución trataremos de responder al siguiente reto,

¿cuál es la comida que más tiempo de preparación requiere?

Con los conocimientos que tenemos hasta ahora

podríamos hacer un recorrido total por las pizzas

buscando la de mayor tiempo de preparación,

suponiendo que cada una tiene un tiempo de preparación diferente,

un recorrido total por las carnes, un recorrido total por los pollos

y así sucesivamente,

una vez tengamos todos los mayores,

los compararemos y escogeremos el mayor resultado de todos.

Una mejor opción, puede ser aprovechar la relación de herencia,

para esto, iniciemos cambiando la forma en que modelamos la relación del cocinero

y usemos únicamente dos arreglos de tamaño variable,

el primero será de comidas

y el segundo de bebidas,

al implementar esto, en la clase cocinero, tendremos un arraylist de comidas

y uno de bebidas.

Con esta nueva declaración volvamos a nuestro reto,

recordemos que era conocer la comida que más tiempo tomaba preparar,

ahora simplemente recorreremos todas las comidas

y escogeremos la de mayor tiempo de preparación.

Implementemos esta solución,

pero antes recordemos los métodos de la clase arraylist,

tenemos el método get para recuperar un elemento,

el método add para agregar un elemento.

El método add que recibe una posición,

el método size, que nos permite conocer la cantidad de elementos en el arreglo

y el método remove, el cual nos permite eliminar un elemento de la red.

Habiendo recordado esto, vayamos a la implementación,

creemos un método que nos devolverá la comida con mayor tiempo de preparación,

definamos una variable comida que nos permita almacenar e informar el resultado,

hagamos un recorrido total por las comidas,

tomemos cada comida y revisemos si tenemos o no una comida más demorada

y si es el caso, comparemos

los tiempos de las dos comidas.

Así tendremos la comida del mayor tiempo de preparación al finalizar el método.

Recordemos que este tipo de recorridos

ya lo habíamos hecho en módulos anteriores,

lo importante es tiene que ser la herencia,

solo debemos hacer un recorrido y no muchos de ellos como en la solución inicial.

Con esto hemos concluido el tema de métodos abstractos

y clases abstractas

[MÚSICA]

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