fundamentos de programación unidad 4
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IV. Programación orientada a objetos y modelado.
Una de las actividades más comunes en el mundo financiero es la realización de
simulaciones que permitan a los clientes saber el rendimiento de sus productos a través
del tiempo, contemplando diferentes escenarios, así como las posibles situaciones que
pueden presentarse.
Se quiere crear un programa que haga la simulación de un modelo bancario. Un
cuentahabiente tiene nombre, domicilio, teléfono y número de cuenta. Una cuenta, por su
parte, está constituida por tres productos financieros básicos: (1) Una cuenta de ahorro,
(2) una cuenta corriente y (3) un certificado de depósito a plazo fijo (CDPF). Estos
productos son independientes y tienen comportamientos particulares.
El saldo total de la cuenta es la suma de lo que tiene el cliente en cada uno de dichos
productos. En la cuenta corriente el cliente puede depositar o retirar su dinero, este tipo
de cuenta no recibe ningún interés. En la cuenta de ahorros se paga un interés mensual
del 6% sobre el saldo. Cuando el cliente abre un CDPF, define la cantidad de depósito
que quiere invertir y negocia con el banco el interés mensual. A diferencia de la cuenta
corriente o la cuenta de ahorros en un CDPF no se puede realizar ningún retiro o
depósito, las únicas operaciones posibles son abrir o cerrar la cuenta. Si es abrir, el dinero
se toma de la cuenta corriente y si es cerrar, el dinero se deposita en la cuenta corriente
del cliente.
Se requiere que el programa permita a una persona simular el manejo de sus productos
bancarios, dándole las facilidades de: (1) hacer las operaciones necesarias sobre los
productos que existen en las cuentas y (2) avanzar mes por mes para que el cliente
pueda ver el resultado de sus movimientos bancarios.
IV.1. Características del modelo orientado a objetos
Una vez teniendo la definición del problema se deben establecer los requerimientos
funcionales. Un requerimiento funcional es una operación que el programa debe de
proveer al usuario y se describe a través de cuatro elementos:
Nombre
Operación
Entradas
Resultado
Una de las primeras actividades es identificar las entidades que intervienen en el
problema. Estas entidades pueden ser concretas como una persona o abstractas como un
concepto.
En la programación orientada a objetos las entidades se denominan clases y serán los
elementos básicos del diseño y posteriormente de la implementación.
Una vez identificadas las entidades, el siguiente paso es establecer las características de
cada entidad. Por cada característica se debe asignar la entidad a la que pertenece,
además se tiene que registrar el nombre de la característica, descripción y conjunto de
valores permitidos.
A las características en la programación orientada a objetos se les denomina atributos y al
igual que las clases son parte fundamental del diseño.
Del problema anterior realice:
Entidades:
Entidad Descripción
Características
Entidad Nombre Descripción Conjunto de Valores permitidos
Requerimientos Funcionales:
Requerimiento Funcional 1
Nombre
Operación
Entrada
Resultado
Requerimiento Funcional 2
Nombre
Operación
Entrada
Resultado
Requerimiento Funcional 3
Nombre
Operación
Entrada
Resultado
Requerimiento Funcional 4
Nombre
Operación
Entrada
Resultado
IV.2. Elementos primordiales en el modelo de objetos
Introducción:
Si se quiere construir una caseta para un perro se puede comenzar muy bien con un
montón de de madera, algunos clavos y unas cuantas herramientas (martillo, serrucho,
cinta métrica, etc.). En pocas horas y con poca planificación previa, es posible que
termine una caseta razonablemente funcional, y que probablemente la pueda realizar sin
ayuda de nadie. Si no sale bien, siempre se puede volver a empezar o buscar un perro
menos exigente.
Si se quiere construir una casa para una familia, se puede comenzar con un montón de
madera, algunos clavos, y unas cuantas herramientas básicas, pero va a llevar más
tiempo y con seguridad, la familia será más exigente que el perro. En este caso, a menos
que se haya hecho antes muchas veces, se obtendrá un resultado mejor haciendo una
planificación detallada antes de golpear el primer clavo o echar los cimientos. Como
mínimo, se debe realizar algunos bocetos del aspecto que se quiere que tenga la casa.
