libro i. ibm

5/17/2018 Libro I. IBM. - slidepdf.com

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Core JavaCódigo del Curso: CY420Versión: 5.1

Guía del Estudiante

Libro 1: Core Java

IBM TrainingWorldwide Certified Material



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Información Sobre la Publicación

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Marcas Registradas

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HotJava browser, Java Development Kit (JDK), Java, Java Servlet, Solaris, Enterprise

Java Beans, Java Server Pages, JDK, JSP – Sun Microsystems, Microsoft MAKECAB,Windows operating system, ASP, VB, .NET, VC++, Microsoft Access, Microsoft SQLServer, Microsoft ODBC for Oracle – Microsoft Corp, WinZip – Nico Mak Computing,Inc., Time – Time Warner, JDBC – Javasoft, Oracle – Oracle Corporation, Sybase –Sybase Inc., UDB DB2 – IBM.

Edición Octubre 2007

La información contenida en este documento no ha sido sometida a ninguna pruebaformal de IBM y es distribuida básicamente “como es" sin ninguna garantía ya seaexpresa o implícita. El uso de esta información o la implementación de cualquiera deestas técnicas es responsabilidad del comprador y dependerá de la habilidad de éstepara su evaluación e integración en el ambiente operacional del comprador. A pesar deque cada tema ha sido revisado por IBM para su exactitud en una situación específica,no hay garantía de que obtener el mismo resultado o uno similar a éste en otrasituación. Los compradores que intenten adaptar estas técnicas a sus propiosambientes lo hacen bajo su propio riesgo.

Copyright International Business Machines Corporation, 2007. All rights reserved.Este documento no puede ser reproducido en su totalidad o en parte sin el previopermiso escrito de IBM.

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Guía del Estudiante Core Java

i © Copyright IBM Corp. 2007

Los materiales del curso no pueden ser reproducidos total oparcialmente sin el previo permiso escrito de IBM.

ContenidoDescripción del Curso: Core Java ....................................................................iv Descripción de Unidades................................................................................viii Volumen 1: Fundamentos de Java....................................................................1 Unidad 1: Visión General de Java .....................................................................3

Objetivos del Aprendizaje 3 1. Introducción 4 2. Historia de Java 4 3. Comparación entre Java y C++ 5 4. Características de Java 6 5. La Plataforma Java 11 6. Impacto de Java en la WWW 16 7. Clases y Objetos 17 8. Orientación a Objetos en Java 21 9. Ejemplo de una Aplicación Java 26 10. Ejemplo de Applet Java 27 Resumen 29 Unidad 1: Examen de Autoevaluación 30 Respuestas a la Unidad 1: Examen de Autoevaluación 32

Unidad 2: Operadores, Expresiones y Control de Flujo................................33 Objetivos del Aprendizaje 33 1. Introducción 34 2. Tipos de Datos en Java 34 3. Clases Envolventes 39 4. Math Clases Colaboradoras sobre los Tipos de Datos 44 5. Manejo de String 44 6. Identificadores 50 7. Declaración e Inicialización de Variables 51 8. Operadores en Java 53 9. Conversión de Tipos 63 10. Arreglos 66 11. Estructuras de Control 71 Resumen 86 Unidad 2: Examen de Autoevaluación 87



Core Java Guía del Estudiante

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Respuestas a la Unidad 2: Examen de Autoevaluación 89 Unidad 3: Lab. de Operaciones, Expresiones y Control de Flujo.................90

Objetivos del Aprendizaje 90 Ejercicios de Laboratorio 91

Volumen 2: Programación Orientada a Objetos.............................................95

Unidad 1: Clases y Objetos..............................................................................97 Objetivos del Aprendizaje 97 1. Introducción 98 2. Clases y Objetos 98 3. Estructura de una Clase Java 101 4. Variables 103 5. Métodos 108 6. Modificadores de Acceso 113 7. Constructores de una Clase 121 8. Sobrecarga de Método 124 9. Clases Anidadas 127 10. Argumentos de Línea de Comandos 130 11. Ciclo de Vida de un Objeto 131 12. Manejo de la Memoria en Java 136 13. Enumeraciones 136 Resumen 138 Unidad 1: Examen de Autoevaluación 139 Respuestas a Unidad 1: Examen de Autoevaluación 141

Unidad 2: Laboratorio de Clases y Objetos..................................................143 Objetivos del Aprendizaje 143 Ejercicios de Laboratorio 144

Unidad 3: Herencia .........................................................................................147 Objetivos del Aprendizaje 147 1. Introducción 148 2. Sintaxis para Declarar Clases Usando Herencia en Java 148 3. Conceptos Esenciales de Herencia 152 Resumen 177 Unidad 3: Examen de Autoevaluación 178 Respuestas a la Unidad 3: Examen de Autoevaluación 180

Unidad 4: Laboratorio de Herencia ...............................................................181 Objetivos de Aprendizaje 181




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Ejercicios de Laboratorio 182 Unidad 5: Clases Abstractas e Interfaces.....................................................183

Objetivos de Aprendizaje 183 1. Introducción 184 2. Clases Abstractas 184

3. Uso de Clases Abstractas 186 4. ¿Qué son las Interfaces? 194 5. Usar Interfaces Como Referencias 202 6. Heredar de una Interfaz 205 7. Opciones de Herencia en Java 208 Resumen 210 Unidad 5: Examen de Autoevaluación 211 Respuestas a la Unidad 5: Examen de Autoevaluación 213

Unidad 6: Laboratorio de Clases Abstractas e Interfaces...........................215 Objetivos de Aprendizaje 215 Ejercicios de Laboratorio 216

Unidad 7: Paquetes.........................................................................................219 Objetivos de Aprendizaje 219 1. Introducción 220 2. Necesidad de los Paquetes 220 3. Crear Paquetes en Java 222 4. Representación del Paquete en el Sistema de Archivos 224 5. Paquetes y Protección de Acceso 227 6. Usar Miembros de Paquetes 235 7. Agrupar Paquetes 239 8. Despliegue de Paquetes 239 9. Paquetes Incorporados en Java Usados Comúnmente 245 Resumen 248 Unidad 7: Examen de Autoevaluación 249 Respuestas a la Unidad 7: Examen de Autoevaluación 251




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Descripción del Curso: Core Java Nombre del Curso

Core Java

Duración

La duración del curso es de 108 horas.

Propósito

Este curso ofrece a los estudiantes un estudio del lenguaje Java. El primer volumen delcurso se ocupa de los fundamentos de Java, del impacto de Java en la Web, laorientación a objetos en Java, operadores y estructuras de control. Los estudiantesaprenderán sobre las características de Java, convenciones de nombres, declaración devariables y su inicialización.

El segundo volumen del curso se ocupa de la programación orientada a objetos.Proporciona una descripción de los miembros de una clase Java, del uso de losmétodos de clase y del manejo de la memoria en Java. Los estudiantes aprenderánsobre los fundamentos de la herencia, de clases, métodos abstractos y las interfaces.También aprenderán sobre los paquetes incorporados comúnmente usados de Java.

El tercer volumen del curso trata de las excepciones y los métodos para lanzarexcepciones. Los estudiantes aprenderán cómo distinguir entre las excepcionesverificadas y no verificadas. También aprenderán sobre cómo crear y usar excepcionesdefinidas por el usuario.

El cuarto volumen del curso proporciona una descripción de las capacidades paraentrada/salida. Trata de los archivos y los flujos, los flujos de caracteres, las claseslectoras y escritoras, además de los archivos de acceso aleatorio. También se ocupa dela serialización de objetos, de la interfaz serializable y de la interfaz externalizable. Losestudiantes estudiarán la clase ObjectOutputStream y la clase ObjectInputStream.

El quinto volumen del curso provee una descripción de las interfaces de usuario usandoAWT y Swing. Se ocupa de las clases y contenedores de AWT, dibujo y actualización delos componentes de la interfaz del usuario. También trata los métodos heredados porlos componentes de AWT de las clases componente y contenedor. Los estudiantesaprenderán sobre los administradores de diseño, además de asociarlos al contenedor.Adicionalmente, obtendrán información sobre el modelo de delegación de eventos y el

manejo de eventos.Se proporciona una introducción a ciertas clases fundamentales de Java. Se ocupa dela arquitectura MVC y las clases Swing, las diferencias entre AWT y Swing, loscomponentes Swing, el API de Java 2D y la representación en 2D.

El sexto volumen del curso introduce a los applets. Se ocupa del ciclo de vida de unapplet, prueba de applets, carga de un applet, métodos de dibujo y manejo de eventos.




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Los estudiantes aprenderán conceptos tales como: usar el API de applet, localizar ycargar archivos de datos, mostrar documentos en un navegador web, comunicación conotros applet y restricciones de seguridad en applets.

El séptimo volumen del curso contiene una introducción a multihilos y redes. Estudia elciclo de vida de los hilos, creación y funcionamiento, realizar subclases de la clase de

hilo e implementar la interfaz Runnable. También se ocupa de la sincronización de hilos,de los métodos y sentencias sincronizadas, además de la comunicación entre hilos. Losestudiantes aprenderán sobre el trabajo con URLs y programación de conectores,clases orientadas a conexión en Java, envío y recepción de datagramas.

El octavo volumen de este curso presenta una descripción del API de colecciones. Seocupa del marco de trabajo para colecciones de Java, de las interfaces eimplementaciones de las colecciones. Presenta la conectividad a la base de datos enJava y las sentencias SQL usadas en los programas Java, además de los pasos queimplica el acceso a base de datos. Los estudiantes aprenderán sobre procedimientosalmacenados, manejo de la transacción, soporte de cursores, procesamiento demúltiples conjuntos de resultados, entre otras funcionalidades de JDBC. Para finalizar

se discute acerca de las características avanzadas, tales como: las consideraciones deseguridad cuando se trabaja con programas Java, los Java beans y los conceptos de lainternacionalización.

El curso incorpora varias sesiones de laboratorios donde los estudiantes obtendránexperiencia práctica en los conceptos de Core Java.

Audiencia

Estudiantes, Profesionales y Gente de Negocios.

Prerrequisitos

CY410, CY350




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Objetivos

Al completar este curso, usted será capaz de:• Entender las características principales de Java.

• Explicar los principios de orientación a objetos en Java.

• Explicar las diferentes estructuras de control usadas en Java.• Explicar la necesidad y el uso de los constructores de una clase.

• Describir cómo se realiza el manejo de la memoria en Java.

• Describir cómo crear jerarquías de herencia.

• Definir y explicar cómo implementar una interfaz.

• Explicar la variable classpath y describir su uso.

• Discutir las excepciones y las técnicas tradicionales para el manejo de errores.

• Describir el manejo de excepciones en Java.

• Examinar las diferentes formas en las que las excepciones pueden ser lanzadas,capturadas y manejadas.

• Exponer la clase File.

• Explicar los diferentes flujos de caracteres y de byte.

• Explicar la interfaz Serializable y la clase ObjectInputStream.

• Describir algunas clases útiles y algunos GUI en AWT.

• Explicar cómo escoger un administrador de diseño y sus responsabilidades.

• Explicar cómo implementar el mecanismo de delegación de eventos.

• Describir la arquitectura MVC.

• Explicar los administradores de diseño definidos en Swing.

• Describir las propiedades de la apariencia de Swing.

• Establecer las diferencias entre un applet y una aplicación.

• Describir los métodos para agregar componentes de UI.

• Mencionar las ventajas del API Applet.

• Explicar los conceptos de hilos y multihilos.

• Explicar cómo crear hilos desde la clase Thread y desde la interfaz Runnable.

• Describir el concepto de sincronización.

• Explicar los métodos y sentencias sincronizadas.

•

Exponer los URLs y las excepciones de URL.• Explicar los conectores orientados a conexión y no orientados a conexión.

• Describir las interfaces de colecciones.

• Describir los algoritmos polimórficos del JDK que operan en las colecciones.

• Discutir el API de JDBC.

• Explicar el manejo de excepciones en JDBC.




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• Explicar el uso de PreparedStatement y CallableStatement en JDBC.

• Mencionar algunas de las clases de soporte de JDBC en Java.

• Explicar la manipulación de objetos de una clase.

• Exponer las características de seguridad cuando se trabaja con programas Java.

• Explicar el empaquetamiento de componentes Java.• Exponer el API Java 2D.

Agenda

Cada unidad en este curso es de 2 horas de duración.




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Descripción de UnidadesVolumen 1: Fundamentos de Java

Unidad 1: Visión General de Java

Esta unidad introductoria proporciona una visión general de Java, incluyendo la historiadel desarrollo de Java, fundamentos básicos de la Programación Orientada a Objetos yaspectos básicos de Java. También cubre la plataforma de Java y su efecto en laWWW.

Unidad 2: Operadores, Expresiones y Flujo de Control

Esta unidad se ocupa de los elementos fundamentales de Java: tipos de datos yvariables, diferentes tipos de operadores en Java y de la precedencia de operadores.También se discuten las conversiones de tipo y las estructuras de control en Java.

Unidad 3: Laboratorio de Operadores, Expresiones y Flujo de ControlEsta unidad de Laboratorio permite al estudiante poner en práctica algunos de losaspectos fundamentales de Java, como operaciones aritméticas, operadores de bits ylazos en Java. Esta actividad se realiza a través de un pequeño conjunto de ejercicios.

Volumen 2: Programación Orientada a Objetos

Unidad 1: Clases y Objetos

El concepto de una clase, el ciclo de vida de un objeto y los constructores de una claseson algunos de los tópicos tratados en esta unidad. Esta unidad también examina las

especificaciones para el control del acceso, cómo declarar variables miembro, métodosmiembro, la manera de acceder a las clases utilizando métodos estáticos, métodossobrecargados y argumentos en la línea de comandos. Finalmente, se ofrece una visióngeneral sobre el recolector de basura.

Unidad 2: Laboratorio de Clases y Objetos

En esta unidad se desarrollan ejercicios de laboratorio para crear clases y objetos,llamar métodos de una clase y sobrecargar métodos de una clase. También proporcionauna ruta de experiencia práctica acerca de los paquetes, el CLASSPATH y suutilización, la protección de acceso mientras se usan los paquetes, miembros depaquetes y cómo importar paquetes. También le permite al estudiante tener una visión

general de los paquetes intrínsecos de Java más usados.

Unidad 3: Herencia

El principal objetivo de esta unidad es entender los aspectos básicos de la herencia,cómo utilizar el modificador súper, cómo crear la herencia multi-nivel y los fundamentosdel método de sobreescritura. También se discute el uso de la palabra clave final paraevitar la sobreescritura y para evitar la herencia.




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Unidad 4: Laboratorio de Herencia

Esta unidad de laboratorio permite al estudiante tener una mejor comprensión delconcepto de herencia y cómo llamar a los métodos de la clase base.

Unidad 5: Clases Abstractas e Interfaces

En esta unidad se discute acerca del modificador abstract y las clases y métodosabstractos. También se discuten las interfaces, su implementación total o parcial, el usode interfaces y referencias, las variables de una interfaz y cómo heredar desde unainterfaz.

Unidad 6: Laboratorio de Clases Abstractas e Interfaces

Esta unidad de laboratorio le ofrece parcialmente al estudiante una exposición del usode las clases abstractas y la necesidad de usar interfaces.

Unidad 7: Paquetes

Los paquetes son un aspecto importante en el estudio de Java. En esta unidad sedefine qué es un paquete, el CLASSPATH y su utilización, además de la protección deacceso mientras se usan los paquetes. También explica cómo utilizar los paquetesmiembro, cómo importar paquetes y se explican algunos de los paquetes intrínsecos deJava más utilizados.

Volumen 3: Manejo de Excepciones

Unidad 1: Manejo de Excepciones y Tipos de Excepciones

El lenguaje Java proporciona algunos mecanismos sofisticados para el manejo de

excepciones, en comparación con otros lenguajes de programación modernos. Estaunidad establece qué es una excepción y discute la importancia del manejo deexcepciones. Proporciona una breve visión del manejo de excepciones en los lenguajesde programación y cómo se aplica en Java. Se examinan los tipos de excepciones, su

jerarquía en Java, las declaraciones try y catch, así como la cláusula finally enJava. Proporciona una visión de las excepciones en tiempo de ejecución (runtime) y losdiferentes métodos para el lanzamiento y propagación de excepciones.

Unidad 2: Lanzamiento y Manejo de Excepciones

Esta unidad trata con los métodos de lanzamiento de excepciones, métodos paramanejar excepciones y las diferentes formas en que las excepciones pueden serlanzadas, capturadas y manipuladas. También se discute el método mediante el cual secrean y usan las excepciones definidas por el usuario.

Unidad 3: Laboratorio de Lanzamiento y Manejo de Excepciones

Basándose en las unidades 1 y 2, esta unidad de Laboratorio proporciona una ruta paraexperimentar en forma práctica cómo manejar excepciones, como usar las cláusulas




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throw y catch aparte de dominar el uso de la cláusula throws. También permite alestudiante aprender a escribir excepciones definidas de usuario.

Volumen 4: Facilidades de Entrada / Salida

Unidad 1: Archivos y Flujos

Esta unidad trata los conceptos File, FileDescriptor, flujos, flujos de caracteres,flujos byte y acceso aleatorio de archivos.

Unidad 2: Laboratorio de Archivos y Flujos

Esta unidad provee un conjunto de ejercicios para aprender acerca de creación dearchivos, lectura y escritura desde y hacia archivos. También provee ejercicios paraacceder a directorios y subdirectorios.

Unidad 3: Serialización de Objetos

La serialización de Objetos es un tópico importante en Java y esta unidad trata sobreese tema, la interfaz Serializable, la interfaz Externalizable, la claseObjectOutputStream y la clase ObjectInputStream.

Unidad 4: Laboratorio de Serialización de Objetos

Esta unidad de laboratorio se construye sobre la base conceptual de la unidad 3 y lepermite al estudiante aprender a realizar la serialización de Objetos en Java.

Volumen 5: Crear Interfaces Usando AWT y Swing

Unidad 1: Componentes y Contenedores AWTEn esta unidad se discute el ‘abstract window toolkit –AWT- (grupo de programas deventana abstracta), algunas clases útiles en AWT y algunos componentes GUI enAWT.

Unidad 2: Laboratorio de Componentes y Contenedores AWT

Este laboratorio le permite al estudiante aprender a usar varios controles que seincluyen en el AWT, a crear y manejar ventanas y a usar las clases MenuBar, Menu yFileDialog.

Unidad 3: Administradores de Diseño (Layout Managers)Esta unidad ofrece una amplia cobertura de los manejadores de diseño y su selección.Se discuten los diferentes administradores de diseño, sus responsabilidades y las reglaspara su aplicación y uso.




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Unidad 4: Laboratorio de Administradores de Diseño (Layout Managers)

En esta unidad de laboratorio, los estudiantes practican el uso de varios manejadoresde diseño y trabajan en la creación de varios controles como TextField, TextArea,CheckboxGroup y Button.

Unidad 5: Modelo de Delegación de Eventos y Manejo de Eventos

Esta unidad examina el Modelo de Conducción de Eventos, los ‘Listeners’ (Oyentes) y‘Adapters’ (Adaptadores). También provee una manera de implementar el mecanismode conducción de eventos.

Unidad 6: Laboratorio de Modelo de Delegación de Eventos y Manejo deEventos

En esta unidad de laboratorio el estudiante aprende el mecanismo de manejo deeventos y el uso de la clase PopupMenu.

Unidad 7: Arquitectura MVC y Clases Swing En esta unidad se discuten en gran detalle la arquitectura MVC y los componentesSwing. La mayoría de los componentes se analizan en detalle, con ejemplos ilustrativos.

Unidad 8: Componentes Swing Esta unidad trata con las clases swing, las propiedades look y feel (Apariencia) deSwing y el API Java 2D. Se incluyen detalles de todas las clases y ejemplos dados.

Unidad 9: Laboratorio de Componentes Swing En esta unidad de Laboratorio, se espera que los estudiantes entiendan el uso delcomponente Swing y las características de las clases Swing.

Volumen 6: Applets

Unidad 1: Escribir y Desplegar Applets

En el lenguaje Java, los applets son uno de los tópicos más interesantes y significativos.Esta unidad establece qué es un applet y lo que puede hacer. Provee un resumen delos applets, su ciclo de vida y cada una de sus fases significativas. Se discuten losmétodos para responder a eventos (milestones), el uso de los métodos para dibujar ymanejar eventos, los métodos para añadir componentes UI y la aplicación y ventajas delAPI en un applet.

Unidad 2: Laboratorio de Escribir y Desplegar Applets

En esta unidad, los estudiantes aprenden a desarrollar applets sencillos, los cualesinteractúan con el usuario y realizan comunicaciones entre applets a través delprograma Cliente-Servidor.




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Volumen 7: Multihilos y Sistema de Redes

Unidad 1: Crear Hilos

Java es conocido por su poder en términos de hilos. En esta unidad se discuten losconceptos de hilos y multihilos (threads y multithreading), el ciclo de vida de los hilos, el

API Thread y el método de crear hilos de la clase Thread y la interfaz Runnable.También se cubren propiedades especiales de los hilos como establecer prioridades y elThreadGroup.

Unidad 2: Laboratorio Crear Hilos

Esta unidad proporciona ejercicios para fortalecer la base conceptual presentada en launidad 1 de creación de hilos y ayudar a escribir programas que apliquen hilos en Java.

Unidad 3: Sincronización de Hilos

En esta unidad se examinan los conceptos de sincronización, métodos sincronizados y

sentencias sincronizadas. También se discuten los interbloqueos o puntos muertos(deadlocks) y provee una visión de comunicación entre hilos.

Unidad 4: Laboratorio de Sincronización de Hilos

Esta unidad ha sido diseñada para bosquejar el entorno teórico en términos desincronización de hilos y reforzar el aprendizaje del uso de la sincronización de hilos enla solución de problemas usando Java.

Unidad 5: URLs y Programación de Conectores (Sockets)

Esta unidad trata acerca del ‘Uniform Resource Locators –URLs’ (Localizadores de

Recursos Uniformes), la creación de un URL y la creación de un URL relativo a otroURL. También se discuten los tópicos de MalformedURLException, cómo analizar unURL, leyendo directamente desde un URL, cómo conectarse a un URL, cómo leerdesde un objeto URLConnection, y cómo escribir a un objeto URLConnection. Porotra parte, abarca los diferentes modos de operaciones de socket, el modo orientado aconexiones de operación de sockets, etc.

Unidad 6: Laboratorio de URLs y Programación de Conectores

Esta unidad de laboratorio permite a los estudiantes practicar el uso de Java trabajandocon URLs y realizar trabajos con conectores en el ámbito de programación.

Volumen 8: Conceptos Avanzados

Unidad 1: API de Colecciones

Esta unidad ayuda a entender el marco de trabajo de las colecciones de Java, lasinterfaces de colecciones y el impacto que produjo la inclusión de los Genéricos en Java5.0. También discute algunos algoritmos polimórficos de JDK operando en colecciones yalgunas implementaciones de colecciones.




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Unidad 2: Laboratorio del API de Colecciones

Esta unidad proporciona ejercicios para ayudar a entender la interfaz collection,cómo usar ArrayList, y el uso de las interfaces SortedSet, HashSet y TreeSet.También ayuda a usar la clase iterator y sus métodos.

Unidad 3: JDBC

Esta unidad trata la conectividad de base de datos en Java y el API JDBC de Java.Discute las sentencias SQL usadas en los programas de Java y cómo funciona elmanejo de excepciones.

Unidad 4: Laboratorio de JDBC

Existen algunos ejercicios en esta unidad para ayudar a los estudiantes a conectarse auna base de datos a través de un programa Java, además de entender cómo acceder ala base de datos una vez que se establece una conexión.

Unidad 5: JDBC Avanzado

Se explican algunos conceptos avanzados de JDBC tales como usar las clasesheredadas de Statement, procedimientos almacenados (stored procedures) y otrasfuncionalidades JDBC, como por ejemplo el manejo de transacciones.

Unidad 6: Laboratorio de JDBC Avanzado

Esta unidad permite al estudiante escribir código en Java para crear y usar losprocedimientos almacenados, además de facilitar la comprensión acerca de la forma enque trabaja la administración de transacciones.

Unidad 7: Características Avanzadas

En esta unidad, los objetivos consisten en la capacitación del trabajo con imágenes ygráficos, incorporar elementos de seguridad mientras se trabaja con programas en Javay aprender el concepto de internacionalización en Java. También se explican los Javabeans y cómo realizar la invocación remota de métodos.

Unidad 8: Laboratorio de Características Avanzadas

En esta unidad, los estudiantes aprenderán a convertir un programa Java usandointernacionalización y trabajarán con la invocación de métodos remotos.




Libro 1: Core Java Volumen 1: Fundamentos de Java 1

© Copyright IBM Corp. 2007Los materiales del curso no pueden ser reproducidos total o

parcialmente sin el previo permiso escrito de IBM.

Volumen 1: Fundamentos de Java







Unidad 1: Visión General de Java

Objetivos del Aprendizaje

Al final de esta unidad, usted será capaz de:

• Discutir la evolución de Java.

• Comparar Java con C++.

• Discutir las características principales de Java.

• Explicar la plataforma Java.

• Describir el impacto de Java en WWW.

• Definir clases y objetos.





Unidad 1: Visión General de Java Libro 1: Core Java 4



1. IntroducciónAntes que Java existiera, C y C++ eran los lenguajes de programación más usados. Ces un lenguaje de programación estructurada, mientras que C++ brinda soporte tanto ala programación estructurada como a la programación orientada a objetos. Estos doslenguajes de programación son complejos y tienen algunas limitaciones inherentes.Aunque Java no fue diseñado como solución a los problemas encontrados en C o C++,algunas de sus características han solventado las limitaciones de estos dos lenguajes.

Uno de los objetivos principales detrás de la creación de Java fue tener un lenguajeorientado a objetos que fuera poderoso, pero simple. Java ha simplificado muchas delas estructuras complicadas y ambiguas de C++. Otra ventaja fundamental es que Javatrajo el concepto de la independencia de plataforma. Se aprenderá acerca de estascaracterísticas en detalle en las próximas secciones.

Sin embargo, antes de continuar, se presenta un breve resumen de la evolución deJava.

2. Historia de JavaPatrick Naughton, Mike Sheridan y James Gosling de SUN Microsystems iniciaron unproyecto secreto llamado "Proyecto Verde" (Green Project ) a finales de 1990. El objetivode este proyecto era anticiparse a la revolución en el mundo de la computación queestaba por llegar. El equipo decidió intentar introducirse en el mercado de la electrónicade consumo y desarrollar programas para pequeños dispositivos electrónicos.Desarrollaron un dispositivo llamado StarSeven (*7), este dispositivo era capaz decontrolar una variedad de plataformas de entretenimiento y dispositivos de usodoméstico, además de mostrar animaciones simultáneamente. *7 usaba un procesadorindependiente del lenguaje llamado Oak para adaptarse a una variedad de plataformas

y dispositivos de uso doméstico. Tras unos comienzos dudosos, Sun decidió crear unafilial, denominada FirstPerson Inc., para dar margen de maniobra al equipo responsabledel proyecto. Este grupo intentó mercadear él *7 a la industria de televisión por cable,pero la tecnología usada para desarrollar él *7 estaba adelantada a la tecnologíaexistente en la industria de televisión por cable y por esto no fue aceptado.

Afortunadamente para el grupo creador del *7, Internet se estaba volviendo popular enese momento. La Internet tenía una configuración de red similar al *7, y estaba siendousada cada vez más para la transferencia de texto, gráficos y video, esencialmentedatos estáticos. El equipo FirstPerson amplió Oak, transformándolo en un lenguaje quepermitía al programador escribir programas que corrían en una gran variedad dedispositivos, a un lenguaje que permitía escribir código ejecutable que podía ser

distribuido en Internet.En el año 1995, este nuevo lenguaje evolucionado fue llamado Java . Java permitía a losusuarios de Internet transferir contenido estático a través de la misma. Adicionalmente,permitía transferir pequeñas aplicaciones dinámicas a través de la red en la forma deapplets de Java. Algunos de los miembros del grupo FirstPerson mostraron el lenguaje







y sus nuevas características, incluyendo la transferencia de animaciones a través de laInternet, en la Conferencia de Diseño, Tecnología y Entretenimiento en Monterrey.Sus características y funcionalidades asombraron a los participantes, ya que latecnología proveía un método más sencillo para transferir datos en la Internet. El equipopronto construyó el navegador HotJava, y publicó el código fuente Java gratuitamenteen Internet. En poco tiempo, el número de usuarios de la tecnología Java se incrementó

rápidamente.

A continuación se va a comparar Java y C++, ambos lenguajes de programaciónorientado a objetos, para descubrir que ha hecho a Java tan popular.

3. Comparación entre Java y C++Java simplifica muchas de las ambigüedades encontradas en C++, y es, al mismotiempo, un lenguaje de programación igualmente poderoso. Se ha visto con anterioridadlas ventajas del paradigma de programación orientada a objetos.

Existen algunas deficiencias en C++, por el hecho de que permite programaciónestructurada. Esto ha sido eliminado en Java, que es un lenguaje puramente orientadoa objetos.

Las principales diferencias entre C++ y Java se listan en la Tabla 1.1.

Java C++

Es tanto un lenguaje de programacióncomo una plataforma de software.

Es sólo un lenguaje de programación.

Es un lenguaje puramente orientadoa objetos.

Da soporte tanto a la programación estructuradacomo a la programación orientada a objetos.

Todas las declaraciones de variables

y métodos deben estar dentro de ladefinición de la clase.

Las declaraciones de variables y funcionespueden estar presentes fuera de las definicionesde las clases. No es necesario para un programaen C++ tener una clase.

El lenguaje es independiente de laplataforma. El código Java, una vezescrito, puede ser ejecutado encualquier plataforma.

El código C++, una vez escrito para unaplataforma, necesita ser compilado de nuevo, yel código objeto reenlazado para ser ejecutadoen otra plataforma diferente.

Maneja la memoria automáticamente.Los programadores tienen que hacerse cargo deliberar la memoria no utilizada.

No se soporta características comosobrecarga de operadores yconversiones automáticas en ambossentidos.

Da soporte a características como sobrecarga deoperadores y conversiones automáticas enambos sentidos.

Una clase no puede heredar

directamente de más de una clase.Se da soporte a la herencia múltipleusando interfaces.

Una clase puede heredar directamente de másde una clase.

Tiene rutinas de librerías extensibles. Sus rutinas de librerías no son extensibles.







La programación de redes es másfácil. Los objetos pueden seraccedidos a través de la red usandoURLs.

La programación para redes es compleja, amenos que se usen APIs de terceros. C++, es unlenguaje, que no brinda soporte incorporado paraprogramación de redes.

Los programadores no pueden usarapuntadores. Los apuntadores se

usan internamente.

Los programadores pueden usar apuntadores.

Implementa arreglos verdaderos. Se implementan los arreglos con aritmética deapuntadores.

Tabla 1.1: Comparación entre C++ y Java

Aunque las construcciones de programación de Java (sintaxis) son similares a las deC++, Java no debe ser interpretado como la versión Internet de C++, ni como unreemplazo para C++. El equipo FirstPerson contó con programadores expertos paraasegurar que Java permitiera a los programadores tener un control completo sobre laejecución del programa, excepto por las restricciones inherentes al ambiente deInternet.

Ahora se estudiarán las diversas características ofrecidas por Java.

4. Características de JavaJava puede usarse para desarrollar dos tipos de programas:

Aplicaciones: Las aplicaciones son programas independientes que pueden correr enuna computadora, usando la plataforma Java con el soporte del sistema operativo de lacomputadora.

Applets: Los applets son programas especiales Java, que pueden usarse paratransmitir información en Internet.

Los applets pueden ser incrustados en una página HTML usando la etiqueta Applet, ypueden ejecutarse en un navegador web con soporte para Java. Los applets puedenadaptarse a la entrada del usuario inteligentemente. Las aplicaciones Java y los appletspueden ser compilados y ejecutados usando el Kit de Desarrollo de Java (JavaDevelopment Kit JDK).

La Figura 1.1 muestra las diferentes características de Java.







Figura 1.1: Características de Java

4.1 Simple de Usar

El estilo de programación en Java está basado en C++, y soporta la mayoría de lascaracterísticas ofrecidas por C++. De aquí que, los programadores no encontrarán Javamuy difícil de entender y usar. Un programador con un buen conocimiento de los

conceptos de orientado a objetos puede sacar el máximo provecho a Java, ya que seimplementan los conceptos en una forma mucho más sencilla que en C++.

4.2 Seguridad

Inicialmente, cuando la Internet comenzó y Java no era tan conocido, los usuarios deInternet temían descargar programas ejecutables debido al daño alarmante causado porla difusión de virus. Las personas que descargaban archivos eran muy cautelosas derevisar estos archivos cuidadosamente antes de usarlos. Había también programasmaliciosos que recababan información acerca de tarjetas de crédito, palabras clave, etc.del sistema de archivos local. Esto fue, por supuesto, desastroso para las personas quenavegan por la Internet. Java proporcionó un modelo de seguridad, que previene el

acceso a los recursos del sistema, y así bloquear cualquier intento malicioso.4.3 Portabilidad

Existen muchas ocasiones en donde los usuarios de Internet pueden querer descargarprogramas y ejecutarlos dinámicamente. Los usuarios pueden estar usando diferentes







tipos de plataformas, para permitirles descargar programas y ejecutarlosdinámicamente, se necesita de un mecanismo para crear código ejecutable que seaportable entre varias plataformas.

Java solventa este inconveniente de portabilidad con el uso de bytecodes . El compiladorJava (javac) primero convierte el código fuente (archivo con extensión .java) a

bytecodes (archivo con extensión .class), que puede entender el sistema de tiempode ejecución de Java o la Máquina Virtual de Java (Java Virtual Machine JVM); estosbytecodes son interpretados por el intérprete de Java, y convertidos a una formaejecutable que la entiende la plataforma en la cual el sistema de tiempo de ejecución deJava se está ejecutando.

El ambiente de tiempo de ejecución de Java es el ambiente en donde es posible que losprogramas puedan ser compilados y ejecutados. Este ambiente administra el manejo dela memoria y otras necesidades en tiempo de ejecución durante la ejecución delprograma. La Máquina Virtual de Java (JVM) es la capa entre el microprocesador y losarchivos class de Java. Realiza la funcionalidad de traducir los bytecodes de Java, auna forma entendible por la máquina.

Existe otro componente llamado el compilador ‘Just-In-Time (JIT)’. El compilador JITcompila los bytecodes a código máquina, haciéndolos más rápidos que la interpretaciónhecha por la JVM.

El sistema de tiempo de ejecución de Java es específico a la plataforma en la cual seejecuta. Java soporta la portabilidad, porque los bytecodes son interpretados antes de laejecución. La Figura 1.2, explica cómo Java logra la portabilidad.

Figura 1.2: JVM e Independencia de la Plataforma







El sistema de tiempo de ejecución Java previene que el código acceda a cualquierrecurso fuera de él. De este modo, el sistema de tiempo de ejecución mejora lascaracterísticas de seguridad ya provistas por Java. Los bytecodes de Java también sonútiles al mejorar el nivel de seguridad ofrecido por Java. Aún si Java hubiese sidodiseñado para ser compilado justo antes de la ejecución, en vez de ser interpretadocomo actualmente lo es, soportaría la portabilidad. Esto se debe a que la ejecución del

programa está todavía en manos del sistema de tiempo de ejecución de Java. Estemétodo de compilación usado para convertir bytecodes a código nativo se llamacompilación ‘justo a tiempo’ (Just In Time JIT).

La Figura 1.3 muestra como trabaja el compilador JIT.

Figura 1.3: Compilador JIT y la JVM

4.4 Distribuido

La computación distribuida es muy útil en el ambiente de la Internet, donde los módulosde los programas pueden estar presentes en diferentes computadoras alrededor delmundo. Java fue diseñado para brindar soporte TCP/IP. El soporte a redes de Javapermite construir aplicaciones cliente/servidor, adicionalmente Java tiene el paquete deInvocación de Métodos Remota (Remote Method Invocation RMI). Este permite a

programas que se ejecutan en una JVM invocar un método en una clase Javaejecutándose en otra JVM.

4.5 Orientado a Objetos

C++ tenía que mantener las características y ser compatible con C. Cuando Javaestaba siendo diseñado, sus diseñadores y desarrolladores no quisieron que Java fueracompatible al nivel de código fuente con ningún otro lenguaje. Por lo anterior, tuvieron laopción de crear un lenguaje orientado a objetos que hace uso de un modelo de objetossimple, y usa tipos de datos simples no objetos, asegurando un alto rendimiento.

4.6 Robusto

A medida que los usuarios de Java en Internet comenzaron a incrementarse en número,creció también la necesidad de ejecutar una aplicación en diversas plataformas. Estasplataformas diversas tenían demandas diferentes por parte de las aplicaciones para quese ejecutaran apropiadamente y por tanto, la aplicación tenía que ocuparse de todasestas demandas. Para poder hacer esto, la aplicación debía de ser robusta







El diseño de Java hace posible que los programadores identifiquen errores en la mismaetapa de desarrollo. El código puede ser revisado para asegurar confiabilidad colocandorestricciones en ciertas áreas claves de la programación y teniendo un diseño paraevitar los errores más comunes de programación. Java está diseñado para ser unlenguaje estrictamente tipado, Por lo tanto, verifica errores de codificación tanto entiempo de compilación como en tiempo de ejecución.

Java provee manejo de excepciones para ocuparse de los errores de una manerasofisticada. La robustez del manejo de excepciones de Java ayuda a construirprogramas confiables. Funciones como la recolección automática de basura en Javahace que los programas sean menos propensos a errores relacionados con la memoria.Esto a su vez da seguridad a los programadores para predecir el comportamiento delprograma en diversas situaciones.

4.7 Dinámico

Java enlaza el código dinámicamente. Java fue implementado para usar los datosdisponibles en los archivos class en tiempo de ejecución. Los objetos que se crean y

usan en un programa son verificados y resueltos en tiempo de ejecución. Estacaracterística es útil cuando se quiere actualizar el bytecode en un sistema enejecución.

4.8 Fuertemente Tipificado

Java es fuertemente tipificado. Java fue diseñado de forma que si se comete cualquiererror en una invocación de método, se mostrará un mensaje de error al programador entiempo de compilación. Por esta razón, los programadores no necesitan preocuparse decometer errores no detectables en las invocaciones de métodos.

4.9 Interpretado

Los bytecodes de Java son interpretados por la JVM en el lenguaje nativo de laplataforma subyacente. Los lenguajes interpretados tienen limitaciones de rendimientocomparados con los lenguajes que son compilados. Java combina las ventajas de lacompilación e interpretación. El compilador Java JIT puede ayudar a superar laslimitaciones de rendimiento asociadas a la JVM.

4.10 Arquitectura Neutral

Al compilar un programa en Java, el código resultante es un tipo de código binarioconocido como bytecode. Este código es interpretado por diferentes computadoras deigual manera, solamente hay que implementar un intérprete para cada plataforma. De

esa manera Java logra ser un lenguaje que no depende de una arquitecturacomputacional definida.







4.11 Ambiente Multihilos

Java brinda soporte a la programación multihilos, que permite que un único programalleve a cabo varias tareas concurrentemente. Los programadores pueden hacer uso deesto para crear aplicaciones de red interactivas. El sistema en tiempo de ejecución deJava (JVM) se implementó de forma eficiente, para permitir la fácil sincronización de

hilos, que a su vez facilitan la programación interactiva.

Ahora que se conocen las características principales de Java, se discute a continuaciónla plataforma de Java.

5. La Plataforma JavaUna plataforma es el entorno sobre el cual se ejecutan los programas. Una plataformapuede ser una plataforma de software, una plataforma de hardware o una combinaciónde ambos. La plataforma Java es una plataforma de sólo software, la cual se puedeejecutar en varias plataformas de hardware así como en varios sistemas de operativos.

La plataforma Java esta conformada por dos componentes, llamados la JVM y el API deJava, como se muestra en la Figura 1.4.

Figura 1.4: Los dos Componentes de la Plataforma Java

5.1 JVM

La JVM es una aplicación ejecutable que representa a un procesador genérico en elcual corren los bytecodes de Java. Una implementación particular de esta máquinavirtual, que es escrita para operar en un entorno particular, aún brindará soporte al APIgeneral de Java. Esto es lo que hace a Java independiente de la plataforma.







La JVM consta de los siguientes tres aspectos:

• Especificación abstracta.

• Implementación concreta.

• Instancia en tiempo de ejecución.

Esto se muestra en la Figura 1.5.

Figura 1.5: Diferentes Aspectos de la JVM

La especificación Java define la especificación abstracta de la JVM, que se necesitapara permitir que los programas se ejecuten en ella. La implementación concreta de laJVM es la implementación actual de la especificación abstracta. La instancia de tiempode ejecución (la instancia de una JVM que está en ejecución actualmente) soporta laejecución de los programas Java. El código fuente de Java (archivo .java) esconvertido en bytecodes (archivo .class) por el compilador Java. Estos bytecodes sonluego convertidos a código de máquina nativo por alguna JVM que sea específica a una

plataforma en particular. De aquí que, los archivos .class son portables a cualquierimplementación de la máquina virtual.

Para entender la diferencia entre los archivos .java y .class, se va a mostrarbrevemente el flujo de un programa Java.







• El código fuente Java se ingresa usando un editor.

• El comando javac se usa para iniciar el compilador Java, que compila el códigofuente Java (archivo .java) a bytecodes, suponiendo que no hay errores entiempo de compilación. Si existe un error, el programador debe regresar aleditor, corregir los problemas, y ejecutar nuevamente javac hasta que todos los

errores sean solucionados y se obtenga una compilación limpia.• Una vez compilado, se produce un archivo .class que podrá ser usado con

cualquier JVM ejecutándose en cualquier plataforma.

• El comando java se usa para iniciar el intérprete Java, y para ejecutar el archivo.class.

Se ha discutido que los bytecodes Java obtenidos después de la compilación encualquier JVM pueden ser transferidos a cualquier otra JVM ejecutándose en cualquierotra plataforma y ser ejecutado allí. Esta característica ayudará a los usuarios adescargar bytecodes Java de la Internet y ejecutarlos en sus JVM sin riesgos deseguridad. Sin embargo, hay un pequeño problema, los bytecodes descargados notienen que haber sido producidos por un compilador Java estándar, por lo que estos

bytecodes pueden estar erróneos.

Para resolver este problema, una vez que el bytecode sea descargado, la JVM en lamáquina del usuario inicia un proceso de verificación del bytecode. Durante esteproceso, los fragmentos del bytecode son probados para verificar su validez. Se revisacualquier manipulación ilegal de apuntadores, violación de restricciones colocadas paraacceder a las variables y métodos de las clases, uso ilegal de objetos, etc. Si no seencuentran ninguna de las violaciones anteriores, y si el bytecode descargado pasatodas las otras pruebas que el verificador impone, entonces el bytecode es tratadocomo un código confiable.

Actualmente, el verificador de bytecode no realiza ninguna suposición acerca del

bytecode que recibe. El bytecode puede provenir del sistema local o haber sidodescargado de la Internet. Sin importar la fuente, el bytecode es objeto del mismoproceso de verificación; esto asegura la confiabilidad del código y también protege alintérprete Java. Dado que la confiabilidad del código fue verificada, el intérprete Javaopera a toda capacidad sin tener que revisar cualquier aspecto de seguridad.

Cuando surge un aspecto vinculado con la seguridad en Java, el administrador deseguridad de Java juega un papel fundamental. El administrador de seguridad (clasejava.lang.SecurityManager) es una clase definida en Java, que permite a lasaplicaciones Java implementar una política apropiada de seguridad. Cuando unaaplicación Java implementa esta política de seguridad, tiene la capacidad dedeterminar si la operación que está a punto de realizarse, es una operación insegura o

sensible. También se pueden obtener más detalles de la operación, y si la operación serealiza dentro de un contexto de seguridad que permita a la aplicación llevar a cabo esaoperación.

El modelo de seguridad de Java provee una ‘caja de arena’ (sandbox) que esconfigurable, ésta protege a las aplicaciones y applets Java de ser atacados por virus,







que son difundidos a través de programas descargados de máquinas no confiables. Lasaplicaciones y applets Java pueden realizar cualquier operación que este bajo lasupervisión de la caja de arena y nada más. En este modelo de caja de arena, lasaplicaciones y applets Java pueden descargar cualquier código de cualquier máquina.El código no se revisa por virus, porque mientras se ejecuta el código, la caja de arenarevisa si viene de una máquina confiable o no.

Si el código proviene de una máquina no confiable, se evita realizar cualquier operaciónque pueda dañar al sistema. La ventaja del modelo de caja de arena es que laaplicación Java no necesita revisar si el código es confiable, ni necesita revisar por virusen el código. La caja de arena evita que un virus o código no confiable realicenoperaciones maliciosas.

La caja de arena de Java incluye las características de seguridad provistas por la JVM,el administrador de seguridad, el cargador de clases y el verificador de archivos class.La caja de arena se puede personalizar en dos de sus componentes, son estos: eladministrador de seguridad y el cargador de clases. El administrador de seguridadpuede ser personalizado al escribir clases definidas por el usuario. Las clases definidas

por el usuario pueden ser creadas derivando de la clasejava.lang.SecurityManager y sobrescribiendo los métodos necesarios. Estosadministradores de seguridad personalizados son útiles cuando se quieren cargarclases que no son completamente confiables. No se tienen que escribir nuestra propiacaja de arena personalizada para las aplicaciones y applets Java que se escriben día adía, simplemente se puede usar las cajas de arena estándar que otros crean. Si sequiere ejecutar un applet en un navegador Web, por ejemplo, se usa la caja de arenaque viene con el navegador Web.

A continuación se discute el cargador de clases que es el otro componente que puedepersonalizarse de la caja de arena, El cargador de clases carga las clases en la JVM.

Los cargadores de clases pueden ser de dos tipos:• Cargador de Clases Primordial.

• Objetos Cargadores de Clases.

El cargador de clases primordial es actualmente una parte de la implementación de laJVM, mientras que el objeto cargador de clase es un objeto que se usa para cargar unaclase. El cargador de clases primordial carga solamente clases confiables, incluyendolas clases definidas en el API Java que están disponibles en el sistema local. Es posibleescribir objetos cargadores de clases propios, que pueden ser personalizados paracargar clases específicas. El cargador de clases primordial en principio no confía de lasclases cargadas por estos objetos cargadores de clases. Actualmente, estos objetos

cargadores de clases son sólo aplicaciones Java que se ejecutan en la JVM.Considere una clase MiClase que es cargada por un objeto cargador de clases.Asuma que MiClase carga otras clases tales como OtraClase1 y OtraClase2.Estas dos clases son actualmente cargadas a través del mismo cargador de clases queha cargado a MiClase.







En Java, las clases son agrupadas dentro de paquetes, es decir, cada paquete tiene unconjunto de clases. El término espacio de nombres se refiere a la entidad que mantienelos nombres de las clases. Java usa paquetes para este propósito. Dentro de unespacio de nombres en particular, sólo puede existir una clase con un nombre dado. Sinembargo, puede existir cualquier número de cargadores de clases dentro de una JVM.Cada cargador de clases puede estar asociado a un espacio de nombre diferente. La

misma clase puede ser cargada a través de diferentes cargadores de clases que estánasociados a diferentes espacios de nombres. No puede haber ninguna interacción entrecargadores de clases que están presentes en diferentes espacios de nombres, a menosque el cargador de clase expresamente permita esa interacción.

Se pueden diferenciar las clases descargadas de la red desde diferentes máquinas endiferentes espacios de nombres. A estas clases se les restringirá el acceso a otra claseque esté en un nombre de espacios diferente. Así, se puede usar esta arquitectura decargador de clase para evitar cualquier daño causado por código malicioso.

5.2 El API de Java

El API (Application Programming Interface) de Java es una muy buena colección decomponentes de software apropiadas para el desarrollo de programas Java. En Javahay diferentes tipos de programas tales como aplicaciones, applets y Servlets. El API deJava ayuda al desarrollo y ejecución de estos diferentes tipos de programas medianteuna amplia librería. El soporte de las diversas características de Java se realiza a travésdel API. Éstas son básicamente librerías o paquetes de componentes relacionados. LaFigura 1.6 muestra las características provistas por el núcleo del API de Java.

Figura 1.6: Características Provistas por el Núcleo del API Java







Se ha visto cómo Java evolucionó como una aplicación de Internet. A continuación sediscute el impacto que Java ha tenido sobre Internet y la WWW.

6. Impacto de Java en la WWW

Los usuarios de la WWW hacen uso de varios tipos de máquinas, y tienen diferentesplataformas. Así que el problema clave es hacer que la información en la Internet seacompatible con todas las plataformas. Debido a que Java permite la portabilidad, selogra este punto. Usando la característica de portabilidad, el mismo programa puede serejecutado en diferentes plataformas, con resultados predecibles. La información nonecesita ser replicada para soportar diferentes plataformas.

El otro tema principal de los usuarios de la WWW enfrentan es la seguridad. Debido a laamplia difusión de los virus y programas que pueden capturar información comopalabras claves y detalles de las tarjetas de crédito del sistema de archivos local, losusuarios hasta hace poco, estaban temerosos de descargar cualquier programaejecutable desde máquinas no confiables.

Los programas Java no tienen permiso de acceder a cualquier recurso fuera del alcancede la JVM. Por esto, la JVM controla los intentos de romper la seguridad a través deprogramas Java.

Java también hace la programación de aplicaciones interactivas muy fácil, las cuales seusan en muchos portales en Internet para atraer clientes.

Java comenzó de una manera modesta al permitir que los programas se ejecutaran enla Internet usando los applets de Java. Sin embargo, esto ha crecido hasta alcanzar unmayor poder de funcionalidad. Existen varias tecnologías basadas en Java que se usanpara obtener funcionalidades especializadas. Por ejemplo, tecnologías como los JavaServlets, Java Server Pages (JSP), Enterprise Java Beans (EJB), etc., han otorgado alprogramador mucho más poder para construir aplicaciones robustas y escalables paraInternet.

Considere la Figura 1.7, la cual muestra como las diferentes tecnologías Java se usanpara alcanzar varias funcionalidades en un ambiente Internet.







Figura 1.7: Tecnologías Java en Internet

Nota: Todas las tecnologías listadas en la Figura 1.7, excepto la tecnología applet,están basadas en la ejecución sobre la JVM de una máquina en vez de la JVM de unnavegador. Por lo tanto, sólo los applets tienen restricciones en acceder los recursos delsistema fuera de la JVM.

A continuación se estudian las diferentes clases y objetos en Java.

7. Clases y ObjetosUna clase es un prototipo que se usa para definir las características y loscomportamientos que son comunes a todos los objetos de un mismo tipo. Las variablesse usan para representar las características de los objetos y los métodos se usan pararepresentar el comportamiento de los objetos. Se puede declarar una variableespecificando su tipo de datos y el nombre de la variable.

Similarmente, se puede declarar objetos especificando lo siguiente:

• Tipo (nombre de clase).• Nombre de Objeto.

int a;

Computador comp;







En el fragmento de código anterior, a es el nombre de la variable, e int es su tipo dedatos. Similarmente, comp es el nombre del objeto, y Computador es el tipo del objeto,es decir, el nombre de la clase. Se pueden declarar muchas variables del mismo tipo dedatos. Similarmente, se pueden declarar muchos objetos del mismo tipo (muchosobjetos de la misma clase).

La Figura 1.8, muestra más de un objeto de una misma clase.

Figura 1.8: Clases y Objetos Java

La Figura 1.8 muestra una clase llamada Cliente y objetos con los nombres ObjetoA,ObjetoB y ObjetoC de este tipo. La clase Cliente es una representación orientada aobjetos del cliente del mundo real, mantiene los datos del cliente. Típicamente, la clasetendrá variables miembro para mantener información, como el ID del cliente, el nombredel cliente, etc.

Se define una clase en Java usando la palabra reservada class. La sintaxis es lasiguiente:

class NombreClase {

// variables miembro

// funciones miembro

}







Considere la clase Computador, que tiene los atributos cpu, monitor, teclado ymouse. Se pueden crear dos instancias de la clase Computador que tengan diferentesvalores para estos atributos. Estas dos instancias están representadas por comp1 ycomp2.

Los objetos en Java se crean usando la palabra clave new.

La sintaxis es la siguiente:

NombreClase objecto = new NombreClase();

Los constructores en Java tienen la misma funcionalidad que en C++. Los constructoresen Java pueden aceptar nombres de variables y tipos de variables como argumentos.

A su vez, como en C y C++, donde la función main() es el punto de inicio delprograma, se tiene que main() es el punto de inicio del programa Java también.

La función main() tiene la siguiente declaración de función:

public static void main(String args[]){

// El código principal va aquí

}

Así como en C y C++, los programas Java pueden aceptar parámetros por la línea decomandos, el main()de Java puede tomar estos argumentos. En C o C++, se puedentener parámetros de la línea de comandos usando int argc y char* argv[]. EnJava, se toman como un arreglo de objetos String. Además, mientras en C o C++ esopcional para la función main() tomar argumentos desde la línea de comandos, esobligatorio que los argumentos de la línea de comandos estén declarados en la funciónmain() de Java.

Nota: La función main() en Java no puede ser global, como en C o C++. En Java,debe estar presente dentro de una clase Java.

La palabra clave public es un tipo de especificador de acceso en Java. Se verán otrostipos de especificadores de acceso en el Volumen 2, Unidad 1 - Clases, Objetos y Referencias.

Las variables miembro son conocidos como miembros , y las funciones miembros comolos métodos de una clase. No se puede tener la declaración de la clase separada, y ladefinición de la función miembro apareciendo libremente, como en C++. Ambos debenaparecer dentro del bloque de definición de la clase.

Observe el Ejemplo 1.1, que tiene el código Java para la clase Computador. En estemomento, la sintaxis del código no es importante, dado que el punto ahora es entenderla relación entre clases y objetos.







Ejemplo 1. 1

El siguiente programa representa una computadora.

El código Java comienza aquí...

1. /*Definicion de la clase Computador comienza aqui*/2. class Computador {

3. boolean cpu, teclado, mouse;

4. String monitor;

5. }/*Definicion de la clase Computador termina aqui*/

6.

7. /*Definicion de la clase ComputadorEjemplo comienza aqui*/

8. public class ComputadorEjemplo {

9. /*El metodo main comienza aqui */

10. public static void main(String[] args) {

11. //Crear la instancia de la clase Computer

12. Computador comp1 = new Computador();

13. Computador comp2 = new Computador();

14.

15. comp1.cpu = true;

16. comp1.monitor = "Negro";

17. comp1.teclado = true;

18. comp1.mouse = true;

19.

20. comp2.cpu = true;

21. comp2.monitor = "Blanco y negro";

22. comp2.teclado = true;

23. comp2.mouse = false;

24. }/* El metodo main termina aqui */

25. }/*Definicion de la clase ComputadorEjemplo termina aqui*/

El código Java termina aquí

Fin del Ejemplo 1.1Aquí, se tienen dos clases, Computador y ComputadorEjemplo. La claseComputador define el prototipo para un conjunto de objetos que tienen los mismosatributos. La clase ComputadorEjemplo crea dos objetos de tipo Computador, y







también se muestra que estos dos objetos pueden contener diferentes valores para susatributos.

Considere la Figura 1.9 para entender mejor el código anterior.

Figura 1.9: Múltiples Objetos de una Clase

A continuación se discuten los principios de la programación orientada a objetos usadosen Java.

8. Orientación a Objetos en JavaSe sabe que Java brinda soporte a la programación orientada a objetos. En laprogramación orientada a objetos, los programadores crean objetos de software, queson modelados como los objetos del mundo real. Se describen los objetos del mundo

real usando sus atributos y comportamiento. Similarmente se describen los objetos desoftware usando variables y métodos. Se tiene un prototipo a partir del cual se creanobjetos del mismo tipo del mundo real. Similarmente, se tiene un prototipo llamadoclase , de la cual se pueden crear muchos objetos de software del mismo tipo. Javaimplementa la orientación a objetos a través de tres importantes propiedades, que son:







• Encapsulación.

• Herencia.

• Polimorfismo.

A continuación se discuten en detalle cada uno de ellos.

8.1 Encapsulación

La capacidad de presentación de información dentro de un objeto se divide en dospartes bien diferenciadas:

• Interna: la información que necesita el objeto para operar y que es innecesariapara los demás objetos de la aplicación. Estos atributos se denominan privadosy tienen como marco de aplicación únicamente a las operaciones asociadas alobjeto.