Aunque es humanamente posible que uno se construya su propia casa, será mucho más
eficiente trabajar con otros o comprar material pre-construido. Mientras se cumplan los
planes y se permanezca dentro de las limitaciones de tiempo y dinero, es muy probable
que la familia esté satisfecha. Si no sale bien, no se puede cambiar precisamente de
familia, así que es mejor establecer las expectativas al principio y controlar los cambios
cuidadosamente.
Programador
Actividades para el modelado de Clases
• Identificar entidades
• Modelar sus características
• Buscar relaciones entre las entidades
• Describir los requerimientos funcionales
• Documentar
Curiosamente, un montón de empresas de desarrollo de software comienza queriendo
construir rascacielos, pero enfocan el problema como si estuvieran enfrentándose a la
caseta de un perro. Dada la creciente demanda de desarrollo de software en la era de
Internet, los equipos de desarrollo a menudo recurren a la única cosa que realmente
saben hacer bien: toneladas de líneas de código. Si realmente se quiere construir el
software equivalente a una casa o un rascacielos, el problema es algo más que una
cuestión de escribir grandes cantidades de software. De hecho, el truco está en crear el
software apropiado y en imaginar cómo escribir menos software.
Los proyectos que fracasan lo hacen por circunstancias propias, pero todos los proyectos
con éxito se parecen en muchos aspectos. Hay muchos elementos que contribuyen a que
una empresa de software sea exitosa; uno de estos elementos es el modelado.
El Modelado es una técnica de ingeniería probada y bien aceptada. Construimos modelos
arquitectónicos de casa, rascacielos, puentes, carreteras, etc., para ayudar a sus usuarios
a visualizar el producto final. Incluso podemos construir modelos matemáticos para
analizar los efectos de vientos o terremotos sobre nuestros edificios.
¿Qué es un Modelo?
“Un Modelo es una simplificación de la realidad.”
¿Por qué Modelamos?
Construimos modelos para comprender mejor el sistema que estamos desarrollando.
El Modelado no es sólo para los grandes sistemas. Incluso el equivalente software de una
caseta de perro puede beneficiarse de algo de modelado. Sin embargo, es absolutamente
cierto que, cuanto más grande y complejo es el sistema, el modelado se hace más
importante, por una simple razón:
Construimos modelados de sistemas complejos porque no
podemos comprender el sistema en su totalidad
IV.3. Representación gráfica del diseño
Clases
Una clase es una descripción de un conjunto de objetos que comparten los mismos
atributos, operaciones, relaciones y semántica.
En el Lenguaje Unificado de Modelado (UML, Unifield Modeling Language), una clase es
representada por un rectángulo que posee tres divisiones:
En donde:
La parte superior: Contiene el nombre de la Clase
La intermedia: Contiene los atributos (o variables de instancia) que caracterizan a
la Clase (pueden ser private, protected o public).
La parte Inferior: Contiene los métodos u operaciones, los cuales son la forma
como interactúa el objeto con su entorno (dependiendo de la visibilidad: private,
protected o public).
Atributos y Métodos:
Atributos:
Los atributos o características de una Clase pueden ser de tres tipos, los que definen el
grado de comunicación y visibilidad de ellos con el entorno, estos son:
public (+, ): Indica que el atributo será visible tanto dentro como fuera de la
clase, es decir, es accsesible desde todos lados.
private (, ): Indica que el atributo sólo será accesible desde dentro de la
clase (sólo sus métodos lo pueden accesar).
protected (#, ): Indica que el atributo no será accesible desde fuera de la
clase, pero si podrá ser accesado por métodos de la clase
además de las subclases que se deriven (herencia).
acceso Cada variable tiene asociado un tipo que se utiliza para controlar el acceso.
Entre estos se encuentran:
public Esta variable se puede acceder desde cualquier clase.
private Esta variable solo es accesible desde la clase.