• Externa La que necesitan el resto de los objetos para interactuar con el objetoque definimos. Estas propiedades se denominan públicas y corresponde a lainformación que necesitan conocer los restantes objetos de la aplicaciónrespecto del objeto definido para poder operar.

Se puede imaginar la encapsulación como introducir el objeto dentro de una caja negradonde existen dos ranuras denominadas entrada y salida. Si se introducen datos por laentrada automáticamente obtendrá un resultado en la salida. No necesita conocerningún detalle del funcionamiento interno de la caja.

El término encapsulación indica la capacidad que tienen los objetos de construir unacápsula a su alrededor, ocultando la información que contienen (aquella que esnecesaria para su funcionamiento interno, pero innecesaria para los demás objetos) alas otras clases que componen la aplicación.

Esto se ilustra en la Figura 1.10.







Figura 1.10: Encapsulación en una Clase

Esta característica está disponible en Java y se llama encapsulación .

Tome el ejemplo de un ATM, telecajero. Se puede ir a un ATM a retirar dinero, revisar elsaldo de una cuenta, y depositar dinero. Estas son las funcionalidades proporcionadas alos usuarios. Ellos no saben cómo estas funcionalidades están implementadas, y noestán preocupados por la implementación. Los usuarios pueden acceder a lainformación pertinente solo a sus cuentas. Ellos no pueden acceder a la información deotros usuarios, a los usuarios no se les da acceso a saber cómo trabaja el ATM.

Considere la Figura 1.11, que muestra como la encapsulación se lleva a cabo en unaclase Java. La clase que se muestra es Direccion. Un objeto Direccion esinstanciado y un método es invocado. El código que es privado en la clase Direccion no es visible para la clase ServicioCliente.







Figura 1.11: Encapsulación en el Objeto Direccion

8.2 Herencia

Considere el ejemplo de un profesor de física y uno de matemáticas. Ambos pertenecena una categoría general llamada profesores. Ellos tienen ciertos atributos ycomportamiento que son comunes a todos los profesores. Adicionalmente, ellos tienen

ciertos atributos especiales que son comunes a todos los profesores de física ymatemáticas. Cuando se modela este ejemplo usando objetos de software, se puedetener una clase llamada Profesor que defina todos los atributos y comportamientocomunes a todos los profesores. Subsecuentemente, se pueden definir dos clasesProfesorFisica y ProfesorMatematica, que hereden los atributos ycomportamiento comunes a todos los profesores, desde la clase Profesor. En estecaso, la clase Profesor será la súper clase de las clases ProfesorFisica yProfesorMatematica y estas serán subclases de la clase Profesor.

Algunos lenguajes como C++, permiten la herencia múltiple en la cual una clase puedeheredar de varias clases. En Java, una clase sólo puede tener una súper clase. Estosignifica que una clase en Java no puede directamente derivar de varias clases. Sin

embargo, Java soporta herencia múltiple indirectamente usando interfaces. Lasinterfaces serán tratadas en detalle en el Volumen 1, Unidad 5 – Clases Abstractas e Interfaces .

La Figura 1.12 muestra un ejemplo de herencia. De esta figura, se puede deducir queBicicleta, MonoPatin y Moto tienen propiedades que son comunes a todos los







vehículos de dos ruedas, mientras que Carro, Autobus y Camion tienen propiedadesque son comunes a todos los vehículos de cuatro ruedas. Además, los vehículos de dosy cuatro ruedas, a su vez, tienen propiedades que son comunes a los vehículos.

Figura 1.12: Herencia: Clases Como Especialización de la SuperClase Vehiculo

8.3 Polimorfismo

Se pueden tener muchas situaciones cuando se quieren hacer varias operacionessimilares unas con otras dependiendo de la entrada que se obtenga. Esto se denominapolimorfismo, formado de dos raíces griegas, ‘poly’ y ‘morphus’. La palabra ‘poly’significa muchos y 'morphus' significa formas.

En programación orientada a objetos, polimorfismo significa una sola interfaz y múltiplesimplementaciones. En otras palabras, los nombres de métodos son los mismos, perotienen diferentes implementaciones basadas en los parámetros que le son pasados, o

en los objetos sobre los cuales son invocados.

Suponga que se desea implementar a la clase Mamiferos, suponga también que unode los métodos que se desea implementar para esta clase, es el que permita a talesmamíferos desplazarse de forma natural, a este método se le llamará desplazar().Se encontrará entonces conque para algunos mamíferos el desplazamiento se realizarápor medio de caminar, como es en el caso de las personas, para otros eldesplazamiento natural será nadar, como en el caso de los delfines e inclusive paraotros, el desplazamiento se logrará por medio de volar, como sucede con losmurciélagos. Se usa el mismo nombre del método para invocar sus diferentesimplementaciones.

Ahora, se va a comenzar la programación en Java escribiendo la aplicaciónHolaMundo, que escribe la cadena Hola Mundo en la salida estándar.

Los Ejemplos 1.2 y 1.3 tienen algunos elementos sintácticos, que no se han visto endetalle hasta ahora. Estos elementos serán cubiertos en las próximas unidades. Estosejemplos simplemente ayudarán a exponer al usuario a la sintaxis Java.







9. Ejemplo de una Aplicación JavaObserve el Ejemplo 1.2. La aplicación Java HolaMundo de este ejemplo imprime lacadena de caracteres Hola Mundo! en la salida estándar.

Ejemplo 1.2


1. /*Definicion de la clase HolaMundo comienza aqui*/

2. public class HolaMundo {



5. System.out.println("Hola Mundo!");


7. }/*Definicion de la clase HolaMundo termina aqui*/


En este programa, HolaMundo es el nombre de la clase, tienen un método (comparablea una función en C o a una función miembro en C++) con el nombre main. Este métodotiene una instrucción que imprime Hola Mundo! en la salida estándar (el monitor)cuando se ejecuta. Esta clase define un prototipo, y se puede crear cualquier número deobjetos de este tipo instanciando esta clase.

Ahora que se tiene el código fuente listo, se debe compilar el programa y ejecutarlo. Elprograma debe ser almacenado en un archivo bajo el nombre HolaMundo.java.Usualmente, el nombre del archivo será el mismo que el nombre de la clase que

contiene el método main(), ya que la ejecución del programa usualmente comienzacon el método main(). El archivo tendrá una extensión .java. Todo archivo Javapuede tener solamente una clase, que sea public.

El próximo paso es compilar el programa para obtener los bytecodes (archivo .class).La compilación se realiza usando el comando javac, como sigue:

javac HolaMundo.java

Esto produce un archivo con el nombre HolaMundo.class, que contiene losbytecodes. Estos bytecodes son interpretados por el interprete Java, y entoncesejecutados. El intérprete Java se inicia usando el comando java, como se muestra acontinuación:

java HolaMundo

La salida del programa en el monitor será:

Hola Mundo!







Fin del Ejemplo 1.2

En la próxima sección, se presenta cómo escribir un applet Java que imprime la cadenade caracteres Hola Mundo!.

10. Ejemplo de Applet JavaEl applet Java HolaMundo que se presenta a continuación, imprime la cadena decaracteres Hola Mundo! en el área del applet.

Ejemplo 1.3


1. import java.applet.Applet;

2. import java.awt.Graphics;

3.

4. /*Definicion de la clase HolaMundo comienza aqui*/

5. public class HolaMundo extends Applet {

6. /*El metodo paint comienza aqui */

7. public void paint(Graphics g) {

8. // Llamar al metodo drawString

9. // del objeto Graphics

10. g.drawString("Hola Mundo!", 25, 25);

11. }/* El metodo paint termina aqui */

12. }/*Definicion de la clase HolaMundo termina aqui*/


En este applet Java, primero se tienen las instrucciones import, que se usan paraimportar las clases Applet y Graphics. Estas son esenciales para un programaapplet. Luego, se tiene la definición de la clase, con el nombre de la clase HolaMundo.Esta definición de la clase usa la palabra reservada extends, seguida del nombre de laclase Applet. Esto significa que la clase HolaMundo hereda sus características de laclase Applet. Se aprenderá más acerca de herencia en el Volumen 2, Unidad 3 -

Herencia . Esta clase tiene un método con el nombre de paint, que imprime Hola

Mundo!. La programación de Applets será discutida en el Volumen 6, Unidad 1 -

Applets .

El código de este ejemplo también muestra el uso de los comentarios en Java. Haybásicamente tres tipos de comentarios que se usan en Java. Son los siguientes:







Comentarios de Documentación: Encerrados dentro de /** … */. Estos comentarios seusan para generar documentación en las clases en Java.

Bloques de Comentarios: Encerrados dentro de /* */. Estos comentarios se usantípicamente antes de un método o clase para describir su funcionalidad.

Comentarios de Implementación: Comienzan con //. Estos comentarios se usantípicamente dentro de la implementación del método para explicar una expresión o unalógica de implementación compleja.

Se necesita escribir un archivo HTML para visualizar este applet. El código para elarchivo HTML requerido para ejecutar el applet HolaMundo se muestra a continuación:

El código HTML comienza aquí...

<html>

<head>

<title>Hola Mundo</title>

<body>

<applet code="HolaMundo.class" width=200 height=50>

</applet>

</body>

</html>

El código HTML termina aquí

El parámetro incluido en la etiqueta <applet> se usa para invocar el archivoHolaMundo.class, y ejecutarlo. Este archivo se llamará HolaMundo.html. Senecesita tener ambos el applet(archivo .class) y el archivo HTML en el mismodirectorio, una vez hecho esto, se puede ejecutar el applet usando el siguientecomando:

appletviewer HolaMundo.html

La ventana del visualizador de applet se abre, y la salida del applet será la siguiente:

Hola Mundo!

Fin del Ejemplo 1.3







Resumen

Ahora, que ha completado esta unidad, usted debe ser capaz de:

• Discutir la evolución de Java.

•

Comparar Java con C++.• Mencionar las principales características de Java.

• Explicar la plataforma Java.

• Describir el impacto de Java en la WWW.

• Definir clases y objetos.








Unidad 1: Examen de Autoevaluación1) ¿Cuál de los siguientes lenguajes visualiza los componentes del programa como

objetos?

a) Lenguaje Procedimental

b) Lenguaje Orientado a Objetosc) Lenguaje de Máquina

d) Ninguno de los anteriores

2) ¿Cuál de las siguientes características describe la arquitectura del lenguaje Java?

a) Orientado a Procedimientos

b) Abstracto

c) Independiente de Plataforma

d) Específico

3) ¿Cuál método deben tener todos los programas de aplicación Java?

a) start()

b) begin()

c) main()

d) main(String args[])

4) ¿Cuál es el comando para ejecutar un programa compilado en Java?

a) javac

b) javac) run

d) execute

5) En Java, una clase puede tener cualquier número de súper clases.

a) Verdadero

b) Falso

6) ¿Cuáles de los siguientes programas puede acceder a recursos fuera de la JVM?

a) Aplicaciones Javab) Applets Java

c) Servlets Java

d) Ninguno de los anteriores







7) ¿Cuál es la extensión usada para guardar los archivos fuente Java?

a) .java

b) .javac

c) .javax

d) .src

8) ¿Cuál de los siguientes es usado para referirse a una subclase?

a) Clase Interna

b) Clase Anidada

c) Clase Derivada

d) Clase Oculta

9) ¿Cuál de las siguientes opciones ha hecho popular a Java a través de la Internet?

a) Applets Javab) Aplicaciones Java

c) Bytecodes Java

d) Ninguna de las anteriores

10) ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta acerca de Java?

a) Tiene solo un compilador

b) Tiene solo un interpretador

c) Tiene ambos un compilador y un interpretador

d) Interpreta y luego compila







Respuestas a la Unidad 1: Examen de Autoevaluación1) b

2) c

3) d

4) b5) b

6) a y c

7) a

8) c

9) a

10) c







Unidad 2: Operadores, Expresiones yControl de Flujo

Objetivos del AprendizajeAl final de esta unidad, usted será capaz de:

• Mencionar los tipos de datos primitivos usados en Java.

• Describir la declaración e inicialización de variables en Java.

• Discutir los diferentes operadores usados en Java.

• Explicar la precedencia de operadores en Java.

• Definir los tipos de conversiones automáticas y explícitas en Java.

• Explicar las diferentes estructuras de control usadas en Java.




Unidad 2: Operadores, Expresiones y Control de Flujo Libro 1: Core Java 34



1. IntroducciónEn esta unidad, se discute la sintaxis básica de Java, se encontrarán muchassimilitudes entre la sintaxis de Java y C++.

Antes de aprender acerca de la sintaxis de programación de Java, se discuten los tiposde datos que provee el lenguaje Java.

2. Tipos de Datos en JavaLos tipos de datos en Java son de dos tipos:

• Tipos Primitivos: Tipos de datos que mantienen valores primitivos como 10, ‘a’,12.2 etc.

• Tipos Referencias: Tipos de datos que mantienen valores de referencia comoobjetos y arreglo de referencias.

Además de los tipos de datos en Java, también existen los genéricos que nos permitenespecificar el tipo de elemento de un Colección en tiempo de compilación. En lugar deespecificar una lista, especificamos su contenido, por ejemplo: Double (doble).

La Figura 2.1 muestra los tipos de datos que Java soporta.

Figura 2.1: Tipos de Datos en Java







En la Figura 2.1, bajo los tipos primitivos, se tienen ocho tipos de datos. Los nombresmostrados en la figura son las palabras claves usadas en Java para denotar estos tiposde datos. Los tres tipos referencia, es decir, arreglos, clases e interfaz, se les colocaidentificadores definidos por el usuario al escribir código Java. Por ejemplo,nombre[20] denota a nombre definido por el usuario como tipo arreglo.

A continuación se verá en detalle los tipos de datos primitivos usados en Java.

2.1 Tipos Primitivos

Los tipos de datos primitivos se usan para definir variables en Java. El tipo de datoespecificado junto con un identificador en el momento de la declaración de la variabledefine el rango de valores que puede ser almacenado en esta variable. Java proveeocho tipos de datos primitivos. La Tabla 2.1 proporciona el nombre del tipo de datoprimitivo y el tamaño ocupado por cada tipo de dato primitivo en memoria.

Tipo de Dato Primitivo Tamaño Ocupado en Memoria

boolean 1 byte

byte 1 byte

char 2 bytes

short 2 bytes

int 4 bytes

Long 8 bytes

Float 4 bytes

Double 8 bytes

Tabla 2.1: Tamaño Ocupado por los Tipos de Datos Primitivos en la Memoria

A continuación se discute cada uno de los ocho tipos de datos en Java, comenzandocon los tipos de datos enteros.

2.1.1 Tipos de Datos Enteros

Los tipos de datos enteros se usan para almacenar valores enteros. La Figura 2.1

muestra cinco tipos diferentes de tipos de datos enteros, estos son: byte, short,int, long, y char. El rango de valores que estos tipos de datos primitivos puedenalmacenar se muestra a continuación:

• byte -27 hasta 27 – 1

• short -215 hasta 215 – 1







• int -231 hasta 231 – 1

• long -263 hasta 263 – 1

Las diferentes variables de los tipos de datos enteros se declaran como se muestra enel siguiente código:

byte b = 1;short s = 1;

int i = 1;

long l = 1;

En las declaraciones anteriores, a todas las variables se les ha asignado el valor delliteral entero 1. Los literales son valores constantes que son asignados a las variables.

El tipo de dato char se usa para almacenar caracteres. Estos caracteres deben sercaracteres Unicode. Unicode provee números únicos a los caracteres, que permanecenigual en cualquier plataforma o lenguaje.

Debido a que se usan números para almacenar caracteres en la máquina, el tipo dedatos char esta dentro de la categoría de tipos de datos enteros.

El rango del tipo de datos char se muestra a continuación:

char 0 hasta 215

Java reserva 2 bytes para almacenar el valor de un char. El siguiente código muestra ladeclaración de una variable char.

char ch = ‘a’;

Los literales de carácter se definen usando la comilla simple, mientras que las cadenas

de caracteres se definen usando comillas dobles. Java también usa secuencias deescape, en los caracteres. Una secuencia de escape es un conjunto especial decaracteres que tienen algún significado especial. Todas las secuencias de escape enJava comienzan con el caracter ‘\’. A continuación se muestran algunas secuencias deescape en Java:

• \r – retorno de carro

• \n – nueva línea

• \t – tabulador

• \b – borrado a la izquierda

• \f – comienzo de página

• \\ - caracter \

• \’ – comilla simple ’

• \" – comilla doble ”







Un programa Java puede interactuar con caracteres internacionales, lo cual no esposible en C o C++, a menos que se programen cada conjunto de caracteresseparadamente.

2.1.2 Tipos de Datos de Punto Flotante

Los tipos de datos de punto flotante se usan para almacenar valores de punto flotante.

Los dos tipos de tipos de datos para punto flotante son float y double.

El rango de estos tipos de datos primitivos es el siguiente:

float -3.4 * 1038 hasta 3.4 * 1038

double -1.8 * 10308 hasta 1.8 * 10308

El siguiente código muestra la declaración de dos variables pertenecientes al tipo dedatos de punto flotante.

float a = 1.1f;

double d = 1.1;

Las variables literales float deben terminar con f o F.

La Figura 2.2 muestra literales que se pueden asignar a float y double.

Figura 2.2: Literales Asignados a float y double

2.1.3 Tipo de Datos boolean

El tipo de datos boolean se usa para almacenar valores booleanos, es decir, true ofalse. La palabra clave boolean se usa para denotar el tipo de datos booleano. El

siguiente código muestra la declaración de una variable boolean.

boolean bool = true;







2.1.4 Valores Aceptables Para Diferentes Tipos de Datos Primitivos en Java

La Tabla 2.2 muestra algunos ejemplos de valores aceptables para los diferentes tiposde datos primitivos en Java.

Tipo de Datos Valor Aceptable

Entero

2 (se asume int)2L0777 (octal)0xa5fd (hexadecimal)

‘a’, ‘\n’, ‘\udddd’

Punto Flotante

3.14 (se asume double)3.12E42e122.0d2.0F

Boolean true, false

Tabla 2.2: Algunos Ejemplos de Valores para los Tipos de Datos en Java

2.1.5 Tamaños de los Tipos de Datos en C, C++, y Java

En lenguajes como C y C++, el tamaño del tipo de datos puede variar entre plataformasy es dependiente de la máquina. Por ejemplo, el tipo de datos entero ocupa 2 bytes enciertos compiladores de C, en cambio ocupa 4 bytes en otros.

En Java, sin embargo, el tamaño del tipo de datos es independiente de la plataforma enla cual la aplicación se ejecuta. El tamaño de cada tipo de datos primitivo es el mismosin importar la plataforma. Por ejemplo, el tipo de datos entero siempre ocupa 4 bytesen cualquier implementación válida de la JVM. Un valor por defecto está siempre

asociado con los tipos de datos primitivos. Para los tipos de datos enteros, el valor pordefecto es 0. Para los tipos de datos de punto flotante, el valor por defecto es siempre0.0. Para los tipos de datos caracteres, el valor por defecto es \u0000. El valor pordefecto para los boolean es false.

2.2 Tipos de Referencia

Los tres tipos de referencia provistos por Java son los arreglos, clases e interfaz. No seentrará en una discusión detallada de estos tres tipos de datos ahora, solo semencionará que una referencia es un elemento de datos que mantiene la dirección deuna posición de memoria. Los arreglos en Java no son referidos como tipos de datosestructurados como en C o C++. Los arreglos son tipos referencia, donde el

identificador que se usa para identificar al arreglo contiene la dirección del arreglo.Estos serán tratados en detalle en una sección posterior en esta unidad.

Java es un lenguaje de programación orientado a objetos, y por esto todo el esfuerzo enla programación esta alrededor de la creación de clases. Java también permite lacreación de interfaces, que son similares a las clases. Los identificadores usados para







identificar a las clases e interfaces mantienen la dirección de la posición de la memoria.Las clases son analizadas en detalle en el Volumen 2, Unidad 1 – Clases, Objetos y Referencias y las interfaces en el Volumen 2, Unidad 5 – Clases Abstractas e Interfaces. A continuación se muestra una breve descripción sobre los genéricos.

2.3 Genéricos

Java 5.0 introduce nuevas funcionalidades al lenguaje de programación Java. Una deesas funcionalidades son los genéricos. Puede que usted encuentre construccionessimilares en otros lenguajes pero verá que hay diferencias importantes entre ellas. Losgenéricos le permiten hacer abstracciones de tipos de datos. Estos serán tratados endetalle en el Volumen 8 - Conceptos Avanzados, Unidad 1 – API de Colecciones .

Seguidamente, se va a aprender acerca de clases envolventes (wrapper classes), queesencialmente envuelven los tipos de datos primitivos en clases.

3. Clases EnvolventesSe han discutido varios tipos de datos primitivos de Java. Java también provee clasesenvolventes para cada uno de estos tipos de datos primitivos. Una clase envolvente dala funcionalidad de una clase para un tipo de datos primitivo. Estas clases envolventestienen métodos que permiten manipular el tipo de dato primitivo correspondiente queellos envuelven.

Los tipos de datos primitivos tienen conjuntos de operaciones que se pueden usar conellos. Sin embargo, cuando se quiere proveer algunas funciones utilitarias para un tipode dato en particular, se usan las clases envolventes y se proveen funciones primitivasdentro de las clases envolventes.

Hay ciertas clases, que vienen como parte de la librería de Java, que requieren de unobjeto en vez de una variable de tipo de dato primitivo. Los objetos de las clasesenvolventes se pueden usar también para este propósito.

Java provee clases envolventes para los ocho tipos de datos primitivos. Se discute acontinuación las ocho clases envolventes en Java, comenzando por la clase envolventeBoolean.

3.1 La Clase java.lang.Boolean

La clase Boolean es la representación en objeto del tipo de dato primitivo boolean.Esta clase, es una clase envolvente para el tipo primitivo boolean, por lo tanto, tiene

un miembro del tipo boolean. También tiene ciertos métodos que se pueden usar paramanipular el valor del boolean almacenado internamente.

La clase Boolean tiene el método booleanValue(), que retorna el valor del boolean que está envuelto en este objeto. También tiene los métodos equals(), toString() y hashCode() que son sobrescritos de la clase java.lang.Object.







La clase Boolean tiene el método static valueOf() para convertir unarepresentación de objeto String en un valor Boolean.

3.2 La Clase java.lang.Byte

La clase Byte es la representación en objeto del tipo de dato primitivo byte. Estaclase, por ser una clase envolvente para el tipo de dato primitivo byte, tiene unmiembro del tipo byte. Esta clase tiene métodos que permiten obtener el valor delbyte almacenado en el objeto Byte en la forma de byte, short, int, float odouble. Esto se hace usando los siguientes métodos:

• byteValue()

• shortValue()

• intValue()

• floatValue()

• doubleValue()

La clase Byte también tiene métodos que son sobrescritos de la clasejava.lang.Object. Estos métodos son los siguientes:

• equals()

• toString()

• hashCode()

Además de estos métodos, la clase Byte tiene el método static valueOf() paraconvertir una representación de objeto String en un valor byte.

3.3 La Clase java.lang.Short

La clase Short es la representación en objeto del tipo de dato primitivo short. Estaclase, por ser una clase envolvente para el tipo primitivo short, tiene un miembro deltipo short. Esta clase tiene métodos que permiten obtener el valor del short almacenado en el objeto Short en la forma de byte, short, int, float o double.Esto se hace usando los métodos:

• byteValue()

• shortValue()

• intValue()

• floatValue()

• doubleValue()

La clase Short también tiene los métodos equals(), toString() y hashCode() que son sobrescritos de la clase java.lang.Object.







La clase Short tiene el método static valueOf() para convertir una representacióndel objeto String en un valor Short.

3.4 La Clase java.lang.Character

La clase Character es la representación en objeto del tipo de dato primitivo char. Laclase Character, al ser una clase envolvente, tiene un campo del tipo primitivo char.Se pueden usar los métodos provistos por esta clase para manipular variables quemantienen valores del tipo primitivo char. Algunas de las funciones importantesprovistas por esta clase dan la posibilidad de determinar el tipo de carácter y convertirun carácter en minúscula a mayúscula y viceversa. Los métodos definidos en la claseCharacter están basados en la tabla de atributos Unicode. Esta tabla asocia a cadacódigo Unicode definido con un nombre. Los caracteres están encerrados dentro decomillas simples. Así, ‘a’ es el carácter a. Se pueden obtener caracteres especialesusando secuencias de escape. ‘\n’ es la secuencia de escape para el carácter denueva línea.

Se puede usar el método charValue() de esta clase para obtener el valor char almacenado por el objeto en la forma del tipo de dato primitivo char.

3.5 La Clase java.lang.Integer

La clase Integer es la representación en objeto del tipo de dato primitivo int. Unobjeto Integer tiene un campo, que es del tipo primitivo int. Es posible usar losmétodos provistos por esta clase para manipular variables que mantienen valores deltipo primitivo int.

Algunas de las funciones más importantes provistas por esta clase son la posibilidad deconvertir un int a un String con el método toString(), y de un String a un int

usando el método parseInt(String s). Cuando la JVM encuentra valores int enel código, los interpretará como enteros. Cuando se usa un número como 2, la JVMasume que es del tipo int. Si se quiere que la JVM lo interprete como algo diferente aun int, se debe proveer información más específica. Si se quiere que la JVM “piense”que es del tipo long, se debe usar una "L" después del entero. Los otros tipos de datosenteros byte y short no pueden ser especificados. Estos serán convertidos almomento de la asignación de valores. Así, la sentencia byte b = 120; convertirá120 de int a byte, siempre y cuando el valor pertenezca al rango válido para un byte.

Esta clase tiene métodos que permiten obtener el valor del int almacenado en elobjeto Integer en la forma de byte, short, int, float o double usando los

métodos byteValue(), shortValue(), intValue(), floatValue() ydoubleValue() respectivamente.







3.6 La Clase java.lang.Long

La clase Long es la representación en objeto del tipo de dato primitivo long. Estaclase, por ser una clase envolvente del tipo primitivo long, tiene un miembro del tipolong. Esta clase tiene métodos que permiten obtener el valor del long almacenado en

el objeto Long en la forma de byte, short, int, float o double usando los métodosbyteValue(), longValue(), intValue(), floatValue() y doubleValue() respectivamente. La clase Long tiene también los métodos equals(), toString() yhashCode() que son sobrescritos desde la clase java.lang.Object.

La clase Long tiene un método static valueOf() para convertir una representacióndel objeto String en un valor Long.

3.7 La Clase java.lang.Float

La clase Float es la representación en objeto del tipo de dato primitivo float. Estaclase, por ser una clase envolvente del tipo primitivo float, tiene un miembro del tipo

float. También tiene métodos que permiten obtener el valor del float almacenadoen el objeto Float en la forma de byte, short, int, float o double usando losmétodos byteValue(), shortValue(), intValue(), floatValue(),longValue() y doubleValue() respectivamente.

La clase Float también tiene los métodos equals(), toString() y hashCode() que son sobrescritos de la clase java.lang.Object.

La clase Float tiene el método static valueOf() para convertir una representacióndel objeto String en un valor Float.

3.8 La Clase java.lang.Double La clase Double es la representación en objeto del tipo de dato primitivo double. Estaclase, por ser una clase envolvente para el tipo primitivo double, tiene un miembro deltipo double. También tiene métodos que nos permiten obtener el valor del double almacenado en el objeto Double en la forma de byte, short, int, float o double usando los métodos byteValue(), shortValue(), intValue(), floatValue() ydoubleValue() respectivamente.

La clase Double también tiene los métodos equals(), toString() y hashCode()

que son sobrescritos de la clase java.lang.Object, así como el método static valueOf() para convertir una representación del objeto String en un valor Double.

Considere el Ejemplo 2.1, que muestra el uso de las clases envolventes en Java.

Ejemplo 2.1








1. /*Definicion de la clase EnvolventesEjemplo comienza aqui*/

2. public class EnvolventesEjemplo {


4. public static void main(String args[]) {

5. Integer i = new Integer(5);

6. String s = "250.47";

7.

8. System.out.println("Valor de i es: "

9. + i.toString());

10. System.out.println("Valor de s es: "

11. + Float.parseFloat(s));

12.

13. Float f = Float.valueOf(s);

14. float primitivoFloat = f.floatValue();

15. int primitivoInt = f.intValue();

16.

17. System.out.println("Valor del primitivo float es: "

18. + primitivoFloat);

19. System.out.println("Valor del primitivo int es: "

20. + primitivoInt);


22. }/*Definicion de la clase EnvolventesEjemplo termina aqui*/


El código anterior usa varios métodos estáticos y métodos de instancia en las clasesenvolventes. El programa muestra el uso de las clases envolventes para Integer yFloat. La salida del código anterior es la siguiente:

Valor de i es: 5

Valor de s es: 250.47

Valor del primitivo float es: 250.47

Valor del primitivo int es: 250

Fin del Ejemplo 2.1

Existen otras dos clases en Java, una de ellas se ocupa de los enteros de precisiónarbitraria inmutables, y la otra de números decimales con signo de precisión arbitrariainmutables. La primera clase esta representada por java.math.BigInteger y lasegunda clase por java.math.BigDecimal. Dado, que ambas clases tratan tambiéncon números en Java, se van a discutir acerca de ellas brevemente.







4. Math Clases Colaboradoras sobre los Tipos de Datos

Java provee un número de paquetes. Los paquetes son contenedores para las clases,los cuales serán tratados en detalle en el Volumen 2, Unidad 7 – Paquetes . Los tiposprimitivos enteros de Java no pueden efectuar operaciones sobre números largos, poresto Java provee un paquete llamado Math, que tiene dos clases, son estas: BigInteger y BigDecimal, para realizar operaciones matemáticas sobre númeroslargos. Se aprenderá a continuación acerca de estas dos clases, BigInteger yBigDecimal.

4.1 La Clase java.math.BigInteger

Esta clase provee la abstracción de enteros de un ‘tamaño de palabra infinito’representados por el tipo de datos int. Esta clase es inmutable, lo que significa que elvalor representado por esta clase no puede cambiar; representa enteros de precisiónarbitraria. BigInteger se representa usando la forma de complemento a dos, como enel caso del tipo de dato primitivo int. Todos los operadores que se pueden usar con el

tipo de dato primitivo entero tienen operadores análogos que se pueden usar conBigInteger. Usando BigInteger, se pueden realizar manipulaciones de bits,verificar si un número es primo, generar un número de primo, calcular el Máximo ComúnDivisor, etc.

4.2 La Clase java.math.BigDecimal

Esta clase se usa para representar dígitos a la derecha del punto decimal en una escalade un entero de 32-bit. BigDecimal usa un valor sin escala que es entero de precisiónarbitraria. Esta clase provee métodos que permiten realizar operaciones aritméticasbásicas y manipulaciones de escala, también ayuda a comparar dos valoresBigDecimal y a convertir el formato de los valores BigDecimal. La clase

BigDecimal también permite especificar el comportamiento del redondeo para losvalores decimales proporcionando ocho modos de redondeo.

En C o C++, se usan arreglos de caracteres para representar cadenas de caracteres(strings). Java, por el contrario, provee la clase String, que se puede usar paraalmacenar y manipular cadenas de caracteres. Se va a examinar el manejo ymanipulación de String.

5. Manejo de StringEl manejo de cadenas de caracteres (string) en Java se hace usando las clases

String o StringBuffer, ambas clases se usan para almacenar y manipular cadenasde caracteres. Sin embargo, hay una diferencia principal entre estas dos clases en laforma en la que son manejados por el sistema de tiempo de ejecución de Java. Se va aprofundizar en estas dos clases para entender la diferencia.







5.1 La Clase String

El literal string se usa para almacenar valores string (cadena de caracteres). La claseString se usa para denotar un literal string. Se puede especificar strings al encerrar eltexto dentro de comillas dobles, es importante notar la diferencia entre comillas simplesy dobles: ‘z’ no es equivalente a “z”. La primera es el carácter z, la segunda es unacadena de caracteres (string) de un carácter. El siguiente código muestra la declaraciónde una variable String.

String str = "Hola";

El fin de una cadena de caracteres es usualmente indicado por ‘\0’.

La clase String es inmutable, lo que significa que su valor no puede ser cambiado unavez que se crea un objeto del tipo String.

Se pueden usar métodos definidos en la clase String para hacer lo siguiente:

• Examinar los diferentes caracteres que componen una cadena de caracteres.

• Buscar una sub-cadena dentro de una cadena de caracteres.

• Comparar dos cadenas de caracteres.

• Crear otra cadena de caracteres que tenga todos los caracteres de la primeracadena de caracteres en mayúsculas o minúsculas.

Dos cadenas de caracteres pueden ser concatenadas usando el operador "+" como semuestra en la Figura 2.3. Como String es inmutable, esta concatenación esactualmente implementada usando internamente la clase StringBuffer por Java. Enla próxima sección, se discute la clase StringBuffer.

String uno = "abcde";

String dos = "fghij";

String tres;

tres = uno + dos;

System.out.println(tres);

Figura 2.3: Uso de la Clase String

El objeto tres es creado y tiene el valor abcdefghij.

5.1.1 El paquete java.util.regex

Este paquete está constituido por dos clases: la clase Matcher y la clase Pattern ypor una excepción, PatternSyntaxException. Las clases son usadas para hacercorresponder secuencias de caracteres con patrones especificados por expresionesregulares.







Una instancia de la clase Pattern representa una expresión regular que esespecificada en forma de secuencias de caracteres con una sintaxis similar a la usadapor Perl.

Las instancias de la clase Matcher son usadas para hacer corresponder secuencias decaracteres con un patrón dado. La entrada (Input) es proporcionada a las clasesMatcher a través de la interface CharSequence con el fin de soportar lacorrespondencia con caracteres procedentes de una amplia variedad de fuentes deentrada (archivos, string, etc).

5.1.2 Las clases Pattern y Matcher

La clase Pattern:

Es una representación compilada de una expresión regular, es decir, representa laexpresión regular que necesita ser compilada. Pertenece al paquete java.util.regex.

La clase Pattern implementa la interfaz Serializable. Para crear una instancia dela clase Pattern, se puede compilar una expresión regular, especificada como una

cadena de caracteres (String). El patrón resultante luego puede ser usado para crearun objeto Matcher que puede hacer corresponder secuencias de caracteres arbitrarioscon la expresión regular. Todo el estado involucrado en la realización de unacorrespondencia (match) reside en el objeto. Por lo tanto, muchos objetos Matcher pueden compartir el mismo patrón.

Una secuencia de invocación típica es:

Pattern p = Pattern.compile("a*b");

Matcher m = p.matcher("aaaaab");

boolean b = m.matches();

El método matches esta definido por esta clase como un recurso para cuando unaexpresión regular sea usada sólo una vez. Este método compila una expresión y hace lacorrespondencia (match) de una secuencia de entrada con ésta, en una invocaciónsencilla.

La siguiente sentencia

boolean b = Pattern.matches("a*b", "aaaaab");

es equivalente a las tres sentencias anteriores aunque para correspondenciasrepetidas es menos eficiente ya que no permite que el patrón compilado sea reutilizado.

Las instancias de la clase Pattern son inmutables y seguras para ser usadas pormúltiples hilos concurrentes. Las instancias de la clase Matcher no son seguras paratal uso.







La clase Matcher:

La clase Matcher implementa MatchResult.

Esta clase es un motor que realiza operaciones de correspondencia sobre unasecuencia de caracteres interpretando un patrón.

Una instancia de la clase Matcher es creada a partir de un patrón mediante lainvocación del método matcher de la clase Pattern. Una vez creada, una claseMatcher puede ser usada para realizar tres tipos diferentes de operaciones decorrespondencia:

• El método matches intenta hacer corresponder la secuencia de entradacompleta con el patrón.

Si la correspondencia tiene éxito, entonces se puede obtener más informaciónpor intermedio de los métodos start, end, y group.

Este método retorna verdadero si y sólo si la secuencia de entrada completa se

corresponde con este patrón de Matcher.

• El método lookingAt intenta hacer corresponder la secuencia de entrada,comenzando desde el principio de la región, con el patrón.

Como el método matches, este método siempre comienza al principio de laregión. La diferencia de ese método es que no requiere que el patróncompleto sea correspondido.

Si la correspondencia tiene éxito entonces se puede obtener más informaciónpor medio de los métodos start, end, y group.

Este método retorna verdadero si y sólo si la secuencia de entrada se

corresponde con este patrón de Matcher.

• El método find, intenta encontrar la próxima subsecuencia de la secuencia deentrada que se corresponde con el patrón.

Este método comienza al principio de la región de la clase Matcher, o si unainvocación anterior del método fue exitosa y el matcher no ha sido reestablecido(reset) desde entonces, en el primer caracter no correspondido por la anteriorcorrespondencia.

Si la correspondencia tiene éxito, entonces se puede obtener más informaciónpor intermedio de los métodos start, end, y group.

Este método retorna verdadero si y sólo si una subsecuencia de la secuencia deentrada se corresponde con el patrón de este Matcher.

Cada uno de estos métodos retorna un boolean indicando éxito o fracaso. Se puedeobtener más información acerca de una correspondencia exitosa haciendo una consultadel estado del matcher.







Una clase Matcher encuentra correspondencias en un subconjunto de su entrada(input) llamado la región . Por defecto, la región contiene toda la entrada de Matcher.La región puede ser modificada por intermedio del método region y consultada a travésde los métodos regionStart and regionEnd. La forma en que los límites de la regióninteractúan con algunos constructores de patrones puede ser cambiada. VeruseAnchoringBounds y useTransparentBounds para más detalles.

La clase Matcher también define métodos para reemplazar subsecuenciascorrespondidas con nuevas cadenas de caracteres cuyos contenidos pueden ser, si sedesea, computados a partir del resultado de la correspondecia. Los métodosappendReplacement y appendTail pueden ser usados sucesivamente para recoger elresultado dentro de un buffer de cadena de caracteres existente, o el métodoreplaceAll más conveniente puede ser usado para crear una cadena de caracteres enla cual cada subsecuencia correspondida en la secuencia de entrada es reemplazada.

El estado explícito de una clase Matcher incluye los índices de inicio y culminación dela correspondencia exitosa más reciente. También incluye los índices de inicio y

culminación de la subsecuencia de entrada capturada por cada grupo de captura en elpatrón así como un conteo total de tales subsecuencias. Como una conveniencia,también se proveen métodos para retornar estas subsecuencias capturadas en formade caracteres de cadena.

El estado explícito de una clase Matcher inicialmente no está definido. Si se intentahacer una consulta de cualquier parte de éste antes de una correspondencia exitosaesto causará que una IllegalStateException sea lanzada. El estado explícito deuna clase Matcher es computarizada de nuevo por cada operación decorrespondencia.

El estado implícito de una clase Matcher incluye la secuencia de caracteres de entrada

así como la posición append , la cual es inicialmente cero y es actualizada por el métodoappendReplacement.

Es posible que una clase Matcher sea reestablecida explícitamente al invocar sumétodo reset() o, si se desea una nueva secuencia de entrada, su métodoreset(CharSequence). Cuando se reestablece una clase Matcher, se elimina lainformación de su estado explícito y se establece la posición append en cero.

Las instancias de esta clase no deben ser usadas por múltiples hilos concurrentes, yaque no son seguras.

5.2 La Clase StringBuffer

La clase StringBuffer es similar a la clase String y se usa para denotar a un literalstring. Sin embargo, StringBuffer es mutable, a diferencia de la clase String. Estosignifica que los valores almacenados por objetos de esta clase pueden ser cambiados.StringBuffer juega un rol vital en la concatenación de cadenas de caracteres,actualmente se implementa a través de la creación de objetos StringBuffer, y luego







se usa el método append() sobre los objetos creados. Esto es una alternativa mejorque usar el operador + sobre dos objetos String.

Los objetos StringBuffer se pueden usar en aplicaciones multihilos, ya que losmétodos que operan en estos objetos pueden ser sincronizados para evitar laocurrencia del interbloqueo. Se aprenderá acerca de los interbloqueos en detalle en elVolumen 7, Unidad 3 – Sincronización de Hilos.

Se han discutido varios tipos de datos soportados por Java, los cuales representanvarios tipos de valores que se pueden usar en programas Java. Estos valores sonalmacenados usualmente en la memoria de la pila, y se pueden cambiar cualquiernúmero de veces dentro de un mismo programa Java. Los nombres de las variables oidentificadores se usan para localizar estos valores. A continuación se discuten losnombres de variables o identificadores.

5.3 La Clase StringBuilder

Esta clase proporciona un API compatible de StringBuffer, pero no se garantiza suuso bajo escenarios de sincronización. Fue diseñada para usarla como el reemplazo deStringBuffer en donde el string sea utilizado por un solo hilo (generalmente es elcaso). En lo posible, se recomienda que esta clase sea utilizada preferiblemente enlugar de StringBuffer pues será más rápida en la mayoría de los casos.

Las operaciones principales en StringBuilder son los métodos append e insert,cuando son sobrecargados para aceptar datos de cualquier tipo. Cada uno conviertecon eficacia un dato dado a un string y añade o inserta los caracteres de ese string alstring en construcción. El método append agrega siempre estos caracteres al final de lasecuencia de caracteres en construcción; el método insert agrega los caracteres enun punto especificado.

Por ejemplo, si x refiere a un objeto StringBuilder que contiene “lava”, después dela llamada x.append(“manos”) del método haría que la secuencia construidacontenga “lavamanos”, mientras que x.insert(4,“nos”) alteraría la construcciónde la secuencia para contener “lavanosmanos”.

Generalmente si sb refiere a una instancia de StringBuilder, entoncessb.append(x) tiene el mismo efecto que sb.insert(sb.length(), x). Cadaconstructor de StringBuilder tiene una capacidad de almacenamiento. Mientras lalongitud de la secuencia de caracteres contenida en el StringBuilder no exceda lacapacidad, no es necesario asignar un nuevo buffer interno. Si desborda el bufferinterno, automáticamente se hace más grande.

Las instancias StringBuilder no son seguras para el uso con múltiples hilos. Si senecesita o requiere la sincronización entonces se recomienda que StringBuffer seautilizado.







5.4 Diferencias entre String, StringBuilder y StringBuffer

String es inmutable mientras que StringBuffer y StringBuilder puedencambiar sus valores.

La única diferencia entre StringBuffer y StringBuilder es que StringBuilder es asíncrono mientras que StringBuffer es síncrono. Por lo tanto cuando unaaplicación necesita funcionar solamente con un hilo entonces es mejor utilizarStringBuilder. StringBuilder es más eficiente que StringBuffer.

Criterios para elegir entre String, StringBuffer y StringBuilder:

• Si el texto no va a cambiar usar la clase String porque un objeto String esinmutable.

• Si el texto puede cambiar y es accedido solamente por un hilo, utilizar unStringBuilder porque StringBuilder no es síncrono.

• Si el texto puede cambiar, y es accedido por múltiples hilos, utilizar unStringBuffer porque StringBuffer es síncrono.

6. IdentificadoresCuando se escribe un programa se necesita almacenar los valores usados en elprograma. Estos valores se almacenan en la memoria, se necesita tener un métodosimple para acceder a estas posiciones en la memoria. Por esto se usa un identificadoro variable para referirnos a estas posiciones en memoria.

6.1 Convenciones de Nombres

Hay algunas reglas que tienen que seguirse al momento de nombrar variables en Java.Estas son:

• Los nombres de variables deben comenzar con una letra, subrayado (_) o dólar($). Sin embargo, no hay restricción en el número de letras que se pueden usar.

• Los nombres de variables pueden contener letras, números, el subrayado (_) yel carácter dólar ($).

• No debe haber espacio entre los caracteres.

• No hay límite en la longitud del nombre de la variable.

•

Las palabras clave de Java no pueden usarse como nombres de variables.• Para una mejor legibilidad, los nombres de variables deben componerse de dos

o más palabras significativas. La primera letra de la variable será siempre enminúsculas y las primeras letras de las palabras subsecuentes en mayúsculas(Ejemplo: numeroCuenta).







• En el caso de nombres de clase, todas las palabras que son parte del nombre dela clase deben comenzar con una letra mayúscula (Ejemplo: StringBuffer).

Se discute a continuación cómo se usa una variable.

7. Declaración e Inicialización de VariablesJava es un lenguaje fuertemente tipificado, es decir, toda variable debe tener un tipo dedato asociado. Esto ayuda a saber el tipo del dato almacenado dentro de la variable o eltipo de dato que necesita ser almacenado dentro de la variable.

Ahora, para usar las variables, éstas tienen que ser declaradas. La declaración einicialización consiste de los dos pasos siguientes:

• Especificar el tipo de dato de la variable, seguido por el identificador, como semuestra a continuación:int edad;

Aquí, int es el tipo de dato de la variable, y edad es el identificador.

• Inicializar la variable, donde el valor inicial es especificado. La inicialización de lavariable se muestra a continuación:

edad = 18;

Se pueden combinar ambas, la declaración y la inicialización de la variable, en unmismo paso, como se muestra en la Figura 2.4.

Figura 2.4: Declaración e Inicialización de Variable

A continuación se discute el alcance de las variables.

7.1 Alcance de una Variable

Todas las sentencias de Java están especificadas dentro de un bloque (excepto paralas sentencias package e import, que serán discutidas en el Volumen 2, Unidad 7 –

Paquetes).







El inicio de un bloque se marca con un carácter ‘{‘, y el fin del bloque, con elcorrespondiente carácter ‘}’. Un bloque puede contener otro bloque (o cualquier númerode bloques) dentro de él, estos se denominan bloques anidados.

Considere el caso de tres bloques anidados, como se muestra en la Figura 2.5.

Figura 2.5: Alcance de Variables

El bloque externo contiene al bloque del medio, que a su vez contiene al bloque interno.

Suponga que una variable llamada edad se declara dentro del bloque del medio,entonces puede ser usada dentro del bloque del medio y del interno, pero no dentro delbloque externo. El rango de bloques dentro de la cual una variable se puede usar seconoce como alcance de una variable.

El Ejemplo 2.2 ilustra el alcance de una variable en un programa Java

Ejemplo 2.2


1. public class BloquePrueba {

2. /* Comienza el 1er bloque */3. static int a = 10, b = 20;


5. /* Comienza el 2do bloque */

6. int c = 30;

7. System.out.println(a);

8. System.out.println(b);

9. System.out.println(c);

10. }/* Fin del 2do bloque */

11. }/* Fin del 1er bloque */


Del código anterior, se puede ver que las variables a y b, declaradas en el primerbloque (el bloque externo), también son visibles en el segundo bloque (el bloque







interno). Sin embargo, lo contrario no es cierto, las variables declaradas dentro delsegundo bloque no son visibles dentro del primer bloque. El alcance de una variableestá limitado al bloque en la cual es declarada. La palabra clave static se usa paraespecificar que estas variables son variables de clase.

Fin del Ejemplo 2.2

Se discute a continuación acerca de varios operadores usados en Java.

8. Operadores en JavaCuando se escribe un programa, se usan numerosas expresiones para calcular algunosvalores específicos. Estas expresiones hacen uso de varios operadores y son similaresa expresiones aritméticas que usan muchos operadores. Las variables usadas en estasexpresiones se llaman operandos . Existen algunos operadores que solo necesitan unoperando, son llamados operadores unarios (ejemplo: ++). Los operadores querequieren dos operandos se llaman operadores binarios (por ejemplo, +), y los

operadores que requieren tres operandos se llaman operadores ternarios (ejemplo:,? :).Java soporta los siguientes tipos de operadores:

• Operadores Aritméticos.

• Operadores Relacionales.

• Operadores Condicionales.

• Operadores Ternarios.

• Operadores de Bits.

• Operadores de Asignación.

8.1 Operadores AritméticosLos operadores aritméticos se usan para indicar operaciones aritméticas como adición,substracción, multiplicación, división y módulo. Los operadores aritméticos se muestranen la Figura 2.6.

Figura 2.6: Operadores Aritméticos







• +: El operador + se usa para indicar la operación de adición. Permite adicionarvalores almacenados en dos o más variables. La siguiente expresión ilustra eluso del operador +:a + b

• -: El operador – se usa para indicar la operación de substracción. Permite

substraer un valor almacenado en una variable de un valor almacenado en otravariable. La siguiente expresión ilustra el uso del operador –:a - b

• *: El operador * se usa para indicar la operación de multiplicación. Permitemultiplicar valores almacenados en dos variables. La siguiente expresión ilustrael uso del operador *:a * b

• /: El operador / se usa para indicar la operación de división. Permite dividir unvalor almacenado en una variable entre un valor almacenado en otra variable. Lasiguiente expresión ilustra el uso del operador /:a / b

• %: El operador % se usa para indicar la operación de módulo. Permite encontrarel residuo resultante de dividir un valor almacenado en una variable entre elvalor almacenado en otra variable. La siguiente expresión ilustra el uso deloperador %:a % b

Entre estos operadores aritméticos, el operador + está sobrecargado. Este operador seusa para concatenar dos cadenas de caracteres. El siguiente fragmento de códigoilustra esto:

String str1 = "Pedro Perez apoyado sobre una pared. ";

String str2 = "Pedro Perez tuvo una gran caida";String str3 = str1 + str2;

String str4 = "Pedro Perez apoyado sobre una pared. " +

"Pedro Perez tuvo una gran caida";

En el código anterior, ambos str3 y str4 tendrán ambos el string "Pedro Perezapoyado sobre una pared. Pedro Perez tuvo una gran caida".

Se puede concatenar un entero con un string, como se muestra en el siguiente código:

String str1 = "Numero de dias de la semana es: ";

int dias = 7;

String str2 = str1 + dias;

Aquí str2 tendrá el string "Numero de dias de la semana es: 7".







8.2 Operadores Relacionales

Los operadores relacionales se usan para comparar dos valores almacenados envariables. Los diferentes operadores relacionales se listan a continuación:

• <: El operador menor que < se usa para determinar si el valor almacenado en

una variable es menor que el valor almacenado en otra variable. Cuando estacondición se satisface, el resultado de esta operación es ‘true’, caso contrario elresultado es ‘false’. La siguiente expresión ilustra el uso de este operador:a < b

• >: El operador mayor que > se usa para determinar si el valor almacenado enuna variable es mayor que el valor almacenado en otra variable. Cuando estacondición se satisface, el resultado de esta operación es ‘true’, caso contrario elresultado es ‘false’. La siguiente expresión ilustra el uso de este operador:

a > b

• <=: El operador menor o igual que <= se usa para determinar si el valoralmacenado en una variable es menor o igual que el valor almacenado en otra

variable. Cuando esta condición se satisface, el resultado de esta operación es‘true’, caso contrario el resultado es ‘false’. La siguiente expresión ilustra el usode este operador:a <= b

• >=: El operador mayor o igual que >= se usa para determinar si el valoralmacenado en una variable es mayor o igual que el valor almacenado en otravariable. Cuando esta condición se satisface, el resultado de esta operación es‘true’, caso contrario el resultado es ‘false’. La siguiente expresión ilustra el usode este operador:a >= b

• ==

: El operador de igualdad == se usa para determinar si el valor almacenado enuna variable es igual al valor almacenado en otra variable. Cuando estacondición se satisface, el resultado de esta operación es ‘true’, caso contrario elresultado es ‘false’. La siguiente expresión ilustra el uso de este operador:a == b

• !=: El operador de no igual != se usa para determinar si el valor almacenado enuna variable es diferente al valor almacenado en otra variable. Cuando estacondición se satisface, el resultado de esta operación es ‘true’, caso contrario elresultado es ‘false’. La siguiente expresión ilustra el uso de este operador:a != b

Tómese como ejemplo, dos números, 35 y 65, y determine que sucede cuando se usan

los diferentes operadores relacionales en ellos.• 35 < 65 resulta en true

• 35 > 65 resulta en false

• 35 <= 65 resulta en true







• 35 >= 65 resulta en false

• 35 == 65 resulta en false

• 35 != 65 resulta en true

A veces durante la ejecución, puede ser necesario encontrar la clase a la que un objeto

pertenece. El operador instanceof devuelve true o false basado en si el operandoizquierdo es una instancia del operando derecho.

Considere este ejemplo, asumiendo que mc es un objeto definido y MiClase es unaclase Java, el operador instanceof se usa como sigue para saber si mc es unainstancia de la clase MiClase.

mc instanceof MiClase

La sentencia anterior retorna true si es una instancia, false en caso contrario.

8.3 Operadores Condicionales

Generalmente los operadores condicionales se usan en combinación con losoperadores relacionales para determinar si una condición es true o false. Los tresoperadores condicionales se listan a continuación:

• &&: El operador && (AND) se usa para determinar si las condiciones a amboslados del operador resultan en true o false. Primero se evalúa el resultado de lacondición a la izquierda del operando, si resulta en true, entonces el resultado dela condición a la derecha del operador es evaluado. Si ambas condicionesresultan en true, entonces esta operación también resulta en true. Si la condicióna la izquierda del operador resulta en false, la condición a la derecha deloperador no es evaluada, y la operación completa resulta en false. La siguienteexpresión ilustra el uso de este operador:

(a < b) && (b < c)

• ||: El operador || (OR) se usa para determinar si al menos uno de las doscondiciones en alguno de los lados de este operador es true. Si la condición a laizquierda de este operador resulta en false, entonces la condición a la derechaes evaluada, si esta última condición resulta en true, entonces el resultado de laoperación es true. Si la condición a la izquierda de este operador es true,entonces la condición a la derecha no es evaluada, y el resultado de laoperación es true. La siguiente expresión ilustra el uso de este operador:(a < b) || (b < c)

• !: El operador ! (NOT) se usar para negar el resultado obtenido en unaoperación. Si el resultado de una operación es true, entonces el resultado de

esta operación después de aplicar el operador ! es false, y al contrario, el casoque la operación es false, la operación completa es true. La siguiente expresiónilustra el uso del operador NOT:!(a < b)







Estos operadores requieren dos operandos, por esto se denominan operadoresbinarios.

8.4 Operador Ternario

Como se mencionó anteriormente, en un operador ternario aparecen tres operandos.

Java tiene un solo operador ternario llamado operador ? : . La sintaxis general de esteoperador es la siguiente:

variable = expresion ? operando1 : operando2

Aquí, expresion es evaluada. Si expresion retorna true, entonces operando1 sele asigna a variable. Si expresion retorna false, entonces operando2 se leasigna a variable.

Se presenta un ejemplo de código para entender mejor este operador. Se tienen dosvariables var1 y var2, se quiere calcular cuál de las dos es más grande, y asignarla amayor.

mayor = (var1 > var2) ? var1 : var2

Se entenderá el uso del operador ternario al tomar diferentes valores para var1 y var2.

var1 = 5 y var2 = 3.

La expresión var1 > var2 evalúa a true ya que 5 es mayor que 3.

Por lo tanto, el valor de var1, i.e. 5, se le asigna a mayor.

var1 = 6 y var2 = 12.

La expresión var1 > var2 evalúa a false ya que 12 es mayor que 6.

Por lo tanto, el valor de var2, es decir, 12, se le asigna a mayor.

8.5 Operadores de Bits

Los operadores de bits se usan para realizar operaciones de bits (operaciones sobrediferentes conjuntos de bits). Los operadores de bits son los siguientes:

• &: El operador & (AND) se usa para comparar los patrones de bits de losoperandos a la izquierda y a la derecha bit-por-bit. La operación resulta en unconjunto de bits donde las posiciones de los bits que tienen 1 indica que lasposiciones correspondientes en los operandos izquierdo y derecho tambiéntienen el valor de 1.

La tabla de la verdad de un operador da el resultado de aplicar ese operador a lasdiferentes combinaciones de entradas. La Tabla 2.2 muestra la tabla de la verdadpara el operador de bits &.







Patrón de Bits 1 Patrón de Bits 2 Resultado

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Tabla 2.2: Tabla de la Verdad del Operador de Bits AND (&)

Sea a = 3 cuyo patrón de bits es 00000011, sea b = 10 cuyo patrón de bits es00001010. Cuando se efectúa la operación de bits &, c = a & b, el resultadoalmacenado en c es 2 cuyo patrón de bits es 00000010. El resultado se obtiene alrealizar la operación & en cada bit de a con el correspondiente bit de b, como semuestra en la Figura 2.7.

Figura 2.7: Operador de bits &

• |: El operador | (OR) se usa para comparar bit-por-bit los conjuntos de bits a

ambos lados del operador, y resulta en un conjunto de bits que indica si uno delos patrones de bits tiene 1 en esa posición.

La Tabla 2.3 muestra la tabla de verdad para el operador de bits OR


0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1Tabla 2.3: Tabla de la Verdad del Operador de Bits OR (|)

Sea a = 3 su patrón de bits es 00000011, sea b = 10 su patrón de bits es 00001010.Cuando se efectúa la operación de bits |, c = a | b, el resultado almacenado en c es11 cuyo patrón de bits es 00001011. El resultado se obtiene al realizar la operación







OR en cada bit de a con el correspondiente bit de b, como se muestra en la Figura2.8.