Nombre de la clase
Atributos
Comportamiento
protected Esta variable es accesible en todo el paquete y en clases
derivadas de otros paquetes.
defecto Si no especifica ningún tipo de acceso, se utiliza el acceso por
defecto, esto significa que la variable es accesible desde
cualquier clase del paquete.
Nota: Violar las normas de acceso da como resultado un error al compilar el
programa.
static Declara la variable como variable de las clase y no del objeto. Esto es que
solamente puede existir una variable en toda la clase.
Métodos:
Los métodos (también llamados funciones o procedimientos en otros lenguajes de
programación) son mini programas dentro de un programa. Por medio de los métodos se
pueden dividir tareas de un proyecto, lo cual lo hará más manejable.
Los métodos u operaciones de una clase son la forma en como ésta interactúa con su
entorno, éstos pueden tener las características:
public (+, ): Indica que el método será visible tanto dentro como fuera de
la clase, es decir, es accsesible desde todos lados.
private (, ): Indica que el método sólo será accesible desde dentro de la
clase (sólo otros métodos de la clase lo pueden accesar).
protected (#, ): Indica que el método no será accesible desde fuera de la
clase, pero si podrá ser accesado por métodos de la clase
además de métodos de las subclases que se deriven
(herencia).
acceso static tipo NombreDelMétodo (Lista de Argumentos) {
Declaración de variables del método
Sentencias del método
[return tipo;]
Donde:
acceso Cada método tiene asociado un tipo que se utiliza para controlar el acceso al
método. Entre estos se encuentran:
public Este método público se puede llamar de cualquier código que tenga
acceso a la clase.
private Este método privado solo puede ser llamada desde otro método de
la clase en que se definió el método privado.
protected Este método protegido se puede llamar desde otros métodos de la
clase en que el método esta definido y por cualquier otro método de
las clases que heredan de la clase en que está definido el método.
También está disponible en cualquier objeto de las clases
pertenecientes al mismo paquete que la clase en que está definido
el método.
defecto Si no especifica ningún tipo de acceso, se utiliza el acceso por
defecto, esto significa que el método es accesible a todas las clases
contenidas en le mismo paquete, pero no esta accesible fuera de
ese paquete.
static Declara el método como método de la clase y no como método del objeto (no
hereda el método).
Nota: Un método declarado como static solo puede ser llamado por otro método static
y hacer referencia a variables static.
Ejercicio:
Elabore un método que envíe el nombre de una persona y regrese el número de vocales
que contiene.
Diagrama de Objetos
Se usan para mostrar el estado del sistema en un momento concreto
Ejemplo: Se desea representar un triangulo, el cual está definido por tres puntos, cada
uno de los cuales tiene dos coordenadas X, Y. El triangulo tiene además color de línea y
un color de relleno, un color por su parte está definido por tres valores numéricos entre 0 y
255 (estándar RGB por RedGreenBlue). El primer valor numérico define la intensidad del
rojo, el segundo el verde y el tercero el azul. Además el triangulo tendrá las funciones de
calcular el perímetro del triangulo y calcular el área.
Triangulo
Punto1Punto2Punto3
ColorLineaColorRelleno
Calcula_Perimetro()Calcula_Area()
Punto
XY
Color
RojoVerdeAzul
13
12
El diagrama de objetos se estipula de la siguiente forma:
Ejercicio:
Del siguiente diseño, dibuje una instancia de objetos con su nombre, fecha de nacimiento
y fecha de ingreso al Tecnológico de Aguascalientes.
ColorRelleno : Color
Rojo = 5Verde= 170Azul = 47
Isósceles : Triangulo
Punto1 : Punto
X = 10Y = 10
Punto2 : Punto
X = 20Y = 20
Punto3 : Punto
X = 50Y = 70
ColorLínea : Color
Rojo = 105Verde= 100Azul = 240
Objeto : Clase
Atributo1 = Expresión…
Estudiante
NombreApellidoPApellidoM
FechaNFechaIngreso
Fecha
díamesaño
12
Constructores:
Un constructor es un método de propósito específico que se ejecuta automáticamente
cuando se crea un objeto de una clase. Un constructor sirve para inicializar las variables
de clase. Los constructores tienen el mismo nombre que la clase, además no tienen valor
de retorno (incluso ni void) y están clasificados en constructores por defecto y
alternativos/sobrecargados.