Figura 2.8: Operador de bits |

• ^: El operador ^ (XOR) se usa para evaluar los conjuntos de bits a ambos ladosdel operador, y resulta en un conjunto de bits que indica en que posiciones solouno de los patrones de bits tiene un 1.

La Tabla 2.4 muestra la tabla de la verdad para el operador de bits ^.


0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Tabla 2.4: Tabla de la Verdad del Operador de Bits XOR (^)

Sea a = 3 su patrón de bits es 00000011, sea b = 10 su patrón de bits es 00001010.Cuando se efectúa la operación de bits ^, c = a ^ b, el resultado almacenado en c es 9

cuyo patrón de bits es 00001001. El resultado se obtiene al realizar la operación ^ encada bit de a con el correspondiente bit de b, como se muestra en la Figura 2.9:

Figura 2.9: Operador de bits ^

Operadores de desplazamiento de bits:

Los tres tipos de operadores de desplazamiento se basan en el mismo concepto queconsiste en desplazar los bits del operando de la izquierda (A) tantas veces como loindica el operando de la derecha (B).







Tabla 2.5: Tabla de Operadores de Desplazamiento de bits

Para realizar cualquier tipo de desplazamiento, hay que recordar que el tipo de dato intes de 32 bits, y el tipo long, 64 bits y tanto short como byte son promovidos a int paraser representados en 32 bits para estas operaciones.

Si él operando (A) es un número negativo entonces la representación de A se hace através de complemento a dos.

• <<: El operador de desplazamiento hacia la izquierda << desplaza a la izquierdaun conjunto de bits una determinada cantidad de veces, en cada desplazamientoel bit de mayor orden se pierde y se coloca un cero a la derecha del número.

• >>: El operador de desplazamiento hacia la derecha >> desplaza a la derechaun conjunto de bits una determinada cantidad de veces, en cada desplazamientose rellena el bit más significativo con su contenido previo y el bit menossignificativo se pierde.

• >>>: El operador de desplazamiento hacia la derecha >>> desplaza a la derechaun conjunto de bits una determinada cantidad de veces, en cada desplazamiento

el bit de menor orden se pierde y se coloca un 0 a la derecha del número, estedesplazamiento se denomina “Desplazamiento sin Signo”.

Si al desplazar bits de un valor numérico, la cantidad (n) de bits a mover supera o igualael máximo de bits representable por el tipo de dato (32 bits para int y 64 bits paralong), los bits a desplazar serán n módulo (%) de 32 o de 64.

Vea los ejemplos mostrados en la Figura 2.10, que muestra el uso de los operadores dedesplazamiento de bits.

Operador << >> >>>

Sintaxis A<<B A>>B A>>>B

Operación Desplaza los bits deA hacia la izquierda Bveces

Desplaza los bits de Ahacia la derecha Bveces

Desplaza los bits de Ahacia la derecha Bveces, sin signo







Figura 2.10: Operadores de desplazamiento de bits

8.6 Operadores de Asignación

Los operadores de asignación se usan para asignar valores a las variables. El ladoizquierdo de la asignación es la variable a la cual se le quiere asignar un valor. En ellado derecho se puede tener un valor o una expresión que resultará en el valorrequerido. Los diferentes operadores de asignación se muestran en la Tabla 2.6:

Operador Uso Equivalente

= var1 = var2 var1 = var2

+= var1 += var2 var1 = var1 + var2

-= var1 -= var2 var1 = var1 - var2

*= var1 *= var2 var1 = var1 * var2

/= var1 /= var2 var1 = var1 / var2

%= var1 %= var2 var1 = var1 % var2

&= var1 &= var2 var1 = var1 & var2

|= var1 |= var2 var1 = var1 | var2

^= var1 ^= var2 var1 = var1 ^ var2

<<= var1 <<= var2 var1 = var1 << var2

>>= var1 >>= var2 var1 = var1 >> var2

>>>= var1 >>>= var2 var1 = var1 >>> var2

Tabla 2.6: Tabla de Operadores de asignación

A continuación se discute el orden de precedencia entre estos operadores.

8.7 Precedencia Entre OperadoresUna expresión puede estar compuesta de muchos operadores y operandos. A mayornúmero de operadores y operandos en una expresión mayor su complejidad. Por lotanto se necesita evaluar la expresión para encontrar su valor. Existe una convención







que se sigue que especifica la precedencia de cada operador sobre los otros. Esto sellama precedencia de operadores .

La lista siguiente muestra la precedencia de operadores. El operador con más altaprecedencia encabeza la lista. Conforme se baja en la lista, la precedencia decrece. Losoperadores con igual precedencia se muestran en la misma línea. Cuando se tienen

operadores con igual precedencia en una expresión, el primer operador, de izquierda aderecha en la expresión, tiene mayor precedencia.

La Figura 2.11 ilustra la precedencia de los diferentes operadores en Java.

Figura 2.11: Precedencia de Operadores en Java

Las conversiones de un tipo de datos en otro es un punto importante en laprogramación en Java. Se aprenderá a continuación cómo se permiten las conversionesen Java.







9. Conversión de TiposPuede haber situaciones donde el resultado de una expresión será de un tipo enparticular, pero tiene que ser asignado a una variable de un tipo diferente. Por ejemplo,se puede querer asignar el valor de una variable de punto flotante a una variable entera.Algunas veces, se quiere realizar una operación entre dos valores de diferentes tipos,Se puede querer convertir un valor de un tipo en otro tipo. Esto se llama conversión detipos, y se puede hacer de dos formas:

• Conversión Automática.

• Conversión Explícita.

9.1 Conversión Automática

Cuando se intenta asignar un valor de un tipo de dato más pequeño a un tipo de datomás grande, el compilador Java automáticamente convierte el valor del tipo de dato máspequeño al valor correspondiente en el tipo de dato más grande, y le asigna el valor a lavariable del tipo de dato más grande. Considere una variable b, del tipo byte, que tiene

el valor de 1. Cuando se intenta asignar esta variable b a una variable a del tipo int, no hay que preocuparse por errores de incompatibilidad de tipos. El compilador Javaautomáticamente convierte el valor byte de b a un valor int y se lo asigna a a. Estaconversión de tipos también es conocida como coerción automática .

El ejemplo será como sigue:

int a;

byte b = 1;

a = b; //Valor de b convertido a int automáticamente

9.2 Conversión Explícita

Para asignar un valor de un tipo de dato de un tamaño más grande a un tipo de datomás pequeño, el programador tiene que explícitamente especificar que el valor debe serconvertido al valor correspondiente en el tipo de dato más pequeño, y asignarlo a lavariable del tipo de dato más pequeño. Esto se llama casting de tipos .

Observe la Figura 2.12, que muestra los tipos de datos donde la coerción automática detipos toma lugar, además de cuando se requiere la conversión explícita.







Figura 2.12: Conversión Automática y Casting Explícito

Considere una variable b, del tipo int, que tiene el valor de 1. Cuando se intentaasignar esta variable b a una variable a del tipo byte, no hay que preocuparse porerrores de incompatibilidad de tipos, al realizar la conversión explícita, el compiladorJava convierte el valor int de b a un valor byte, y se lo asigna a a. La expresión serála siguiente:

byte a;

int b = 1;

a = (byte) b;//Valor de b convertido a int explícitamente

La Figura 2.13 muestra varios ejemplos de combinaciones de tipos de datos, en algunosse aplica la coerción automática, en otros se requiere la conversión de tipos explícita.

Figura 2.13: Conversión Automática y Conversión Explícita







Java 5.0 ha incorporado un nuevo tipo de conversión automática entre las clasesenvolventes y los tipos de datos primitivos. Este tipo de conversión se realizabamanualmente por métodos proporcionados en las clases envolventes (clasesWrappers). Bajo este esquema se introducen los siguientes terminos:

Auto-boxing: Se refiere a las conversión automática de un tipo de dato primitivo a su

correspondiente clase envolvente.

Auto-unboxing: Se refiere a las conversión automática de una clase envolvente a sucorrespondiente tipo de dato primitivo.El proceso manual se tornaba mecánico ytedioso, por ello fueron integrados los mecanismos de auto-boxing y auto-unboxing parapermitir la conversión de valores primitivos hacia sus respectivos objetos envolventes demanera directa y sin mayores complicaciones.

El Ejemplo 2.3 ilustra el uso auto-boxing y auto-unboxing en Java 5.0.

Ejemplo 2.3

El código Java comienza aquí...1. /*Definicion de la clase comienza aqui*/

2. public class ConversionEnvolventePrimitivoEjemplo {



5. // Contador de vueltas como objeto con

6. // asignacion de un primitivo

7. Integer vuelta = 0;

8. // Parametros

9. double kilometros = 2.5;10. int tiempo = 2;

11.

12. while (true) {

13. // Utilizando auto-incremento sobre objeto Integer

14. System.out.print("Vuelta: " + vuelta++);

15. // Operacion entre objeto Integer y primitivo double

16. System.out.print(" Distancia: " + vuelta * kilometros);

17. // Operacion entre objeto Integer y primitivo int

18. System.out.println(" Tiempo: " + vuelta * tiempo);

19. // Comparacion sobre objeto Integer

20. if (vuelta > 5)

21. break;

22. } // Fin del ciclo While








24. }/*Definicion de la clase termina aqui*/El código Java termina aquí

Salida:

Vuelta: 0 Distancia: 2.5 Tiempo: 2Vuelta: 1 Distancia: 5.0 Tiempo: 4

Vuelta: 2 Distancia: 7.5 Tiempo: 6




Del código anterior se puede observar que no fue necesario hacer ningún tipo deconversión explicita entre un primitivo y un objeto envolvente en varias ocasiones.

Lo primero fue la asignación de un entero de tipo int al objeto Integer, sin la

necesidad de usar el operador new. Luego, dentro del bloque while se realizanoperaciones matemáticas e incremento en reiteradas ocasiones, para finalizar con lacomparación sobre el objeto Integer con un primitivo de tipo int.

Fin del Ejemplo 2.3

Se han estudiado los tipos de datos primitivos en Java. A continuación se aprenderáacerca de los arreglos que son uno de los tipos referencias en Java.

10. ArreglosLos arreglos se usan para almacenar varios valores de un mismo tipo de datos. Asumaque se necesita almacenar los nombres de 100 empleados de una compañía. Si no seusan arreglos, se tendrían que usar 100 variables diferentes para almacenar losnombres de los empleados. Los arreglos son útiles en estas situaciones, debido a queno se tiene que declarar, inicializar y recordar 100 nombres de variables.

El índice en un arreglo se usa para identificar cada elemento del arreglo. En el ejemploanterior, el índice del primer elemento será 0, el índice del segundo, será 1, y asísucesivamente. El índice del 100th elemento será 99. Por lo tanto, se puede acceder alnombre de un empleado específico fácilmente usando el índice correspondiente alempleado. Vea la Figura 2.14, que representa los índices en arreglos en Java.







Figura 2.14: Índices de Arreglos en Java

En los arreglos también se pueden realizar funciones como ordenamiento, búsqueda,mezcla, etc.

Los arreglos sólo pueden almacenar un tipo de valor, donde tipo es cualquier tipo dedatos presente en Java. Considere el caso de un arreglo de enteros, cada entero toma4 bytes en la memoria. Por lo que, elementos adyacentes en el arreglo, estánseparados por 4 bytes. Similarmente, si se tiene un arreglo de caracteres, los elementosadyacentes están separados por 2 bytes, ya que el carácter ocupa 2 bytes cuando sealmacena en la memoria.

La Tabla 2.7 muestra un arreglo de enteros usada para almacenar el pago básico decinco empleados.

4000 5000 12000 6000 7500

Tabla 2.7: Arreglo de Pago Básico a Empleados (Una Dimensión)

La Tabla 2.8 muestra un arreglo de enteros usado para almacenar la Renta Permitidapara cada empleado. La Renta Permitida se calcula como el 20% del pago básico delempleado.

800 1000 2400 1200 1500

Tabla 2.8: Arreglo de Renta Permitida por Empleado (Una Dimensión)

10.1 Crear Arreglos en Java

En Java, se tiene más de una forma de crear un arreglo. Los arreglos son objetospropios de Java, a diferencia en C o C++. Por lo que ellos deben crearse usando lapalabra clave new.

int x[] = new int[5];







Los arreglos necesitan ser inicializados antes de ser usados.

Nota: Los arreglos en Java mantienen sus tamaños individuales, a diferencia de en C oC++. Los arreglos tienen un miembro llamado length, que retorna el tamaño delarreglo. El siguiente comando retornará la longitud del arreglo x, que ya ha sido creado.

int size = x.length;

Hay también otras formas de crear arreglos en Java.

Considere lo siguiente:

int x[] = {5,2,0};

int []x = {5,2,0};

Las instrucciones anteriores inicializan un arreglo con tres valores enteros. El tamañoestá implícito en este caso.

Se puede también simultáneamente crear y asignar valores en los arreglos. Esto se

hace de la siguiente manera:String [] s = new String[] {"uno", "dos"};

Considere la Figura 2.15, que resume las diferentes formas de crear arreglos en Java.

int x[] = {5, 2, 0};

float arregloFloat[] = new float[10];

String[] s1 = {"uno", "dos"};

String[] s2 = new String[]{"uno", "dos"};

Figura 2.15: Crear de Arreglos en Java

El programa a continuación declara dos arreglos unidimensionales. Un arreglo se usapara almacenar el pago básico de cinco empleados (inicializados con su salario base).La Renta Permitida de cada empleado se almacena en el segundo arreglo en el índicecorrespondiente donde se almacena el salario base. El Ejemplo 2.4 ilustra comoacceder a cada elemento del arreglo.

Ejemplo 2.4

El código Java comienza aquí…

1. /*Definicion de la clase comienza aqui*/

2. public class ArregloUnidimensionalEjemplo {



5. // Arreglo sueldo basico emppleado

6. double empSueldo[] = {4000, 5000, 12000,







7. 6000, 7500};

8. // Arreglo renta permitida por emppleado

9. double empRenta[] = new double[5];

10. int i;

11.

12. for (i = 0; i < 5; i++) {

13. empRenta[i] = .2 * empSueldo[i];

14. }// Fin del ciclo for

15.

16. System.out.println("Detalle Sueldo basico y Renta");

17. for (i = 0; i < 5; i++) {

18. System.out.println(empSueldo[i] + "\t" + empRenta[i]);

19. }// Fin del ciclo for


21. }/* Definicion de la clase termina aqui */


La salida del código anterior es la siguiente:

Detalle Sueldo basico y Renta

4000.0 800.0

5000.0 1000.0

12000.0 2400.0

6000.0 1200.0

7500.0 1500.0

Fin del Ejemplo 2.4

En el programa anterior se usan dos arreglos separados para almacenar el salario basey la Renta Permitida de los empleados. Estos son arreglos unidimensionales. En lugarde usar dos arreglos unidimensionales, puede usar un arreglo bidimensional. Estearreglo bidimensional puede ser visualizado como una tabla con cinco filas (una porcada empleado) y dos columnas (una para el salario base y otra para la RentaPermitida), como se muestra en la Tabla 2.9.







4000 800

5000 1000

12000 2400

6000 1200

7500 1500

Tabla 2.9: Arreglo de Salario Base y Renta Permitida por Empleado (Bidimensional)

El Ejemplo 2.5 muestra como trabajar con arreglos de dos dimensiones en Java.

Ejemplo 2.5


1. /*Definicion de la clase comienza aqui*/2. public class ArregloBidimensionalEjemplo {

3. /* Metodo main comienza aqui */


5. // Arreglo sueldo basico y renta

6. // permitida por emppleado

7. double empArreglo[][] = {

8. { 4000, 0},

9. { 5000, 0},

10. {12000, 0},11. { 6000, 0},

12. { 7500, 0}

13. };

14. int i, j;

15. double basico = 0.0;

16.

17. for (i = 0; i < 5; i++) {

18. for (j = 0; j < 2; j++) {

19. if (j == 0)

20. basico = empArreglo[i][j];

21. else

22. empArreglo[i][j] = 0.2 * basico;

23. }// Fin lazo for








25.

26. System.out.println("Detalle Sueldo basico y Renta");

27. for (i = 0; i < 5; i++) {

28. for (j = 0; j < 2; j++)

29. System.out.print(empArreglo[i][j] + "\t");

30. System.out.println();


32. }/* Metodo main termina aqui */



La salida del código anterior es como sigue:

Detalle Sueldo basico y Renta

4000.0 800.05000.0 1000.0

12000.0 2400.0

6000.0 1200.0

7500.0 1500.0

Fin del Ejemplo 2.5

El programa anterior ilustra la creación y el uso de un arreglo bidimensional en Java.Seguidamente se estudiará la forma en la cual se pueden añadir más dimensiones a unarreglo en Java.

Java provee estructuras de control como otros lenguajes de programación. Acontinuación se aprenderá acerca de ellos.

11. Estructuras de ControlLas estructuras de control en Java le permiten al programador controlar el flujo deejecución del programa. Las diferentes estructuras de control (llamadas tambiénconstrucciones) disponibles en Java son: if-else, for, while, do while y switch-case. Asociadas con estas construcciones están las sentencias, break y continue.

11.1 La Construcción if–else

La construcción if-else se usa cuando se necesita decidir cual de los caminosdisponibles va a ser tomado basados en cierta condición. Si la condición evaluada esverdadera, la sentencia que sigue a la construcción if es ejecutada.







La sintaxis de la construcción if es como sigue:

if (booleanExp)

sentencia;

La sintaxis de la construcción if…else es como sigue:

if (booleanExp)

sentencia1;

else

sentencia2;

Java requiere que el resultado de booleanExp sea de tipo Booleano, en caso contrarioel compilador de Java genera un error. Si la condición que es evaluada es falsa,entonces las sentencias que siguen a la construcción else son ejecutadas. Laestructura general de la sentencia if-else se muestra a continuación:

if(booleanExp){

sentencia1;sentencia2;

.

.

.

sentenciaN;

}

else{

sentencia1;

sentencia2;.

.

.

sentenciaN;

}

Nota: El punto y coma se usa como delimitador para todas las sentencias en Java. Unasentencia que termina con un punto y coma se llama una sentencia simple; por el otrolado, conjuntos de sentencias que están encerradas dentro de llaves se denominansentencias compuestas. Las sentencias compuestas son un conjunto de sentencias

simples que tienen una funcionalidad común, y por esto se les considera como unbloque.

Se puede tener una construcción if-else dentro de otra. Esto se conoce comosentencias if-else anidadas. No existe restricción en el nivel de complejidad de esta







construcción. La estructura general de una sentencia if-else anidada se muestra acontinuación:

if(booleanExp1){

.

.

.

if(condicion2){

sentencia1;

else

sentencia1;

.

.

.

}

else{

if(booleanExp2){

sentencia1;

sentencia2;

.

sentenciaN;

}

else

sentencia1;

sentenciaN;

}

Considere el segmento de código mostrado en la Figura 2.16, que ejemplifica el uso dela construcción if-else.







Figura 2.16: Uso de la Construcción if-else

11.2 El Ciclo forEl ciclo for se usa para realizar un conjunto de operaciones repetidamente hasta quealguna condición se satisfaga o para realizar un conjunto de operaciones infinitamente.

La sintaxis general del ciclo for se muestra a continuación:

for (inicializacion; booleanExp; incrementoExp)

sentencia;

La sintaxis anterior muestra sólo una sentencia dentro del ciclo for. El ciclo for puedetambién tener sentencias compuestas, encerradas dentro de { }. La estructura generalde un ciclo for con más de una sentencia se muestra a continuación:

for(inicializacion; booleanExp; incrementoExp){

sentencia1;

sentencia2;

.

.

.

sentenciaN;

}

Se puede ver que el ciclo for tiene cuatro partes, siendo éstas: inicialización, expresiónbooleana, expresión de incremento y cuerpo. El ciclo for usa un contador para llevar elnúmero de veces que el ciclo ha sido ejecutado. Este contador es inicializado a un valorapropiado en la parte de inicialización, y es actualizado en la parte de actualización,donde el incremento toma lugar. El contador es revisado contra la condición requeridaantes que las sentencias en el cuerpo del ciclo sean ejecutadas. Si la condición resulta







en true, las sentencias en el cuerpo del ciclo for son ejecutadas, y si resulta enfalse, la sentencia siguiente al final del ciclo for se ejecuta.

Se pueden tener ciclos for anidados, en los cuales se tiene un ciclo for dentro deotro. No hay restricción en el número de ciclos for que se pueden tener dentro de unciclo for. La estructura general de un ciclo for anidado se da a continuación:


sentencia1;

sentencia2;


sentencia1;

sentencia2;

.

.

.

sentenciaN;

}

.

.

.

sentenciaN;

}

Considere la Figura 2.17, que muestra el uso del ciclo for en Java. El ciclo for que semuestra a continuación calcula la suma de todos los elementos de un arreglo.

int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};

int suma = 0;

for (int i = 0; i<a.length; i++){

suma = suma = a[i];

}

System.out.println("suma = " + suma);

Figura 2.17: Uso del Ciclo for Se puede tener un ciclo infinito también, como sigue:

for( ; ; ){

sentencia1;







sentencia2;

.

.

sentenciaN;

}

En la discusión de la construcción for, se ha estado usando incrementoExp, parahacer referencia a la expresión de incremento del contador del ciclo, pero estaexpresión también puede ser usada para decrementar este contador.

Java 5.0 ha incorporado una nueva sintaxis para el ciclo for, con el cual se pretendesimplificar su uso.

La nueva sintaxis del ciclo for se muestra a continuación:

for ([Tipo] identificador : arreglo|coleccion){

sentencia1;

sentencia2;

.

.

sentenciaN;

}

Observe el siguiente ejemplo, que muestra el uso del ciclo for en Java 5.0 con lanueva sintaxis. El ciclo for que se muestra a continuación hace lo mismo que elejemplo de la Figura 2.17.

int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};

int suma = 0;

for (int numero : a) {

suma = suma + numero;

//suma += numero;

}


El uso de las Colecciones serán tratadas en detalle en el Volumen 8 – Conceptos Avanzados , Unidad 1 – API de Colecciones .

También se puede alcanzar la misma funcionalidad de ciclos usando los ciclos while enJava.







11.3 El Ciclo while

El ciclo while se usa para realizar un conjunto de operaciones repetidamente hastaque alguna condición es satisfecha, o para realizar un conjunto de operacionesinfinitamente.

La sintaxis general del ciclo while es la siguiente:

while (booleanExp)

sentencia;

Como en el ciclo for, el ciclo while puede también tener más de una sentencia en elcuerpo del ciclo. La estructura general del ciclo while, donde el cuerpo del ciclo tienemás de una sentencia, es la siguiente:

while(booleanExp){

sentencia1;

sentencia2;

.

.

.

sentenciaN;

}

Si la condición booleanExp resulta en true, las sentencias en el cuerpo del ciclo sonejecutadas, y si resulta en false, la sentencia que sigue al final del ciclo while esejecutada.

Un segmento de código escrito usando el ciclo for puede ser convertido en un ciclowhile y viceversa.

La Figura 2.18 muestra el uso del ciclo while para encontrar la suma de todos loselementos de un arreglo.







int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};

int suma = 0;

int i = 0;

while (i < a.length){

suma = suma + a[i];

i = i + 1;

// suma += a[i++];

}


Figura 2.18: Uso del Ciclo while

Se pueden tener ciclos while anidados, en los que se tiene un ciclo while dentro de

otro. No hay restricción en el número de ciclos while que se pueden tener dentro de unciclo while. La estructura general de esta forma del ciclo while se da a continuación:

while(booleanExp){

sentencia1;

sentencia2;

while(booleanExp2){

sentencia1;

sentencia2;

.

.

.

sentenciaN;

}

.

.

.

sentenciaN;

}

También se puede tener un ciclo while infinito, como sigue:while( true ){

sentencia1;

sentencia2;

.







.

sentenciaN;

}

11.4 El Ciclo do-while

El ciclo do-while se usa para realizar un conjunto de operaciones repetidamente hastaque alguna condición sea satisfecha, o para realizar un conjunto de operacionesinfinitamente. La siguiente instrucción muestra la sintaxis general del ciclo do-while.

do {

sentencia;

} while (booleanExp);

La estructura general de un ciclo do-while que tiene más de una instrucción en sucuerpo se da a continuación:

do{

sentencia1;

sentencia2;

.

sentenciaN;

}while(booleanExp);

Note que las sentencias se ejecutan antes de preguntar por la condición. Si la condiciónresulta en true, las sentencias en el cuerpo del ciclo do-while son ejecutadasnuevamente, y si el resultado es false, la sentencia que esta después del final del

ciclo do-while es ejecutada. Esto garantiza que las sentencias en el cuerpo del ciclodo-while son ejecutadas al menos una vez, a diferencia del ciclo while y el ciclo for, en donde si la condición no es cumplida la primera vez nunca se ejecutan lassentencias ubicadas dentro de estos ciclos.

Se puede comparar el ciclo do-while con el ciclo for, o un ciclo while. El códigoescrito usando el ciclo do-while puede ser convertido en un ciclo while o a un ciclofor y viceversa.

Considere la Figura 2.19, muestra el uso del ciclo do-while para calcular la suma detodos los elementos de un arreglo.







int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};

int suma = 0;

int i = 0;

do{

suma = suma + a[i];

i = i + 1;

// suma += a[i++];

}while (i < a.length);


Figura 2.19: Uso del Ciclo do-while

Se pueden tener dos o mas ciclos do-while anidados, en el cual se tienen ciclos do-

while dentro de otros. No hay restricción en el número de ciclos do-while que sepueden tener dentro de otro ciclo do-while. La estructura general de los ciclos do-

while anidados se muestra a continuación:

do{

sentencia1;

sentencia2;

do{

sentencia1;

sentencia2;

.

.

.

sentenciaN

} while(booleanExp);

.

.

.

sentenciaN;

} while(booleanExp2);

Se puede tener un ciclo do-while infinito también, como sigue:

do {

sentencia1;

sentencia2;







.

.

sentenciaN;

} while( true );

11.5 La Construcción switch-case La construcción switch-case se usa para realizar una (o algunas) de variasoperaciones basadas en el resultado de una condición.

La estructura general de la construcción switch-case se da a continuación:

switch(valor){

case val1:

sentencia1

sentencia2

.

.

sentenciaN

break;

case val2:

sentencia1

sentencia2

.

.

sentenciaN

break;

.

.

case valN:

sentencia1

sentencia2

.

.

sentenciaN

break;

default:

sentencia1;

sentencia2;







.

sentenciaN;

}

Aquí, se usa la sentencia break después de que todas las instrucciones dentro de uncase particular son ejecutadas. La sentencia break ocasiona que el flujo de controlsalga de la construcción switch-case. Si no se usa la sentencia break, todas lassentencias que están después del case que concuerde hasta el fin del bloque, seránejecutadas.

A continuación se aprenderá acerca de las sentencias break y continue.

11.6 La Sentencia break

La sentencia break se usa para sacar el control del flujo de ejecución del bloque másinterno donde es ejecutado de forma que la sentencia siguiente al bloque sea ejecutada.El siguiente código muestra el uso de la sentencia break en un ciclo for para sacar el

flujo de control fuera del ciclo.for(int i = 0; i<10; i++){

sentencia1;

.

if(booleanExp)

break;

sentenciaN;

}

11.7 La Sentencia continue

La sentencia continue se usa para regresar el flujo de ejecución al inicio del bloquemás interno donde es ejecutada. El siguiente código muestra el uso de la sentenciacontinue en un ciclo for. Lleva el flujo de control al inicio del ciclo.

for(int i = 0; i<10; i++){

sentencia1

.

if(condicion)

continue;

sentenciaN

}

Considere la Figura 2.20, que muestra las sentencias break y continue.







Figura 2.20: Uso de las Sentencias break y continue

11.8 Las Sentencias break y continue con EtiquetasLas etiquetas permiten identificar las sentencias. Esto se hace ubicando antes de lasentencia un nombre seguido por dos puntos (:). La sentencia que se identifica serefiere a cualquier sentencia simple o bloque de sentencias. Su forma general es:

etiqueta:sentencia;

Ya se ha estudiado el uso de la sentencia break. Como se recordará la sentenciabreak cambia el control del flujo de ejecución para que se dirija fuera del ámbito dondese ubicaba dicha sentencia.

Existe otra modalidad de break que hace que el flujo de control salte fuera de un ciclo

identificado con una etiqueta. La sintaxis general se muestra a continuación:break etiquetaUno; // etiquetaUno identifica a un ciclo

De igual manera la sentencia continue se puede utilizar como una sentenciaetiquetada. La diferencia es que esta instrucción hace que el flujo de control se dirija auna sentencia identificada mediante una etiqueta. La sintaxis de una sentenciacontinue con etiqueta es la siguiente:

continue etiquetaDos; // etiquetaDos identifica a un ciclo

Una particularidad de la sentencia continue en comparación con la sentencia break es que siendo o no etiquetada sólo puede estar ubicada dentro de ciclos iterativos.

El siguiente extracto de código muestra como se utilizan el break y el continue conetiquetas.








1. etiquetaUno:

2. for(int i=0;i<2;i++){

3. System.out.println("En Ciclo Uno");

4. etiquetaDos:

5. for(int j=0;j<2;j++ ){

6. System.out.println("En Ciclo Dos");

7. if(j==0)

8. continue;

9. if(j==1)

10. break etiquetaUno;

11. if(j==2)

12. continue etiquetaUno;

13. }

14. }

El código Java termina aquí Salida:

En Ciclo Uno

En Ciclo Dos

En Ciclo Dos

Cuando j sea igual a 0, el control de flujo permanecerá en el ciclo más interno ycontinuará la ejecución para la iteración donde j es igual a 1.

Cuando j es igual a 1, el control de flujo sale fuera del ciclo principal y en consecuencia

fuera del ciclo más interno, terminado así con la ejecución del código. La variable jnunca valdrá 2.

Si la línea (10) del fragmento de código anterior se sustituye por la línea:

break etiquetaDos;

La salida al ejecutar dicha aplicación será:

En Ciclo Uno En Ciclo DosEn Ciclo DosEn Ciclo Uno

En Ciclo DosEn Ciclo Dos

Cuando j es igual a 1, el control de flujo sale fuera del ciclo más interno únicamente,permitiendo que el ciclo más externo realice las dos iteraciones establecidas por sucondición, es decir, para i =0 e i =1 respectivamente.







Nota: Sí la línea (8) del fragmento de código anterior se sustituye por la línea:

continue etiquetaUno;

La salida al ejecutar dicha aplicación será:

En Ciclo UnoEn Ciclo DosEn Ciclo UnoEn Ciclo Dos







Resumen

Ahora que ha completado esta unidad, usted debe ser capaz de:

• Discutir los tipos de datos primitivos en Java.

•

Describir la declaración e inicialización de variables en Java.• Mencionar los diferentes operadores usados en Java.

• Explicar la precedencia de operadores en Java.

• Definir los tipos de conversiones automática y explícita en Java.

• Explicar las diferentes estructuras de control usadas en Java.







Unidad 2: Examen de Autoevaluación1) En Java, una variable boolean puede almacenar un valor de 0 o 1.

a) Verdadero

b) Falso

2) ¿Cuáles de los siguientes pertenecen al tipo de datos entero?

a) array

b) double

c) char

d) byte

3) ¿Cuál de las siguientes codificaciones se usa para codificar caracteres en Java?

a) Unicode

b) ASCIIc) Bytecode

d) Codificación Internacional

4) ¿Qué tipo de operador es '|'?

a) Operador de Bits

b) Operador Lógico

c) Operador Condicional

d) No existe este operador

5) ¿Cuál de los siguientes grupos de operadores tienen una prioridad más alta quelos operadores de igualdad?

a) Unarios

b) Relacionales

c) De Bits

d) De desplazamiento

6) ¿Para cuál de los siguientes tipos primitivos están disponibles clases envolventes?

a) int

b) byte

c) float

d) char







7) ¿Qué pasa cuando se usa for(; ;) en un programa Java?

a) Ocurre un error de compilación

b) No se entra al ciclo

c) El ciclo se ejecuta infinitas veces


8) ¿Cuál de las siguientes sentencias se usa para salir de un ciclo?

a) break

b) continue

c) exit

d) Todas las anteriores

9) ¿Cuál ciclo en Java evalúa la expresión boolean al final del ciclo?

a) while

b) for

c) switch

d) do-while

10) Un ciclo do-while se ejecuta al menos una vez aún si la condición revisada esfalse.

a) Verdadero

b) Falso







Respuestas a la Unidad 2: Examen de Autoevaluación1) b

2) c y d

3) a

4) a5) a, b y d

6) a, b, c y d

7) c

8) a

9) d

10) a




Unidad 3: Lab. de Operaciones, Expresiones y Control de Flujo Libro 1: Core Java 90



Unidad 3: Lab. de Operaciones,Expresiones y Control de Flujo

Objetivos del AprendizajeAl final de esta unidad, usted será capaz de:

• Trabajar con operadores aritméticos.

• Usar operadores de bits.

• Trabajar con ciclos en Java.

• Usar arreglos en Java.




Libro 1: Core Java Unidad 3: Lab. de Operaciones, Expresiones y Control de Flujo 91



Ejercicios de Laboratorio1) Escriba un programa para crear una clase llamada Calculadora que usa

operadores aritméticos y también operadores de bits (&, | y ^). Inicialice lasvariables con cualquier valor aceptable de su elección y demuestre el uso deestos operadores.

Consejos Útiles:

• Cree una clase llamada Calculadora.

• Declare dos variables enteras e inicialícelas con dos valores (por ejemplo 10 y5).

• Sume, reste, multiplique y divida estas dos variables e imprima los resultado enla salida estándar.

• Realice un AND (&), OR (|) y un XOR (^) bits en estas dos variables e imprimalos resultado en la salida estándar.

2) Escriba un programa en Java usando, un ciclo while o un do-while, paraimprimir el conjunto completo de los números Armstrong de tres dígitos. Unnúmero Armstrong es aquel que satisface la siguiente condición:

a3 + b3 + c3 = abc.

Este es un ejemplo de un número Armstrong : 13 + 53 + 33 = 153

Consejos Útiles:

• Cree una clase llamada NumerosArmstrong.

• Escriba un ciclo for con el valor de la variable contadora variando desde 100hasta 999.

• Extraiga cada dígito de la variable contadora.• Eleve al cubo cada uno de los dígitos y súmelos.

• Verifique si la suma de los cubos es igual a la variable contadora.

• Si son iguales, imprima el mensaje ‘Este es un número Armstrong’.

3) Se da como entrada para un programa Java una oración larga terminada con uncarácter nuevalinea. La oración puede contener letras, dígitos y caracteresespeciales. Se requiere que se escriba un programa de Java que cuente elnúmero de letras, dígitos, espacios en blanco, además de otros caracteres y losmuestre de la siguiente forma:

Ejemplo :

Entrada : ¡Muéstrelos (:,*,; etc.) en una forma adecuada!

Salida :

Letras : 31

Dígitos : 0




Unidad 3: Lab. de Operaciones, Expresiones y Control de Flujo Libro 1: Core Java 92



Espacios en blanco : 6

Otros : 10

Consejos Útiles:

• Escriba una clase llamada Contador.

• Declare una variable String, str e inicialícela con la oración por ejemplo.“¡Muéstrelos (:,*,; etc.) en una forma adecuada!\n”.

• Forme un arreglo de caracteres a partir de la variable str, usando el métodotoCharArray() de String.

• Cree un ciclo for (haciendo uso de su nueva sintaxis), que opere con el arreglode caracteres y asigne cada uno de los elementos en una variable Character llamada caracter.

• Use el método Character.isLetter() para revisar si un carácter en elarreglo es una letra y cuente el número de letras.

• Use el método Character.isDigit() para revisar si un carácter en el arreglo

es un dígito y cuente el número de dígitos.• Use el método Character.isWhitespace() para revisar si un carácter en el

arreglo es un espacio en blanco y cuente el número de espacios en blanco.

• Si el carácter en el arreglo no es ni una letra, ni un dígito, ni un espacio enblanco, se clasifica como otros. Cuente el número de caracteres clasificadoscomo otros.

• Imprima el número de letras, dígitos, espacios en blanco y otros caracteres en lasalida estándar.

4) Escriba un programa que encuentre el mínimo número de billetes tipo moneda

requeridos para formar un monto específico (no se necesita tomar la entrada delusuario) asuma que los billetes moneda de denominaciones500,100,50,20,10,5,2, y 1 dólar están disponibles.

Si el monto es 1239,

El programa debe imprimir:

Monedas de 500: 2

Monedas de 100: 2

Monedas de 50: 0

Monedas de 20: 1

Monedas de 10: 1

Monedas de 5: 1

Monedas de 2: 2

Monedas de 1: 0




Libro 1: Core Java Unidad 3: Lab. de Operaciones, Expresiones y Control de Flujo 93



Consejo: Puede usar algunos métodos relacionados a caracteres en la cuartapregunta, la cual requiere de la clase Character que está disponible en elpaquete java.lang.

Consejos Útiles:

• Escriba una clase llamada MinimoMonedas.• Declare una variable entera llamada numero e inicialícela con un entero válido

(por ejemplo 54321).

•

5) Calcule la denominación de 500, 100, 50, 20, 10, 5, 2 y 1 billetes de dólar queformarán el 54321 e imprímalos en la salida estándar.




Libro 1: Core Java Volumen 2: Programación Orientada a Objetos 95



Volumen 2: Programación Orientada aObjetos







Unidad 1: Clases y Objetos



• Explicar los conceptos de clases y objetos.

• Discutir acerca de la estructura y miembros de una clase Java.

• Definir variables y métodos en Java.

• Explicar los modificadores de acceso.

• Explicar la necesidad de y uso de constructores para una clase.

• Explicar cómo los métodos en una clase Java pueden ser sobrecargados.

• Definir y usar clases anidadas.

• Discutir cómo Java maneja los argumentos de línea de comandos.

• Explicar el ciclo de vida de un objeto.

• Describir el manejo de memoria en Java.

• Exponer el uso de Enumeraciones.




Unidad 1: Clases y Objetos Libro 1: Core Java 98



1. IntroducciónEn el volumen anterior, se tuvo una visión general de la programación en Java. Seestudiaron los operadores, expresiones y sentencias de control de flujo. En esta unidad,se discuten clases y objetos en Java.

Todos los días, son empleados numerosos objetos en nuestras vidas, algunos de loscuales tienen ciertas características comunes que los hacen pertenecer a una categoríaparticular. Por ejemplo, John Davenport y Edna Smith son estudiantes en unauniversidad. Ambos tienen algunos atributos en común como el nombre, edad, númerode identificación del estudiante, nombre de la universidad, carrera estudiando, estatusdel estudiante, cursos registrados, calificaciones obtenidas, y así sucesivamente, queson comunes a cualquier estudiante. Aunque ellos comparten este conjunto deatributos, los valores de los atributos serán diferentes y específicos para cada persona.

Similarmente, el carro de John y el de Edna pertenecen a una categoría llamada carro.Algunos de los atributos comunes a esta categoría son: número de placa del carro,

fecha de fabricación, tipo de carro, etc. En un escenario orientado a objetos, John yEdna son objetos de la clase estudiante y sus carros son objetos de la clase carro. Acontinuación se aprenderá más acerca de clases y objetos.

2. Clases y ObjetosUna vez vistos algunos ejemplos del mundo real de clases y objetos, se les va a definirformalmente.

Una clase es una entidad auto contenida que provee una plantilla (framework) paradefinir atributos y comportamiento encontrados comúnmente en objetos de software

pertenecientes a un tipo en particular. Los atributos se representan como variables y elcomportamiento como métodos en una clase Java.

Cualquier instancia creada a partir de la plantilla se denomina un objeto. El proceso através del cual una instancia (objeto) se crea se llama instanciación.

Se puede modelar el ejemplo de Estudiante, dado anteriormente, en clases y objetos desoftware.

Se tendrá una clase Estudiante que define atributos como: género, nombre, númerode identidad, número de estudiante, carrera estudiante, estatus, nombre, edad, cursosregistrados, calificaciones obtenidas y otros.

La Figura 1.1 muestra el modelo de software de un estudiante en una claseEstudiante.







Figure 1.1: Modelo de un Estudiante del Mundo Real como Clase

En la figura anterior, se listan algunos de los atributos de la clase Estudiante. Aquíuna variable String se usa para almacenar el nombre del estudiante. El género delestudiante se almacena como carácter (m para indicar masculino y f para indicarfemenino). Una variable entera se usa para almacenar la edad del estudiante.

Una vez modelada la clase, se pueden crear cualquier número de objetos de ella. Paracrear un objeto de la clase, se necesita un constructor. Un constructor es un método (unmétodo es similar a una función en C o C++), que tiene el mismo nombre de la clase.En el ejemplo anterior, se puede usar el método Estudiante() para crear un objetode la clase Estudiante, llamado estudiante. El atributo nombre de este objeto seráel nombre de estudiante Edna Smith. El código Java que permite hacer esto semuestra a continuación:

Estudiante estudiante = new Estudiante(“Edna Smith”);

Un constructor también inicializa el objeto con valores por defecto, que pueden serdefinidos dentro del constructor. Esto se verá en detalle en la sección Constructores de una Clase .

Un objeto creado de esta forma, para representar a la estudiante Edna Smith, semuestra en la Figura 1.2.







Figure 1.2: Un Objeto de la Clase Estudiante

Se pueden obtener los atributos del objeto estudiante usando los métodos getter(métodos que comienzan con la palabra get, como: getNombre, getEdad, etc.) y seles puede asignar valor a los atributos mediante los métodos setter (métodos quecomienzan con la palabra set, como: setNombre, setEdad, etc.).

La Figure 1.3 muestra tres objetos creados de la clase Estudiante para representartres estudiantes: Edna Smith, J. McDonald and T. Hughes.

Figura 1.3: Objetos Creados de la Clase Estudiante

Estos objetos son diferentes entre sí. Los datos en cada uno de estos objetos sondiferentes, aunque las variables en las que se almacenan tengan el mismo nombre. Losmétodos que están disponibles en estos objetos son los mismos. De aquí que sean

llamadas instancias de la clase.Se ha visto que una clase tiene variables y métodos. A continuación se presenta laestructura de una clase Java.







3. Estructura de una Clase JavaUna clase Java consiste de una sentencia package, sentencia import, y unadefinición de clase. De éstas, las sentencias package e import son opcionales. Lasentencia package es la primera sentencia de un programa Java. Se profundizará la

definición package en la Unidad 7- Paquetes . La sentencia import va a continuaciónde la sentencia package. La sentencia import importa otras clases Java que la claseque esta siendo definida puede querer usar. Puede haber más de una sentencia import en el mismo programa Java.

Las otras clases son importadas usando la siguiente sintaxis:

import NombreClase;

Las sentencias import son seguidas por la definición de la clase. De acuerdo a lasintaxis general de una clase, se requiere sólo la palabra reservada class seguida porel nombre de la clase, como sigue:

class NombreClase{}

Un programa Java puede tener más de una clase. Estas clases pueden estarrelacionadas unas con otras. En estos casos, se debe tener una clase con el métodomain(), para que la ejecución del programa comience con esa clase. Un archivo Javadebe tener el mismo nombre que la clase que tenga el método main(), con laextensión .java siempre y cuando esta clase sea declarada como public.

La Figura 1.4 muestra la estructura general de la definición de una clase Java.







Figura 1.4: Estructura de Definición de una Clase Java

Habiendo comprendido la estructura de una clase Java, se continúa con los miembrosde una clase Java.







3.1 Miembros de una Clase Java

Una clase Java tiene variables miembro y métodos miembro. Una clase Java usamodificadores de acceso para otorgar permiso a otras clases para acceder a unavariable o método en particular. Un modificador de acceso especifica el acceso a una avariable, método o clase.

Esencialmente, los objetos creados a partir de una clase almacenan sus datos envariables. Un objeto permite que otros objetos tengan acceso a sus datos a través demétodos. Un objeto puede también esconder datos a otros objetos a través de variosmodificadores de acceso.

La Figura 1.5 muestra los miembros de una clase.

Figura 1.5: Miembros Principales de una Clase

Se discuten a continuación en las secciones siguientes los miembros principales de unaclase, son estos, variables, métodos y modificadores de acceso.

4. VariablesLas variables disponibles en una clase pueden ser de varios tipos, son estos , variablesde instancia, variables de clase, variables final, variables transient y variablesvolatile. Observe cada una de ellas en detalle.

4.1 Variables de Instancia

Algunas variables tienen diferentes valores para diferentes instancias de la clase. Estasson llamadas variables de instancia . Por ejemplo, la variable nombre en la claseEstudiante tiene diferentes valores para objetos diferentes, como: Edna Smith, J

McDonald and T Hughes. Aquí, nombre es una variable de instancia.

La Figura 1.6 muestra una definición de variables de instancia en una clase Java.







public class Estudiante {

// Variables de Instancia

String nombre;

char genero;

int edad;

}

Figura 1.6: Variables de Instancia en una Clase Java

Las variables de instancia se usan para representar los atributos de datos de un objetoparticular. Las variables de instancia son creadas cuando el objeto es instanciado. En laFigura 1.6, nombre, genero y edad son variables de instancia del objeto Estudiante.Estas se acceden usando la instancia o el objeto creado.

4.2 Variables de Clase

En algunas ocasiones es necesario tener una variable que tenga el mismo valor paratodas las instancias de la clase. Estas variables se denominan variables de clase . Lasvariables de clase a veces se les llaman variables static . Sólo habrá una copia de unavariable de clase en la memoria independientemente del número de instancias creadasde la clase. Así si el valor es cambiado en alguna instancia, se reflejará en todas lasinstancias de la clase.

Se usa el modificador static para declarar que una variable es una variable de clase.Para tener acceso a una variable de clase no se necesita crear una instancia de laclase. Se puede acceder a una variable de clase directamente por su nombre junto conel nombre de la clase.

¿Por qué se necesitan variables de clase cuando se puede obtener la mismafuncionalidad usando variables de instancia? Puede haber situaciones en las cuales unavariable necesita ser especificada como una variable de clase. Por ejemplo, considereuna universidad, que asigne un único ID a cada estudiante. El ID de estudiante es unnúmero secuencial, que es almacenado en algún sitio, es incrementado cuando unnuevo estudiante ingresa a la universidad. Una variable llamada maxIdAsignado podría crearse para este caso, maxIdAsignado se mantiene como una variable declase y se incrementa en el constructor del objeto luego de asignar su valor al ID delestudiante. Así independientemente del número de objetos creados, el máximo ID deestudiante asignado hasta ahora se mantiene como una variable de clase y seincrementa en cada instanciación.

Las variables static son usualmente privadas en la clase.

La Figura 1.7 muestra como una variable de clase es creada y accedida en Java.








// Variables de clase

static int maxIdAsignado;

// Variables de Instancia

int id;

// Contructor para la clase Estudiante

public Estudiante() {

this.id = maxIdAsignado++;

}

}

Figura 1.7: Variables de Clase en Java

El valor de maxIdAsignado también podría accederse fuera del ámbito de la clasecomo se muestra a continuación:

Estudiante.maxIdAsignado++;

Note que aquí se coloca el nombre de la clase seguido por un punto y luego el nombrede la variable de clase. Recuerde que para acceder a las variables de clase no esnecesario crear una instancia de la misma.

Java provee valores por defecto para las variables de instancia y las variables de clase.Los valores por defecto son aquellos que son asignados cuando el programador noinicializa explícitamente una variable. Los valores por defecto para los ocho tipos de

datos en Java, para variables de clase y de instancia son los siguientes:boolean false

char (carácter en blanco)

byte 0

short 0

integer 0

long 0

float 0.0

double 0.0

4.3 Variables Volátil (Volatile)

El compilador Java, en tiempo de compilación, realiza muchas optimizaciones paramejorar el desempeño de un programa. El modificador volatile previene al







compilador de realizar ciertas optimizaciones sobre una variable miembro. Le dice alcompilador que el valor de la variable puede ser cambiado inesperadamente por otraspartes del programa. Esta variable miembro se denomina variable volatile . Elcompilador, no realiza optimizaciones en estas variables.

Por ejemplo, en un programa multihilos, dos o más hilos pueden compartir la misma

variable de instancia. Cada hilo puede tener su propia copia privada de una variablecompartida. La copia maestra de la variable reflejará su estado actual. El acceso a lacopia maestra debe ser autorizado en el mismo orden en el que se acceden las copiasprivadas.

El modificador volatile se coloca antes de la declaración de la variable. La sintaxisse muestra a continuación:

volatile int var = 100;

4.4 Variables Transitorias (Transient)

El modificador transient se usa en una declaración de variable para especificar alsistema de tiempo de ejecución de Java que la variable no debe ser serializada. Unavariable que no puede ser serializada y que tiene especificado el modificadortransient, se denomina variable transient .

La serialización es un proceso mediante el cual, los campos no transient de un objetoson almacenados usando una clase llamada DataOutputStream. El objeto puede serde-serializado recuperando el dato almacendo usando la clase DataInputStream. Laserialización y de-serialización serán tratados en detalle en el Volumen 4, Unidad 3 –Serialización de Objetos .

Un objeto puede tener datos basura, que no son necesarios al momento de reconstruir

el objeto desde flujos a través de la de-serialización. Un objeto puede contener ambasvariables transient y no transient. Las variables transient se pueden usar paraalmacenar datos que no serán usados durante el proceso de serialización. Así, losprocesos de serialización y de-serialización pueden acelerarse si variables cuyos datosque no se desea serializar se declaran como transient.

La sintaxis para declarar variables transient en Java es la siguiente:

transient int var = 100;

4.5 Variables Final

El modificador final indica que el miembro tiene un valor constante. Un miembro con

un valor constante no puede ser modificado. Este tipo de variable se denomina unavariable final . En caso de que se trate de cambiar el valor de una variable final en elprograma, entonces se generará un error en tiempo de compilación. El nombre de unavariable final se representa en letras mayúsculas por convención. Como se muestraaquí:







final float PI = 3.14;

Las variables miembro final deben ser inicializadas con un valor en el momento de sudeclaración. Si no, el compilador arrojará un mensaje de error, diciendo que la variablepuede no haber sido inicializada.

El modificador static puede ser combinado con la variable final para declararconstantes de librerías. Esta combinación es particularmente útil al declarar constantescomo: PI, E, etc.

La Figura 1.8 muestra el uso de los modificadores final y static para declararconstantes de librerías.

public static final double E = 2.718281828459046;

public static final double PI = 3.141592653589793;

public static final double potencia(double a, double b){...};

public static final long redondear(double a){...};

Figura 1.8: Uso de los Modificadores static and final para Constantes de Librería

A continuación, se va estudiar cómo declarar estas variables.

4.6 Declaración de Variables Miembro

En la clase Estudiante (referirse a la Figura 1.6), vimos que la variable nombre fuedeclarada como sigue:


private String nombre;

…

}

Aquí, nombre es declarada como una variable miembro, porque la declaración se hacedentro del cuerpo de la clase y fuera de cualquier método o constructor de la clase. Elnombre de la variable miembro es nombre, y su tipo de dato es String. El modificadorprivate indica que nombre como una variable sólo puede ser accedida dentro de losconstructors y métodos de la clase Estudiante.

A continuación se examinan los métodos en Java.







5. MétodosLos métodos en Java se usan para tener acceso y manipular las variables. Usualmente,los métodos se usan para asignar, recuperar, o cambiar los valores almacenados enuna variable. La definición de métodos establece el tipo y nombre de los parámetros deentrada. Los parámetros pasan a ser variables locales del método, también el métodopuede declarar otras variables locales dentro de ella. Las variables locales pueden serde tipo primitivo o referencias a objeto. Ellas no pueden ser referenciadas antes de serdeclaradas y no pueden usarse sin haber sido inicializadas. Un ejemplo se presenta acontinuación.

public void hacerCualquierCosa() {

MiClase mc;

mc.getNombre(); // Error

mc = new MiClase();

mc.getNombre(); // OK

}

Antes de inicializar mc, no se puede usar mc. El compilador genera un error.

En Java 5.0 se permite establecer un número variable de parámetros en los métodos, aligual que C. Para lograr esto, se hace uso de la expresión .... Seguidamente, sepresenta un ejemplo de ello:

public void hacerCualquierCosa(int … args) {

for (int arg : args)

System.out.println(arg);}

Observe que el identificador args se convierte en un arreglo que contiene los valoresque fueron enviados cuando fue invocado el método hacerCualquierCosa().

También se puede combinar el uso de parámetros variables con parámetros novariables, con la restricción de que la declaración del parámetro variable solo se puedehacer al final de la lista de argumentos del método. Se presenta un ejemplo de lo dichoanteriormente:

public void hacerCualquierCosa(String a, int … args) {

System.out.println("a: " + a);for (int arg : args)System.out.println(arg);

}







En Java, los métodos son de diferentes tipos, son estos, métodos de instancia ymétodos de clase. Se verán estos dos tipos en detalle a continuación.

5.1 Métodos de Instancia

Ciertos métodos definidos en una clase operan en variables de instancia de la instancia

actual de una clase. Ellos también pueden tener acceso a las variables de clase de esaclase. Estos métodos se denominan métodos de instancia . Las siguientes variables ymétodos pueden ser accedidos por un método de instancia:

• Variables de instancia.

• Variables de clase.

• Otros métodos de instancia.

• Métodos de clase.

Un método de instancia, además de realizar otras actividades para la clase, puedeobtener y asignar valores a las variables de instancia. Un método getter se usa para

obtener el valor de una variable de instancia y normalmente comienza con la palabraget. La Figura 1.9 muestra como el método getter se usa para recuperar el valoralmacenado en la variable nombre.

public String getNombre(){

return nombre;

}

Figura 1.9: Método Getter para Recuperar el Valor de una Variable de Instancia

Un método setter se usa para asignar valor a variables privadas. Los métodos setter seinician con la palabra set. La Figura 1.10 muestra como el método setter se usa paraasignar valor a la variable nombre.

public void setNombre(String nuevoNombre){

nombre = nuevoNombre;

}

Figura 1.10: Método Setter Que Asigna un Valor a una Variable de Instancia







5.2 Métodos de Clase

Otros métodos definidos en la clase operan solo en variables de clase. Se puedeninvocar éstos métodos directamente usando el nombre de la clase sin necesidad decrear una instancia. Estos métodos se conocen como métodos de clase o métodosestáticos. Por ejemplo, un método de clase miMetodoDeClase() de MiClase puede

ser invocado como:

MiClase.miMetodoDeClase()

El modificador static se usa en la declaración del método de clase. Para acceder a unmétodo de clase, no se necesita crear una instancia de la clase. Se puede acceder almétodo de clase directamente. Un método de clase no puede acceder a variables deinstancia o métodos de instancia. Acceder a variables o métodos no estáticos desde unmétodo estático genera un error en tiempo de compilación, aunque un método de clasepuede ser accedido a través de una instancia.

La librería Math y las clases envolventes (wrapper) tienen varios métodos estáticos. La

Figura 1.11 muestra el uso del método estático parseInt definido en la claseInteger.

int radio = Integer.parseInt("6");

//parseInt() es un metodo de la clase Integer

double circunferencia = 2 * radio * Math.PI;

//PI es una constante (variable de la clase puplica Math)

Figura 1.11: Uso del Método Estático parseInt()Definido en la Clase Integer

La clase Math tiene muchas funciones de librería, que también están definidas comométodos estáticos. Así, los métodos definidos en la clase Math pueden usarsedirectamente. La Figura 1.12 muestra el uso de métodos estáticos definidos en la claseMath.

double valores[] = {11.5, 12.5, -12.5, -13.5};

for(int i=0; i<valores.length; i++){

double actual = valores[i];

System.out.println("Valor: "+actual);

System.out.println("Redondeo hacia arriba: "+Math.ceil(actual));System.out.println("Redondeo hacia abajo: "+Math.floor(actual));

System.out.println("Redondeo: "+Math.round(actual)+"\n");

}

Figura 1.12: Uso de Métodos Estáticos Definidos en la Clase Math







Cuando un usuario inicia una aplicación, algún código debe ser ejecutado. Sin unareferencia a objetos, no habrá código a ser ejecutado. Java supera esto proveyendo elmétodo main, que es un método estático. Este método estático main es independientede un objeto. Dentro del método main, otros objetos pueden ser instanciados.

A continuación se aprenderá a cómo usar los métodos de clase para acceder a la clase.