Constructores por defecto
Un constructor que no tiene parámetros se le llama constructor por defecto. Un
constructor por defecto normalmente inicializa las variables con un valor por default.
class Punto
{
private int x;
private int y;
Punto () { //constructor por defecto
x = 0;
y = 0;
}
Punto (int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
Regla: Java crea automáticamente un constructor por defecto cuando no existe
otro constructor. Tal constructor inicializa las variables tipo int, float, double,
long con cero, las booleanas con false y las referencias con null.
Precaución: Tenga cuidado con la declaración de una clase que sólo tenga un
constructor con argumentos. En ese caso si se omite un constructor sin
parámetros no será posible utilizar el constructor por defecto.
class Punto {
private int x;
private int y;
….
}
….
Punto primerPunto = new Punto(); // no es posible utilizar este constructor
Constructores alternativos/sobrecargados
A un constructor con parámetros se le denomina constructor alternativo/sobrecargado
class Punto {
private int x;
private int y;
Punto () { // constructor por defecto
x = 0;
y = 0;
}
Punto (int x, int y) { // constructor alternativo
this.x = x;
this.y = y;
}
Destructores:
Un destructor es una función miembro con igual nombre que la clase, pero precedido por
el carácter ~. Una clase sólo tiene una función destructor que, no tiene argumentos y no
devuelve ningún tipo. Un destructor realiza la operación opuesta de un constructor,
limpiando el almacenamiento asignado a los objetos cuando se crean. Java no posee
destructores y para recuperar un objeto lo hace por medio del recolección de basuras.
Clase Abstracta:
Una clase abstracta es aquella clase que tiene por lo menos un método abstracto
(Declarado pero no definido) y se denota poniendo el nombre de la clase en letras
"itálicas". Una clase abstracta no puede ser instanciada pues posee métodos abstractos
(aún no han sido definidos, es decir, sin implementación). La única forma de utilizarlas es
declarar subclases que redefinan los métodos abstractos, es decir, que definan el cuerpo
de cada método abstracto.
Herencia:
Indica que una subclase hereda los métodos y atributos de una Súper Clase, por ende la
Subclase además de poseer sus propios métodos y atributos, poseerá las características
y atributos visibles de la Súper Clase (public y protected), ejemplo:
En la figura se especifica que Auto y Camión heredan de Vehículo, es decir, Auto posee
los atributos de Vehículo (dueño, puertas, ruedas) además posee algo particular que es
Descapotable, en cambio Camioneta también hereda los atributos de Vehículo (dueño,
puertas, rudas) pero posee como particularidad propia tara y carga.
Asociación:
La relación entre clases conocida como Asociación, permite asociar objetos que
colaboran entre sí. Cabe destacar que no es una relación fuerte, es decir, el tiempo de
vida de un objeto no depende del otro.
Ejemplo:
Un cliente puede tener asociadas muchas Órdenes de Compra, en cambio una orden de
compra solo puede tener asociado un cliente.
Dependencia o Instanciación (uso):
Representa un tipo de relación muy particular, en la que una clase es instanciada (su
instanciación es dependiente de otro objeto/clase). Se denota por una flecha punteada.
El uso más particular de este tipo de relación es para denotar la dependencia que tiene
una clase de otra, como por ejemplo una aplicación grafica que instancia una ventana (la
creación del Objeto Ventana esta condicionado a la instanciación proveniente desde el
objeto Aplicación):
Cabe destacar que el objeto creado (en este caso la Ventana gráfica) no se almacena
dentro del objeto que lo crea (en este caso la Aplicación).