5.3 Uso de Métodos de Clase para Acceder a la Clase

Cuando una declaración de un método tiene el modificador static, indica que elmétodo es un método de clase y no un método de instancia. Un método de instanciasolamente se puede usar cuando se crea un objeto. Un método de clase se puede usarindependientemente del objeto. No se tiene que instanciar la clase para usar susmétodos estáticos, pueden ser invocados directamente sin ninguna referencia a unobjeto de la clase. El método main de la clase es un método estático, y debe ser usadoantes de que cualquier objeto de la clase sea creado. Los métodos estáticos solopueden invocar otros métodos estáticos

Si el constructor de una clase se declara como private, no se puede crear un objetode la clase. En este caso, se puede acceder a métodos estáticos para usar los métodosy variables disponibles en la clase. Sea el Ejemplo 1.1, que muestra como los métodosestáticos se pueden usar en un programa Java.

Ejemplo 1.1

El siguiente código muestra el uso de métodos estáticos.


1. /*Definicion de la clase StaticEjemplo comienza aqui*/

2. public class StaticEjemplo {3. static int n;

4.

5. /*El metodo agregar comienza aqui */

6. static public void agregar(int j, int k) {

7. n = j + k;

8. System.out.println(n);

9. }/* El metodo agregar termina aqui */

10.

11. /*El metodo main comienza aqui */12. public static void main(String[] args) {

13. agregar(53, 74);


15. }/*Definicion de la clase StaticEjemplo termina aqui*/








En la clase anterior, se puede acceder directamente al método agregar() de la claseStaticEjemplo sin crear un objeto de la clase ya que el método agregar() ha sidodeclarado como estático. Dentro del método agregar, se suman dos enteros pasadoscomo argumentos y se almacena en una variable estática n de la clase. Finalmente seimprime el valor de n en la salida estándar.

Fin del Ejemplo 1.1

Si el método agregar() en el ejemplo anterior fuese declarado como público, podríaser accedido desde otras clases como se muestra a continuación:

StaticEjemplo.agregar();

No hay necesidad de crear un objeto StaticEjemplo para invocar al método estático.

Antes de concluir la discusión de métodos en Java, se resume brevemente como Java

permite a los programadores trabajar con los siguientes tipos de métodos, que sonusados para propósitos específicos:

• Métodos Abstractos.

• Métodos Final.

• Métodos Nativos.

• Métodos Sincronizados.

Aunque los métodos abstractos son métodos de instancia, los otros tres pueden sermétodos de instancia o de clase.

5.4 Métodos Abstractos

El modificador abstract se usa para denotar que la implementación de un método noestá en la clase en la cual el método es declarado. Este método es llamado métodoabstracto. Los métodos abstractos son declarados solo dentro de una clase abstracta(una clase declarada con el modificador abstract) como se muestra a continuación:

public abstract int mostrarSalida(int a);

A continuación se discuten los métodos final, que son los que no pueden sersobrescritos por una subclase.

5.5 Métodos Final

Una clase puede heredar variables y métodos definidos en otra clase. La clase desde lacual las variables y métodos son heredados se denomina superclase. La clase quehereda se denomina subclase. Una subclase puede proveer una implementacióndiferente para un método heredado de su superclase. Esto se conoce como sobre







escritura de método. Si no se quiere que un método sea sobreescrito por sus subclases,se puede usar el modificador final en la declaración del método, como sigue:

public final int mostrarSalida(int a);

A continuación se discute acerca de los métodos nativos, que permiten que se use elcódigo escrito en otro lenguaje.

5.6 Métodos Nativos

Cuando se quiere usar una librería de funciones escritas en otro lenguaje como C oC++, se usa el modificador native para especificar que la implementación de estemétodo no fue hecha en Java.

public native int mostrarSalida(int a);

A continuación se discuten los métodos sincronizados, que juegan un papelfundamental en aplicaciones multihilos.

5.7 Métodos SincronizadosEn un ambiente multihilos, varios hilos pueden estar operando sobre los mismos datossimultáneamente. Los métodos que se usan para operar sobre los mismos datossimultáneamente se declaran como synchronized, para asegurar que la informaciónaccedida por los hilos está controlada y realizada a salvo de hilos.

public synchronized int mostrarSalida(int a);

Se ha visto el uso de los modificadores public y private en algunos de los ejemplosanteriores, estos son modificadores de acceso . Se discuten a continuación.

6. Modificadores de AccesoSe pueden usar los modificadores de acceso de Java para proteger las variables ymétodos de una clase de ser accedidos sin garantía por parte de otras clases. Losmodificadores de acceso permitidos por Java son: public, protected, package y private. Se va a iniciar la revisión con el modificador de acceso public.

6.1 El Modificador de Acceso public

El modificador public no coloca ninguna restricción en las variables y métodos de unaclase. Cuando las variables y métodos de una clase son declarados como public, losobjetos de cualquier clase pueden accederlos. La clase que esta haciendo el acceso no

necesita ser una subclase de la clase accedida o estar presente en el mismo paqueteque la clase accedida. Una clase sin ninguna relación, que está en un paquetediferente, puede también acceder a variables y métodos public de una clase. Se debetener cuidado antes de declarar una variable o método como public para asegurarque no habrá ningún acceso malicioso por parte de un objeto de una clase externa, que







pueden colocar a los objetos de la clase accedida en un estado inconsistente.Considere el Ejemplo 1.2, que ilustra el uso de variables y métodos public.

Ejemplo 1.2

La clase PublicEjemplo que se muestra a continuación tiene una variable y un

método public.


1. package miPaquete;

2. /*Definicion de la clase PublicEjemplo comienza aqui*/

3. public class PublicEjemplo {

4. public int secretoAbierto;

5. public void abrirMetodoSecreto() {

6. System.out.println("abrirMetodoSecreto");

7. }8. }/*Definicion de la clase PublicEjemplo termina aqui*/


Se va a escribir una clase llamada ClaseNoRelacionada en otroPaquete, que estotalmente diferente del paquete en el cual está la clase PublicEjemplo.


1. package otroPaquete;

2. 3. import miPaquete.*;

4.

5. //Definicion de la clase ClaseNoRelacionada comienza aqui

6. class ClaseNoRelacionada {

7. void accesoSecreto() {

8. PublicEjemplo pe = new PublicEjemplo();

9. pe.secretoAbiert = 35;

10. pe.abrirMetodoSecreto();

11. }12. }//Definicion de la clase ClaseNoRelacionada termina aqui








La clase ClaseNoRelacionada no tiene ninguna relación con (no es una subclase de)la clase PublicEjemplo. A pesar de esto, se puede acceder a la variable y al métodopublic definidos en la clase PublicEjemplo.

Fin del Ejemplo 1.2

A continuación se discute el modificador de acceso protected, que no es tanpermisivo como el modificador de acceso public.

6.2 El Modificador de Acceso protected

Este modificador permite que variables y métodos de una clase en particular seanaccedidas por la clase en la que están definidas, sus subclases y las clases presentesen el mismo paquete. Por ejemplo, se puede querer que cierta información seacompartida solo por nuestra familia o amigos cercanos. No se quiere que nadie mássepa acerca de esto. Cuando se representa este tipo de información como objetos desoftware creados usando Java, el modificador protected puede ser usado. Esto se

explica en el Ejemplo 1.3.Ejemplo 1.3

Considere el siguiente ejemplo de la clase ProtectedEjemplo. Tiene una variableprotected y un método protected.



2.

3. /*Definicion de la clase ProtectedEjemplo comienza aqui*/

4. public class ProtectedEjemplo {5. protected int secretoFamiliar;

6. protected void metodoSecretoFamiliar() {

7. System.out.println("metodoSecretoFamiliar");

8. }

9. }/*Definicion de la clase ProtectedEjemplo termina aqui*/


Ahora, considere la clase ProtectedHijo, que extiende de la claseProtectedEjemplo, pero que está presente en un paquete otroPaquete que es

diferente del paquete en el cual ProtectedEjemplo fue declarada. En este caso, laclase ProtectedHijo implícitamente obtiene todos los métodos definidos enProtectedEjemplo, pero la clase ProtectedHijo no puede acceder la variableprotected o invocar al método protected de un objeto de la claseProtectedEjemplo. Observe:









2.

3. import miPaquete.*;

4. 5. //Definicion de la clase ProtectedHijo comienza aqui

6. class ProtectedHijo extends ProtectedEjemplo {

7. void accederSecreto(ProtectedEjemplo pe, ProtectedHijo ph) {

8. pe.secretoFamiliar = 53; // error

9. ph.secretoFamiliar = 33;

10. pe.metodoSecretoFamiliar(); // error

11. ph.metodoSecretoFamiliar();

12. }

13. }//Definicion de la clase ProtectedHijo termina aqui


Ahora se va a considerar otra clase AmigoDeLaFamilia que está en el paquetemiPaquete y no es una subclase de ProtectedEjemplo.



2.

3. //Definicion de la clase AmigoDeLaFamilia comienza aqui

4. class AmigoDeLaFamilia {

5. void accederSecreto() {

6. ProtectedEjemplo pe = new ProtectedEjemplo();

7. pe.secretoFamiliar = 53;

8. pe.metodoSecretoFamiliar();

9. }

10. }//Definicion de la clase AmigoDeLaFamilia termina aqui

El código Java termina aquí Se puede ver que AmigoDeLaFamilia puede acceder legalmente a las variables ymétodos protected de ProtectedEjemplo.

Fin del Ejemplo 1.3







6.3 El Modificador de Acceso package

El modificador de acceso package se usa cuando no se especifica ni public, niprotected, ni private como nivel de acceso. Si no se especifica el nivel de accesode una variable o un método o una clase usando un modificador de acceso, entonces,por defecto, el nivel de acceso se asume como package. Esto significa que todas lasclases que están presentes en el mismo paquete pueden acceder a las variables ymétodos de la clase accedida. Un paquete es similar a un módulo. Ada fue uno de losprimeros lenguajes en introducir el concepto de un paquete en los lenguajes deprogramación.

Considere el Ejemplo 1.4, que ilustra el modificador de acceso package.

Ejemplo 1.4

La clase PackageEjemplo que se muestra a continuación tiene una variable y unmétodo con acceso package.



2.

3. /*Definicion de la clase PackageEjemplo comienza aqui*/

4. public class PackageEjemplo {

5. int secretoEntreAmigos;

6. void metodoSecretoEntreAmigos(){

7. System.out.println("metodoSecretoEntreAmigos");

8. }

9. }/*Definicion de la clase PackageEjemplo termina aqui*/


La clase PackageEjemplo tiene acceso a la variable secretoEntreAmigos y almétodo metodoSecretoEntreAmigos(). Todas las clases presentes en el paquetemiPaquete tienen acceso a la variable secretoEntreAmigos y al métodometodoSecretoEntreAmigos().

Ahora, considere la clase PackageAmigo, que está presente en miPaquete.



2.







3. /*Definicion de la clase PackageAmigo comienza aqui*/

4. class PackageAmigo{

5. void accederSecretoPackage(){

6. PackageEjemplo pe = new PackageEjemplo();

7. pe.secretoEntreAmigos = 25;

8. pe.metodoSecretoEntreAmigos();

9. }

10. }/*Definicion de la clase PackageAmigo termina aqui*/


La clase PackageAmigo puede acceder a secretoEntreAmigos ymetodoSecretoEntreAmigos porque PackageAmigo y PackageEjemplo están enel mismo paquete.

Considere el siguiente código.



2.

3. import myPackage.*;

4.

5. /*Definicion de la clase PackageHijo comienza aqui*/

6. class PackageHijo extends PackageEjemplo {

7. void accederMiembrosDePackage(){

8. PackageEjemplo pe = new PackageEjemplo();

9. pe.secretoEntreAmigos = 25; // error

10. pe.metodoSecretoEntreAmigos(); // error

11. }

12. }/*Definicion de la clase PackageHijo termina aqui*/


El código anterior muestra que si hay una subclase de PackageEjemplo en un

paquete diferente, entonces no podrá acceder a secretoEntreAmigos ometodoSecretoEntreAmigos de PackageEjemplo.

Fin del Ejemplo 1.4







A continuación se discute el modificador de acceso private, que es el más restrictivode todos los modificadores de acceso.

6.4 El Modificador de Acceso private

El modificador de acceso private se usa para proteger información muy confidencial.Puede haber ocasiones cuando no se quiere que métodos o variables de una clase enparticular accedan a ciertas variables o métodos de otra clase específica. Usandovariables y métodos privados en una clase se provee la máxima protección. Esto seexplica en el Ejemplo 1.5.

Ejemplo 1.5

Aquí la clase NivelAccesoEjemplo tiene una variable private y un métodoprivate.


1. /*Definicion de la clase NivelAccesoEjemplo comienza aqui*/2. public class NivelAccesoEjemplo {

3. private int secreto;

4. private void metodoSecreto(){

5. System.out.println("metodoSecreto");

6. }

7. }/*Definicion de la clase NivelAccesoEjemplo termina aqui*/


Sólo el código dentro de la clase NivelAccesoEjemplo puede leer o modificar lavariable secreto e invocar metodoSecreto(). El código dentro de otra clase nopuede acceder o modificar la variable secreto o invocar a metodoSecreto(). Porejemplo, la clase Hacker, definida a continuación, no puede acceder a secreto o ametodoSecreto de NivelAccesoEjemplo.


1. /*Definicion de la clase Hacker comienza aqui*/

2. class Hacker {


4. NivelAccesoEjemplo nae = new NivelAccesoEjemplo();

5. nae.secreto = 364; // error

6. nae.metodoSecreto(); // error

7. }







8. }/*Definicion de la clase Hacker termina aqui*/


Cuando se intenta compilar la clase Hacker, el compilador imprimirá un mensaje de

error, similar a este:Hacker.java:4: secreto has private access in NivelAccesoEjemplo

nae.secreto = 364; // error

^

Hacker.java:5: metodoSecreto() has private access inNivelAccesoEjemplo

nae.metodoSecreto(); // error

^

2 errors

Nota: Un objeto del tipo NivelAccesoEjemplo puede acceder a los miembrosprivate de otro objeto de NivelAccesoEjemplo. Esto se muestra en el siguientefragmento de código:


1. /*Definicion de la clase PrivateEjemplo comienza aqui*/

2. class PrivateEjemplo {

3. private int secreto;

4. boolean verificarAccesoPrivado(PrivateEjemplo pe){

5. if (this.secreto == pe.secreto)

6. return true;

7. else

8. return false;

9. }

10. }/*Definicion de la clase PrivateEjemplo termina aqui*/


En este caso, la clase PrivateEjemplo tiene un método de instancia que compara elobjeto actual PrivateEjemplo (this) con otro objeto PrivateEjemplo pe, basadoen sus variables secreto. Esto es posible porque objetos del mismo tipo puedenacceder a miembros private del otro siempre y cuando estén dentro de la clase.

Fin del Ejemplo 1.5







Se van a discutir a continuación los constructores en Java.

7. Constructores de una ClaseUn constructor se usa esencialmente para inicializar un nuevo objeto creado de un tipo

en particular. Se puede identificar fácilmente el constructor y diferenciarlo de otrosmétodos en la clase porque el constructor tiene el mismo nombre de la clase. Losconstructores también son métodos, pero están definidos para realizar la tarea deinicialización al momento de creación de objetos.

Todas las clases en Java tienen al menos un constructor. Si el programador no defineningún constructor para una clase, entonces la clase tendrá un constructor por defectocreado por el sistema de tiempo de ejecución de Java. El constructor por defecto noacepta ningún argumento. Tiene una implementación vacía y no realiza nada.

Java permite tener tantos constructores como se requiera para una clase, la únicadiferencia será en el número o el tipo de argumentos para una clase. Esto se denomina

sobrecarga del constructor, que será discutida en detalle en la próxima sección.La Figura 1.13 muestra los constructores para la clase Student. Se definen tresconstructores, cada uno toma diferentes parámetros.

public Estudiante(){}

public Estudiante(int nuevoId){

id = nuevoId;

}

public Estudiante(int nuevoId, String nuevoNombre){

id = nuevoId;

nombre = nuevoNombre;

}

Figura 1.13: Constructores para la Clase Estudiante

Si el programador define un constructor para una clase, el constructor por defecto noestará disponible para la clase. Si una clase necesita un constructor que no acepteargumentos, el programador debe explícitamente definir un constructor sin argumentos.En la clase Estudiante anterior, se proveen los constructores Estudiante(int), Estudiante(int, String), por esto el constructor por defecto sin argumentos no

estará disponible, y se encontrará el constructor Estudiante() sin parámetrosexplícitamente definido.

Se va a considerar otro ejemplo para entender mejor los constructores en Java. Parauna clase llamada Fibonacci, se tiene el siguiente constructor:







public Fibonacci() { // constructor

n = 0;

}

Este es un ejemplo de un constructor sin argumentos. Se va a definir otro constructorpara Fibonacci:

public Fibonacci(int numeroDeTerminos) { // constructor

n = numeroDeTerminos;

}

Ambos constructores tienen el mismo nombre, la única diferencia es la lista deparámetros aceptada por estos constructores. El compilador los diferencia dependiendodel número y tipos de argumentos que aceptan. El primer constructor no acepta ningúnparámetro, mientras que el segundo constructor acepta un argumento de tipo int .

Usualmente el constructor usa sus argumentos para inicializar las variables (estado) delnuevo objeto creado. Cuando se instancia una clase para crear un objeto, se debeescoger el constructor cuyos argumentos reflejen mejor la forma en que se quiereinicializar el nuevo objeto. Dependiendo del número de argumentos y el tipo deargumentos que se pasa al constructor, el compilador busca el constructor apropiadopara usarlo. Por ejemplo, cuando se usa el siguiente código, el compilador sabe quedebe elegir el constructor sin argumentos.

new Fibonacci();

De manera similar, cuando se usa la expresión new Fibonacci(53); el compiladorescoge el constructor que acepta un sólo entero como su argumento.

El código que se presenta a continuación invoca el constructor de la superclase de la

clase Fibonacci.void Fibonacci() {

super();

}

No se ha hecho a Fibonacci una subclase de otra clase. Por defecto, todas las clasescreadas en Java son subclases de la clase Object disponible en el paquetejava.lang. Así, en el código anterior, el constructor de la clase Object es invocado.Usualmente el constructor de una clase toma ventaja del código proporcionado en elconstructor de su superclase. Suponga que se quiere usar el constructor de lasuperclase, entonces la sentencia que invoca al constructor de su superclase debe ser

la primera sentencia de su constructor, debido a que debe realizar primero un nivelsuperior de inicialización.

De la discusión en esta sección, se puede ver que en la declaración de una clase, esobligatorio especificar la palabra reservada class y también el nombre de la clase. Elresto de los componentes de una declaración de clase son opcionales. Si una







declaración de clase no tiene estos elementos opcionales, los valores por defecto queusa el compilador Java son: no-public, no-final, no-abstract y sub-clase de laclase Object. La clase java.lang.Object es la superclase de todas las clases Javapor defecto. Se estudiará en detalle super clases en la Unidad 3 - Herencia de estevolumen. El compilador Java también asume que una clase no implementa ningunainterfaz. Considere el Ejemplo 1.6, un programa que imprime los primeros cincotérminos de la serie de Fibonacci.

Ejemplo 1.6

Se va a crear una clase en este programa de ejemplo. Se usará esta clase en lassiguientes secciones.


1. /*Definicion de la clase Fibonacci comienza aqui*/

2. public class Fibonacci {

3. public int a = 0, n; /* variable */

4. private int b = 1, c, contador = 2; /* variables */

5.

6. /* Constructor Fibonacci comienza aqui */

7. public Fibonacci(int numeroDeTerminos) {

8. n = numeroDeTerminos;

9. }/* Constructor Fibonacci termina aqui */

10.

11. /* Metodo cambiarNumeroDeTerminos comienza aqui */

12. void cambiarNumeroDeTerminos(int numeroDeTerminos) {

13. n = numeroDeTerminos;

14. }/* Metodo cambiarNumeroDeTerminos termina aqui */

15.

16. /* Metodo mostrarSeries comienza aqui */

17. public void mostrarSeries() {

18. if (n <= 0) {

19. System.out.println("Entrada invalida");

20. System.exit(0);

21. }

22. if (n >= 1)23. System.out.println(a);

24. if (n >= 2)


26. while (contador < n) {







27. c = a + b;


29. a = b;

30. b = c;

31. contador++;

32. }

33. }/* Metodo mostrarSeries termina aqui */

34.



37. Fibonacci fib = new Fibonacci(5);// 5 términos

38. fib.mostrarSeries();


40. }/* Definicion de la clase Fibonacci termina aqui */


Este programa de ejemplo imprime los números de la serie de Fibonacci, hasta elnúmero de términos que son requeridos (cinco, en este caso). El número de términos dela serie a ser impresos se pasa como argumento al constructor. El constructor asigna elparámetro recibido a una variable de instancia n. cambiarNumeroDeTerminos() seusa para cambiar el valor de n, si se desea hacerlo después que el objeto ha sidocreado. El método mostrarSeries() se usa para imprimir la serie de númerosFibonacci en la salida estándar. Se puede ver que hay dos componentes principalesque nos dan la implementación de la clase, que son, la declaración de la clase y elcuerpo de la clase .

La declaración del ejemplo anterior es simple. Indica que el nombre de la clase esFibonacci y que es una clase public. A veces de la declaración, se puede tambiénidentificar la superclase de esa clase y si esta clase puede ser derivada.

Fin del Ejemplo 1.6

Así como los constructores pueden ser sobrecargados, otros métodos también puedenser sobrecargados en Java. Se va a discutir la sobrecarga de métodos, mediante la cualse pueden tener varias implementaciones para el mismo método.

8. Sobrecarga de MétodoEn la sección anterior se vio que más de un constructor puede ser creado para unaclase. De manera similar, Java permite tener dos o más métodos con el mismo nombredentro de la misma clase. Como con los constructores, los métodos sobrecargados







deben también tener un número diferente de parámetros o diferentes tipos de datos enlos parámetros. Esta característica de Java se llama sobrecarga de métodos . Ésta esuna forma de lograr polimorfismo en Java. El compilador detectará un error en tiempode compilación si dos métodos en una clase tienen el mismo nombre y el mismonúmero y tipo de parámetros.

Los métodos sobrecargados pueden tener diferentes tipos de datos de retorno. Pero sila diferencia entre dos métodos es sólo en cuanto a sus tipos de retorno, el nombre,número, y tipo de argumentos aceptados por el método, y el orden en el cual sonaceptados, son iguales, el compilador no distinguirá entre los dos métodos.

Si dos métodos son diferentes solo en sus tipos de retorno, esto no se considera unasobrecarga de métodos. Sin embargo, si existen dos métodos que aceptan el mismonúmero de argumentos y el mismo tipo de argumentos, pero difieren en el orden de lostipos de datos aceptados por los dos métodos, entonces sí se considera una sobrecargade métodos.

Ejemplo 1.7

El siguiente programa ilustra la sobrecarga de métodos.



2. public class MetodoSobrecargadoEjemplo {

3. void mostrarEnPantalla(int a, int b){


5. System.out.println(b+"\n");

6. }

7. 8. void mostrarEnPantalla(int a, char b){



11. }

12.

13. void mostrarEnPantalla(char a, int b){



16. }17.

18. void mostrarEnPantalla(int a, int b, char c){









21. System.out.println(c+"\n");

22. }

23.

24. void mostrarEnPantalla(int a, char b, float c, String d){




28. System.out.println(d+"\n");

29. }

30.


32. MetodoSobrecargadoEjemplo msce = new

33. MetodoSobrecargadoEjemplo();

34. msce.mostrarEnPantalla(53,8965);

35. msce.mostrarEnPantalla(68, 'g');

36. msce.mostrarEnPantalla('f', 74);

37. msce.mostrarEnPantalla(64, 36, 'h');

38. msce.mostrarEnPantalla(85, 'd', (float) 745.3, "true");

39. }

40. }/*Definicion de la clase termina aqui*/


La salida del programa se muestra a continuación:53

8965

68

g

f

74

64

36

h







85

d

745.3

true

En la salida del programa anterior se puede ver en la línea 37 de la claseMetodoSobrecargadoEjemplo que a pesar que el tercer argumento pasado almétodo fue el carácter ‘h’, ese carácter no se imprimió y que en su lugar se imprimió elvalor ASCII del carácter, que es 104. Esto se debe a que el compilador primero buscapor la correspondencia exacta de ambos, tanto del número de argumentos como deltipo de dato de los argumentos.

En un programa, cuando ambas condiciones corresponden con una versiónsobrecargada particular del método, se llama a esa versión particular del método. En laausencia de tal correspondencia, el compilador convierte implícitamente el tipo de datode los argumentos a algún otro tipo de dato, siempre que esa conversión se permita enJava.

En el ejemplo anterior, el compilador busca por una correspondencia exacta para elconjunto de tres tipos de datos. Si se encuentra esa correspondencia, esta versiónparticular del método sobrecargado será invocada. Sin embargo, no existe unacorrespondencia directa cuando dos enteros y un carácter son pasados comoargumentos. Así que el tercer argumento se convirtió implícitamente a un int (Javapermite tal conversión, de int a char y viceversa), hubo una correspondencia con laversión del método mostrarEnPantalla, la cual toma tres enteros como argumentos.Se invocó esa versión y por lo tanto se obtuvo la salida anterior.

Fin del Ejemplo 1.7

A continuación se va a entender el concepto de clases anidadas.

9. Clases AnidadasUna clase anidada es una clase cuya definición está dentro de otra clase. Si una clasecontiene a una clase anidada, es conocida como clase exterior .

Las clases anidadas tienen acceso total a los miembros de su clase exterior, incluso alos miembros privados. Estas clases son consideradas miembro de la clasecontenedora. Ellas pueden ser final o abstract. Ahora como miembro tambiénpuede ser private, protected, además de public o package que es unaposibilidad para cualquier clase.

La forma general de una clase exterior que contiene a una clase anidada se muestra acontinuación:

class ClaseExterna{







//miembros de ClaseExterna

public static class ClaseAnidadaEstatica {

//miembros de ClaseAnidadaEstatica

}

private class ClaseInterna {

//miembros de ClaseInterna

}

}

Existen dos tipos de Clases Anidadas :

• Clase Anidada Estática: esta clase se declara como miembro estático (static )de la clase exterior y tiene todas las características de cualquier otro miembroestático.

• Clase Interna: Esta clase se declara como miembro no-estático de la claseexterior y tienen todas las características de cualquier otro miembro de instancia.

Una instancia de alguna clase interna sólo puede existir si una instancia de laclase contenedora existe. La clase interna no puede tener miembros estáticospropios.

Un ejemplo de clase anidada se muestra a continuación:

Ejemplo 1.8

El siguiente programa ilustra una clase anidada.


1. /*Definicion de la clase Carro comienza aqui*/

2. public class Carro {

3. private String marca;

4. private int velocidadActual;

5. private String placa;

6. private String nombre;

7.

8. /* Definición de clase anidada */

9. class Acelerador {

10. private int velocidadMaxima;

11. 12. Acelerador() {

13. velocidadMaxima = 180;

14. }







15.

16. public void acelerar(int velocidad) {

17. if ((velocidad + velocidadActual) < velocidadMaxima){

18. velocidadActual = velocidadActual + velocidad;

19. }

20. }

21.

22. public void imprimirVelocidad() {

23. System.out.println("Velocidad: " + velocidadActual);

24. }

25. }/* Fin de la clase anidada Acelerador */

26.

27. /* Constructor Carro comienza aqui */

28. Carro(String mar, String nom, String pla) {

29. marca = mar;

30. nombre = nom;

31. placa = pla;

32. velocidadActual = 0;

33. }/* Constructor Carro termina aqui */

34.



37. Carro miCarro = new Carro("Ford", "Focus", "KAA-87X");

38. Acelerador miAcelerador = miCarro.new Acelerador();39. miAcelerador.acelerar(100);

40. miAcelerador.imprimirVelocidad();


42. }/* Definicion de la clase Carro termina aqui */


Note que en la línea 38 se necesita la instancia de la clase Carro para poder crear unainstancia de Acelerador, debido a que esta última es un miembro de instancia de laclase Carro.

Fin del Ejemplo 1.8

Una clase interna también puede estar definida dentro de algún método de una claseexterna. Esta representación es como sigue:

public class ClaseExterna{







int x;

public void metodoExterno(final int y){

final int z=12;

class ClaseInterna{

public void metodoInterno(){

x=3-y+z;

System.out.println(x);

}

}

}

}

Este tipo de clase interna puede acceder a todos los miembros de la clase contenedora,inclusive puede modificarlos. Sin embargo sólo tiene acceso a las variables final delmétodo que la contiene, en el ejemplo, ‘y’ y ‘z’.