Ejercicios:
1. Se tiene una tienda “La Económica” que vende 4 productos, cada uno de los cuales
maneja la siguiente información. (1) Nombre del producto (2) Tipo (puede ser
producto de papelería, supermercado o farmacia) (3) Cantidad actual (numero de
unidades disponibles en la tienda) (4) Stock mínimo (numero de productos que
como mínimo deben de existir en la tienda) (5) Precio base de venta. Para calcular
el precio final de cada producto se le tiene que sumar los impuestos que marca la
ley: los de papelería tienen un 16% de IVA, los de supermercado un 4% y los de
farmacia un 0%. Las operaciones que debe de manejar son 1) Venta de un producto
a un cliente, 2) realizar un pedido cuando el stock esta por debajo del mínimo, 3)
Mostrar algunas estadísticas. (a) Producto mas vendido (b) Producto menos vendido
(c) Total de dinero de las ventas y (d) Promedio de ventas de la tienda (Valor total
de las ventas entre el numero total de unidades vendidas)
Determine:
A. Diagrama de clases (Nombre, Atributos y Comportamiento)
B. Asociación
C. Dependencia o instanciación
D. Diagrama de Objetos, bajo los siguientes supuesto:
Suponga que la tienda tiene los siguientes productos:
a. Libreta de apuntes, papelería, $5.50
b. Litro de leche, supermercado, $12.00
c. Jabón en polvo, supermercado, 10.50
d. Aspirina, farmacia, $15.00
E. Los requerimientos funcionales
Además suponga que ya ha vendido 6 libretas, 25 litros de leche, 14 bolsas de
jabón, 7 cajas de aspirinas y en la caja de la tienda no hay dinero.
Por ultimo tenemos la siguiente tabla:
Producto Cantidad en existencia Stock mínimo
Libreta de apuntes 44 15
Leche 15 20
Jabón 36 8
Aspirina 13 11
2. Las universidades de la Laguna contienen un Nombre de Universidad y un Campus.
Por cada universidad tiene Trabajadores los cuales pueden ser Catedráticos o
Administrativos. Los catedráticos tienen una categoría y como actividades tiene
investigación y enseñanza. Los Administrativos contienen un departamento y como
actividades la Administración. También existe los estudiantes, que pueden ser de
Maestría o Doctorado. Los estudiantes de Maestría tiene las propiedades de titulado
y las características de colaborador, mientras que los estudiantes de Doctorado
tiene Programa al que pertenecen y como característica realiza tesis.
Determine:
A. Los requerimientos funcionales
B. Diagrama de clases (Nombre, Atributos y Comportamiento)
C. Asociación
D. Dependencia o instanciación
E. Diagrama de Objetos
Universidad de la Laguna
Universidad de Durango
Universidad de Lerdo
Producto de Aprendizaje 4.1: Elabore lo que se le solicita:
1. Del siguiente diseño describa los siguientes puntos:
a) Clases concretas
b) Clases abstractas
c) Herencia
d) Asociación
e) Dependencia o instanciación
2. La empresa de de publicidad Megáfono SA de CV tiene varios proyectos que
maneja varia información entre la que se encuentra descripción del proyecto, fecha
de inicio, fecha de fin y presupuesto, cada proyecto se asocia con varios procesos.
La información que maneja los procesos es: Descripción del proceso, costo y
objetivo. Cada proceso tiene asociada varias personas. Cada persona maneja la
información de nombre de la persona, RFC y correo electrónico. Cada persona se
asocia con varios roles. Cada rol maneja la información de descripción, evaluación y
grado de responsabilidad. De cada personal herede JefeProyecto, Analista y
Desarrollador. Cada clase tiene como comportamiento los constructores y los
destructores.
Determine:
A. Diagrama de clases (Nombre, Atributos y Comportamiento)
B. Asociación
C. Dependencia o instanciación
D. Los requerimientos funcionales
3. Investigar y entregar el siguiente punto:
Consorcio
NombreDomicilio
Teléfono
CreaProductoA()CreaProductoB()
Fabrica 1
ProductoA()ProductoB()
ProductoA
ProductoA2 ProductoA1
Cliente
Fabrica 2
ProductoA()ProductoB()
ProductoB
ProductoB2 ProductoB1
1
*
1
*
*
Producto de Aprendizaje 4.2: Investigue el siguiente tema
IV.4. Relación entre la programación orientada a objetos y la estructurada