Es posible declarar clases internas con o sin nombre. Las clases internas sin nombreson conocidas como Clases Internas Anónimas y serán discutidas para el manejo deeventos en la Unidad 5 – Modelo de Delegación de Eventos y Manejo de Eventos delVolumen 5. A continuación se va a entender cómo tomar entradas del usuario a travésde argumentos de la línea de comandos.

10. Argumentos de Línea de ComandosLos argumentos de línea de comandos se pueden usar para suministrar entradas a unprograma durante su ejecución. La construcción general para los argumentos de líneade comandos es como sigue:

java nombreClase argumento1 argumento2 etc…

Se pueden dar cualquier número de argumentos de línea de comandos. Estosargumentos de línea de comando se guardan en un arreglo de string pasado al métodomain().

Ejemplo 1.9

El siguiente programa ilustra el uso de los argumentos de línea de comandos:



2. public class LineaDeComandosEjemplo {3. public static void main(String[] args) {

4. for (int i = 0; i < args.length; i++) {

5. System.out.print("Argumento " + (i+1));

6. System.out.print(" es args[" + i + "]");







7. System.out.println(": " + args[i]);

8. }

9. }



El programa se ejecuta como sigue:

java Estos son argumentos pasados por linea de comandos

La salida del programa se muestra a continuación.

Salida:

Argumento 1 es args[0]: Estos

Argumento 2 es args[1]: son

Argumento 3 es args[2]: argumentos

Argumento 4 es args[3]: pasados

Argumento 5 es args[4]: por

Argumento 6 es args[5]: linea

Argumento 7 es args[6]: de

Argumento 8 es args[7]: comandos

Fin del Ejemplo 1.9

Todos los argumentos de la línea de comandos son interpretados como strings en Java.El programador puede usar las funciones de conversión para convertirlos a sus valoresnuméricos usando los métodos proporcionados en la clase String.

A continuación se discuten las diferentes etapas en el ciclo de vida de un objeto.

11. Ciclo de Vida de un ObjetoUsualmente, en un programa Java, se crean objetos de varias clases. Estas clasesinteractúan entre sí a través de mensajes. Una vez que se completa el objetivo para elcual fue creado el objeto, está listo para recolección como basura. Una vez que elrecolector de basura toma el objeto, los recursos que mantenía son liberados, parapermitir que otros objetos puedan hacer uso de ellos. El objeto es entonces destruido.

La Figura 1.14 muestra el ciclo de vida de un objeto.







Figura 1.14: Ciclo de Vida de un Objeto

A continuación se verá la creación e instanciación de objetos.

11.1 Crear Objetos

Como se mencionó anteriormente, el proceso de crear objetos de una clase sedenomina instanciación. El objeto de una clase se conoce como instancia. Tome denuevo el Ejemplo 1.6. Se puede usar el operador new para instanciar una clase, comosigue:

Fibonacci fib = new Fibonacci();

El código anterior realiza tres acciones, son estas, declaración del objeto, instanciacióndel objeto e inicialización del objeto. La declaración del objeto y la instanciación delobjeto pueden realizarse en pasos separados, como se muestra a continuación.

Fibonacci fib;

fib = new Fibonacci();

Aquí, la primera línea es la declaración del objeto y la segunda, línea la instanciacióndel objeto. La segunda línea usa el operador de instanciación new para crear un nuevoobjeto del tipo Fibonacci. La inicialización del objeto se hace usando la parte decódigo después del operador new, es decir, Fibonacci(). Esta parte del códigoinvoca al constructor de la clase Fibonacci, que efectúa la inicialización.

Java permite usar clases e interfaces en forma similar para tipos de datos. Esto esposible dado que ambos son tipos referencia. En la etapa de declaración, se crea unavariable que puede guardar los objetos del tipo definido por la clase. En el ejemploanterior, la variable fib sirve para guardar objetos del tipo Fibonacci. Esta variableno puede ser usada para referenciar otro objeto simultáneamente.

El operador new que se usa para instanciar una clase, reserva la memoria requeridapare el nuevo objeto creado. El operador new es seguido por el constructor de la claseinstanciada. Al invocar al constructor inicializa el nuevo objeto creado.







11.2 Uso de Objetos

Una vez que se crea un objeto de un tipo en particular (clase), se puede usar el objetopara obtener alguna información, cambiar el estado de sus variables, o realizar algunatarea. Se pueden manipular sus variables a través de los métodos definidos en su clase.

Observe de nuevo la clase Fibonacci del Ejemplo 1.6, se puede modificar el valor dela variable n accediéndola directamente, también se puede modificar el valor de lavariable invocando al constructor de la clase.

11.3 Variables Referencia en un Objeto

Hay dos formas de tener acceso a la variable n, que es parte de la instancia de la claseFibonacci. El primer método es acceder a la variable directamente. La segunda formaes a través de un método (el método cambiarNumeroDeTerminos(), o elconstructor). Se examinará la segunda forma de acceder a variables en la próximasección.

Instanciando la clase Fibonacci como sigue:

Fibonacci fib = new Fibonacci(15);

En este caso, a la variable n se le asigna el valor de 15 por el constructor, porque hasido implementado para asignar el valor de su argumento a n. Esta es una manera deacceder a la variable, es similar a acceder a variables a través de un método.

Ahora, si se quiere cambiar el valor de la variable n del objeto fib, se puede acceder aella como sigue:

fib.n = 20;

Esencialmente, la referencia al objeto (fib en este caso), seguida por ‘.’, luego por elnombre de la variable, es la sintaxis usada para acceder a la variable.

En este caso, se tiene la referencia al objeto. Otra forma de acceder a una variable sinque la referencia al objeto sea creada, se muestra a continuación:

int valorN = new Fibonacci(20).n;

Aquí, se crea un nuevo objeto, pero su referencia no es almacenada, porque lareferencia no será usada posteriormente.

Las referencias a objetos apuntando al mismo tipo de objetos, no necesariamentetienen el mismo valor en sus variables. Considere las siguientes líneas de código:

Fibonacci fib1 = new Fibonacci(10);

Fibonacci fib2 = new Fibonacci(20);

Aquí, la variable n del objeto fib1 tendrá un valor de 10 (el valor de fib1.n es 10) y lavariable n de fib2 tendrá un valor de 20 (el valor de fib2.n es 20).







A continuación se aprenderá a invocar métodos en un objeto.

11.4 Invocando los Métodos de un Objeto

En la sección anterior se estudió cómo se puede cambiar el valor de la variable n accediéndola directamente. En esta sección se presenta cómo lograr lo mismo

invocando el método disponible en el objeto de la clase. Considere la misma claseFibonacci del Ejemplo 1.6.

Hay tres formas de asignarle valor a n. Una forma es cuando se instancia el objeto. Sepuede asignar un valor entero a la variable n pasándole un valor entero como unargumento al constructor.

Una vez que el valor ha sido asignado a la variable usando el constructor, la segundaforma de poder cambiar el valor de la variable n, es accediéndola directamente; latercera forma es invocando a un método de la clase que permita cambiar el valor de n.

El método cambiarNumeroDeTerminos() es un método provisto por la claseFibonacci para modificar el valor de n. Un valor entero es pasado como argumentodel método, y se asigna como el nuevo valor para n.

Fibonacci fib = new Fibonacci(10);

fib.cambiarNumeroDeTerminos(64);

Aquí, se crea un objeto del tipo Fibonacci y se tiene la variable fib como lareferencia al objeto creado. En la siguiente sentencia, mediante la referencia al objetoaccedemos al método cambiarNumeroDeTerminos() del objeto, y se pasa 64 (unvalor entero) como argumento del método. Este método asigna el valor 64 a la variablen del objeto. Se accede al método dentro del objeto en forma similar a la que se usapara acceder las variables del objeto.

Primero, se obtiene la referencia al objeto. En este ejemplo, fib es la referencia alobjeto Fibonacci. Después del nombre de la referencia, se usa el nombre del métodoseguido por su lista de argumentos, con un punto entre la referencia al objeto y elnombre del método. En caso de que el método no tome argumentos, se usa lareferencia seguida por el nombre del método, con un punto entre ellos. Los paréntesisque abren y cierran () deben seguir al nombre del método. Estos para indicar que elnombre que le sigue a la referencia al objeto es de un método y no de una variable.

Como en el caso de las variables, para acceder a los métodos de un objeto también sepuede usar una expresión que retorne una referencia a un objeto, seguida por elnombre del método con un punto entre ellos, como se muestra a continuación:

new Fibonacci(10).cambiarNumeroDeTerminos(64);

Se puede llamar al método printSeries() del objeto Fibonacci directamente, paraimprimir 10 términos de la serie de números Fibonacci como se muestra acontinuación:







new Fibonacci(10).mostrarSeries();

El método mostrarSeries() no retorna ningún valor (indicado por la palabra clavevoid). Suponga que se tiene un método que retorna un valor y se quiere guardar elvalor retornado, se puede hacer como se muestra a continuación:

(Asuma que el método mostrarSeries() retorna un valor entero).


public int mostrarSeries() { // método

if(n<=0) {

System.out.println("Entrada invalida");

return(0);

}

if(n>=1)

System.out.println(a);

if(n>=2)

System.out.println(b);

while(contador<n) {

c=a+b;

System.out.println(c);

a=b;

b=c;

contador++;

}

return(1);

}


En el caso anterior el método mostrarSeries() retorna 1 para indicar que laoperación fue exitosa, o 0 para indicar lo contrario. Si se quiere guardar el valorretornado por el método en una variable, se hace como sigue:

int exito = new Fibonacci(10).mostrarSeries();

o

Fibonacci fib = new Fibonacci(10);int exito = fib.mostrarSeries();

En el segundo caso, la referencia al objeto Fibonacci debe ya estar disponible en lavariable fib como se discutió anteriormente en esta sección. Invocar un método en unobjeto es similar a enviar un mensaje a ese objeto. Si se tienen dos variables de







referencia (digamos, fib y fib1) apuntando a diferentes objetos de la misma claseFibonacci, invocar el mismo método en ambos objetos puede retornar resultadosdiferentes.

int exito = fib.mostrarSeries();

int exito1 = fib1.mostrarSeries();

En este caso, exito y exito1 pueden tener diferentes valores, debido a que fib yfib1 son referencias a diferentes objetos de la misma clase.

A continuación se discute el manejo de la memoria en Java.

12. Manejo de la Memoria en JavaEn Java, la memoria se asigna cuando un objeto es creado a partir de una clase. Javada soporte a un manejo de memoria automático. Esto significa que la memoria asignadaa un objeto está disponible para este, mientras el objeto este siendo usado en el

programa Java. Después que el objeto se usa en un programa, el recolector de basuralo reclama y la memoria asignada a éste es liberada.

A continuación se estudia el recolector de basura en detalle.

12.1 El Recolector de Basura

Para usar un objeto en un programa Java, se necesita una referencia al objeto. Unareferencia al objeto se usa para encapsular la referencia de los nuevos objetos creados.Se puede usar esta referencia para examinar y manipular al objeto.

El recolector de basura es un hilo de baja prioridad que se mantiene ejecutando ensegundo plano en una JVM. Se mantiene revisando que un objeto sea alcanzable porcualquier tipo de referencia. Un objeto es alcanzable si es accesible en el programa. Unobjeto que está actualmente en uso en un programa es accesible por alguna parte delprograma en su etapa actual de ejecución. Cuando el objeto se torna inalcanzable porcualquier tipo de referencia, es reclamado para destrucción. La memoria asignada alobjeto es liberada y puede ser usada por otros objetos. Este proceso es conocido comorecolección de basura. En lenguajes de programación como C y C++, la memoriadinámicamente asignada tiene que ser explícitamente liberada. En Java, el recolectorde basura se encarga de liberar la memoria no utilizada.

13. Enumeraciones

En Java 5.0, aparece la palabra reservada enum que permite definir un conjunto devalores constantes bajo un mismo espacio de nombres que lo hace ser más coherente ylegible. Seguidamente, se presenta un ejemplo de ello:

enum Semana {DOMINGO, LUNES, MARTES, MIERCOLES, JUEVES, VIERNES,SABADO}







public void diasSemana() {for (Semana dia : Semana.values())

System.out.println(dia);}

13.1 Características de las Enumeraciones

A continuación se presentan las características más relevantes de las enumeraciones:

• Las enumeraciones son clases: Cada constante de enumeración es un objetodel tipo de la clase enumeración.

• Las enumeraciones extienden de java.lang.Enum: Todas las enumeracionesextienden implicitamente de java.lang.Enum. No es posible crear unaenumeración que herede de otra clase debido a la definición de la clase Enum:

abstract class Enum<E extends Enum<E>>

• Sus valores no son tipo de datos enteros: Cada valor declarado es una instanciade la clase enumeración en sí mismo.

• No tienen un constructor público: Esto elimina la posibilidad de crear instanciasadicionales no definidas en tiempo de compilación. Sólo aquellas instanciasdefinidas por enum están disponibles para su uso.

• Sus valores son public, static y final: Impide que sus valores puedan sersobreescritos o cambiados. Además, impide que estos objetos sean superclasesde otras.

• Sus valores pueden ser comparados con == o equals().

• Las enumeraciones implementan java.lang.Comparable y java.io.Serializable.

• Las enumeraciones definen el método valueOf(): Devuelve el valor de laconstante de enumeración basado en el String pasado por parámetro.

• Las enumeraciones proveen el método values(): Retorna un arreglo con lalista de las constantes de la enumeración.

• Las enumeraciones pueden tener constructores, variables de instancia ymétodos: Los contructores son llamados automáticamente cuando se declaracada constante de enumeración. Cada constante de enumeración tiene supropia copia de las variables de instancia.







Resumen


• Explicar los conceptos de clases y objetos.

•

Discutir acerca de la estructura y miembros de una clase Java.• Definir variables y métodos en Java.

• Explicar los modificadores de acceso.

• Explicar la necesidad y uso de los constructores de las clases.

• Explicar cómo los métodos en una clase Java pueden ser sobrecargados.

• Mencionar cómo Java maneja los argumentos de la línea de comandos.

• Explicar el ciclo de vida de un objeto.

• Describir el manejo de la memoria en Java.

• Exponer el uso de Enumeraciones.







Unidad 1: Examen de Autoevaluación1) Cuando se crea una instancia de una clase, es obligatorio declarar la variable que

será usada para contener la referencia al objeto.

a) Verdadero

b) Falso

2) Se puede usar el valor de retorno del operador new para acceder a las variablesdel objeto recién creado como sigue:new Fibonacci(10).n;

a) Verdadero

b) Falso

3) Para una clase llamada MiClase, ¿cuál de las siguientes es la forma correcta dedefinir un constructor sin argumentos?

a) int MiClase() {…}b) void MiClase() {…}

c) MiClase(int miObjetoDeClase) {…}

d) MiClase() {…}

4) ¿Cuál de los siguientes debe estar necesariamente presente en una definición deuna clase?

a) Sentencia import

b) Nombre de la superclase

c) Palabra reservada classd) Interfaces implementadas

5) La clase X está definida en el paquete p1. La clase Y, que es una subclase de X,está definida en el paquete p2. ¿Qué tipo de variables declaradas en X pueden seraccedidas por un objeto de Y?

a) private

b) protected

c) public

d) package







6) ¿Cuál de los siguientes tipos de variables en Java no pueden ser serializadas?

a) transient

b) volatile

c) final

d) protected

7) ¿Cuál de los siguientes tipos de métodos pueden usar código en C en un programaJava?

a) static

b) volatile

c) final

d) native

8) ¿Qué tipo de método puede invocar un método estático?a) final

b) volatile

c) private

d) static

9) ¿Es posible para una clase tener dos métodos como los siguientes?void metodo1(int j, int k);

int metodo1(int k, int j);

a) Verdadero

b) Falso

10) Cuando un programa Java con una clase MiClase es ejecutado usando laexpresión, "java MiClase hola mundo," ¿Cuál de las siguientes es correcta?

a) args[0] tiene "MiClase "

b) args[0] tiene "hola"

c) args[1] tiene "hola"

d) Ninguna de las Anteriores







Respuestas a Unidad 1: Examen de Autoevaluación1) b

2) a

3) d

4) c5) b y c

6) a

7) d

8) d

9) b

10) b







Unidad 2: Laboratorio de Clases yObjetos

Objetivos del AprendizajeAl final esta unidad, usted será capaz de:

• Crear clases y objetos.

• Invocar métodos de una clase.

• Sobrecargar métodos en una clase.




Unidad 2: Laboratorio de Clases y Objetos Libro 1: Core Java 144



Ejercicios de Laboratorio1) Escriba un programa en Java que tenga dos clases, Empleado y

CalcularSueldo. Empleado tiene los siguientes detalles acerca del empleado:nombre, código de empleado, horas trabajadas y pago por hora.CalcularSueldo crea instancias de la clase Empleado, obtiene los detalles delempleado para calcular los pagos y los imprime en la salida estándar. Use elconstructor de la clase Empleado para asignar valores a las diferentes variables.

Sugerencias Útiles:

• Escriba una clase llamada Empleado.

• Declare variables para almacenar el nombre del empleado, código, horastrabajadas y pago por hora. El constructor de Empleado toma las variablesdeclaradas como parámetros y tiene el código para inicializar estas variables.

• Escriba una clase llamada CalcularSueldo.

• Cree una instancia de Empleado y valores de muestra de los detalles del

empleado se pasan como parámetros al constructor.El sueldo del empleado se calcula a partir de los detalles del empleado y seimprime en la salida estándar.

2) Escriba un programa en Java que tenga las clases Area y Usuario. La clase Area tiene métodos estáticos sobrecargados con el nombre area()que puedenser usados para calcular el área de un circulo, triángulo, rectángulo y un cilindro.Usuario usa los métodos de Area para calcular el área de diferentes figurasgeométricas y la imprime en la salida estándar.


• Cree una clase llamada Area.• Escriba cuatro métodos sobrecargados llamados area que tomen diferentes

números y tipos de datos como parámetros. Estos métodos se usan paracalcular el área de un círculo, triangulo, rectángulo y cilindro.

• Escriba una clase llamada Usuario que invoque las diferentes versiones dearea() en la clase Area con valores de prueba como parámetros. El valorretornado se imprime en la salida estándar.

• Área del Círculo = 3.14 * radio * radio

• Área del triangulo = 0.5 * base * altura

• Área del rectángulo = largo * ancho

• Área del cilindro = 3.14 * radio * radio * altura







3) Cree dos clases llamadas Instructor y Curso. Instructor tiene el nombredel instructor, número de ID del instructor y disciplina. Curso tiene número delcurso y el nombre del curso. Escriba métodos que le permitan guardar y obtenerlos datos. Cree una clase llamada CursoInstructor que tenga dos miembrosde datos, son estos, número de curso y número de ID del instructor. Escriba

métodos para guardar y obtener los datos. Escriba el método main que creeobjetos de las tres clases y establezca datos en todos estos objetos. El programadebe ser capaz de buscar e imprimir el nombre de un instructor que enseña uncurso, dado el número de curso.


• Escriba una clase llamada Instructor.

• Declare variables para almacenar el nombre del instructor, ID y disciplina.

• Escriba métodos para obtener los valores de estas variables y asignar valores aestas variables.

• Escriba una clase llamada Curso.

• Declare variables para almacenar el número y nombre del curso.• Escriba métodos para obtener los valores de estas variables y asignar valores a

estas variables.

• Escriba una clase llamada CursoInstructor

• Declare variables para almacenar el número del curso y el ID del instructor.

• Escriba métodos para obtener los valores de estas variables y asignar valores aestas variables.

• Cree instancias de las clases Instructor, Curso y CursoInstructor

• Use el método setter para inicializar las variables de cada clase con valores deprueba.

• Considere un número de curso de prueba como entrada y use la claseCursoInstructor para encontrar al instructor que enseña ese curso e imprimirloen la salida estándar.

4) Cree una enumeración llamada Curso con los nombres de los cursos de supreferencia. Cree una clase llamada Programa y defina un método estático quereciba un número variable de cursos e imprima un mensaje particular para cadauno.


•

Escriba una enumeración llamada Curso y definale los cursos de supreferencia.

• Cree una clase llamada Programa.

• En la clase anterior, defina un método estático que reciba varios cursos usandola notación ‘...’.




Unidad 2: Laboratorio de Clases y Objetos Libro 1: Core Java 146



• Escriba un for que recorra el conjunto de cursos.

• Dentro del cuerpo de la anterior estructura iterativa, cree un switch quemuestre un mensaje en particular para cada curso definico en la enumeraciónCurso.

• Pruebe el funcionamiento del método pasandole varias enumeraciones deCurso.







Unidad 3: Herencia



• Entender los fundamentos de la herencia.

• Explicar el uso de las palabras reservadas this y super.

• Describir cómo crear una jerarquía de herencia.

• Explicar cómo sobrescribir los métodos.

• Explicar el uso de la palabra reservada final.




Unidad 3: Herencia Libro 1: Core Java 148



1. IntroducciónLa herencia es uno de los fundamentos de la programación orientada a objetos. Permitecrear una jerarquía entre un grupo de clases que tiene características similares. Sepuede tener una clase que define los atributos y comportamiento comunes a un grupoespecífico de clases. Todas las clases que son parte de este grupo específico puedenheredar los atributos y el comportamiento de esta clase común.

Se va a entender que es la herencia tomando un ejemplo de la vida real. Asuma quequiere crear una clase llamada ArbolDePino, que tiene las mismas característicasque la clase Arbol, además de algunas características adicionales. Una forma dehacerlo es rescribiendo las variables miembro (atributos) y los métodos(comportamiento) que ya estaban disponibles en la clase Arbol, también en la claseArbolDePino, y luego añadir las características especiales a la clase ArbolDePino.

Sin embargo, Java proporciona una forma elegante de hacer lo anterior, usando elconcepto de herencia . De acuerdo con este concepto, la clase ArbolDePino puede seruna subclase de la clase Arbol. Así, la clase ArbolDePino obtiene implícitamentetodas las variables y métodos que tengan acceso protected, public y package.Adicionalmente, ArbolDePino puede añadir sus propias características especialesademás de las características de la clase Arbol. Dado que ArbolDePino hereda de laclase Arbol, puede ser llamado un ‘tipo de’ Arbol.

La clase que define los atributos y el comportamiento común se denomina superclase .Las clases que heredan atributos y comportamiento de la clase general (superclase) sedenominan subclases . Una superclase es una clase que es heredada por otras clases.

A continuación se discute cómo declarar clases usando la herencia en Java.

2. Sintaxis para Declarar Clases Usando Herencia enJavaLa sintaxis general para declarar una clase que hereda de una superclase es lasiguiente:

class NombreSubClase extends NombreSuperClase {

// cuerpo de la SubClase

}

Una clase no puede ser su propia superclase. Una clase puede tener cualquier númerode subclases, pero sólo puede tener una única superclase. Cada subclase de una claseserá una forma especializada de su superclase.







En el ejemplo anterior, la clase Arbol se llama superclase de la clase ArbolDePino, yla clase ArbolDePino se llama una subclase de Arbol. Para especificar que la claseArbolDePino hereda de Arbol, se debe usar la siguiente declaración de clase:

class ArbolDePino extends Arbol {…}

Se va a volver a revisar el ejemplo de la clase ArbolDePino, que hereda de la claseArbol. El código en el Ejemplo 3.1 muestra la declaración de ambas clases.

Ejemplo 3.1

El ejemplo ilustra como se realiza la herencia en Java. La clase ArbolDePino heredade la clase base Arbol.


1. /*Definicion de la clase Arbol comienza aqui*/

2. class Arbol {


4. private int edad;

5. private boolean conFlores;

6.

7. public String getNombre() {

8. return nombre;

9. }

10.

11. public void setNombre(String nuevoNombre) {

12. nombre = nuevoNombre;

13. }

14.

15. public int getEdad() {

16. return edad;

17. }

18.

19. public void setEdad(int nuevaEdad) {

20. edad = nuevaEdad;

21. }22.

23. public boolean isConFlores() {

24. return conFlores;

25. }







26.

27. public void setConFlores(boolean nuevoConFlores) {

28. conFlores = nuevoConFlores;

29. }

30. }/* Definicion de la clase Arbol termina aqui */

31.

32. /* Definicion de la clase ArbolDePino comienza aqui */

33. class ArbolDePino extends Arbol {

34. private boolean conifero;

35.

36. public ArbolDePino() {

37. setNombre("Pino");

38. conifero = true;

39. }

40. 41. public boolean isConifero() {

42. return conifero;

43. }

44. }/* Definicion de la clase ArbolDePino termina aqui */

45.

46. /* Definicion de la clase HerenciaEjemplo comienza aqui */

47. public class HerenciaEjemplo {


49. String nombreSuper;50. String nombreSub;

51. Arbol superClase = new Arbol();

52. ArbolDePino subClase = new ArbolDePino();

53.

54. superClase.setEdad(36);

55. subClase.setEdad(68);

56. nombreSuper = superClase.getNombre();

57. nombreSub = subClase.getNombre();

58. 59. System.out.println("Contenido de Super Clase:");

60. System.out.println("Nombre Arbol: " + nombreSuper);

61. System.out.println("Edad Arbol: " + superClase.getEdad());

62.







63. System.out.println("\nContenido de Sub Clase:");

64. System.out.println("Nombre Arbol: " + nombreSub);

65. System.out.println("Edad Arbol: " + subClase.getEdad());

66. System.out.println("Conifero: " + subClase.isConifero());

67. }

68. }/* Definicion de la clase HerenciaEjemplo termina aqui */


La salida del programa anterior es como sigue:

Contenido de Super Clase:

Nombre Arbol: null

Edad Arbol: 36

Contenido de Sub Clase:

Nombre Arbol: Pino

Edad Arbol: 68

Conifero: true

De la salida del programa anterior se puede ver que la subclase ArbolDePino obtieneimplícitamente todos los miembros de su superclase Arbol. Por eso la subclaseArbolDePino también tiene las variables de instancia nombre, edad y conFlores

de su superclase. Adicionalmente, ArbolDePino tiene su propia característicaespecial. El atributo conifero es una característica especial de la claseArbolDePino.

También se puede ver que la clase Arbol es una clase autónoma completamenteindependiente. Por lo tanto, una superclase de una subclase puede ser usada por sucuenta.

Fin del Ejemplo 3.1

Se ha visto como se hereda de una clase en Java.

Una subclase, en su declaración, usa la palabra reservada extends, seguida por elnombre de la superclase para especificar su superclase.

Se puede construir la jerarquía de subclases de una superclase en particular. Esto sellama jerarquía de herencia. Considere la Figura 3.1, que muestra una jerarquía deherencia.







Figura 3.1: Jerarquía de Herencia

En esta figura, la clase Examen es la superclase de ExamenSimple,ExamenPractico y ExamenCertificacion. ExamenPracticoAleatorio es unasubclase de ExamenPractico. Note que ExamenPractico es la superclase deExamenPracticoAleatorio.

La jerarquía mostrada en la Figura 3.1 se puede implementar en Java usando la palabrareservada extends, y otros conceptos de herencia.

A continuación se examinan algunos de los principales conceptos de herencia en Java.

3. Conceptos Esenciales de HerenciaLa herencia en Java tiene los mismos conceptos que en C++. Sin embargo, en Javaestán más simplificados y existe menos ambigüedad que en C++.

El primer concepto que se va a entender es qué componentes de una clase sonheredados.

3.1 ¿Qué es Heredado?

Las variables miembro, también conocidas como campos y los métodos de la clasebase son heredados. Los constructores de la clase base no son heredados. La herencia

no implica automáticamente visibilidad o accesibilidad a los miembros de la clase baseen la clase que hereda. Los modificadores de acceso controlan la accesibilidad de losmiembros. Así, un miembro de datos privado de la clase base a pesar de que esheredado por la subclase no es accesible en forma directa por la subclase. Sólo usandoun método getter provisto en la clase base, se puede acceder a este miembro privado.







Se aprenderá ahora acerca de la clase Object.

3.2 La Clase Object

Todas las clases en Java heredan de la clase java.lang.Object por defecto. Así,cualquier clase creada por el programador es una subclase de la clase Object. Javaprovee ciertos métodos en la clase Object, que están disponibles para todas lasclases. Hay varios métodos útiles definidos en java.lang.Object. Dos de ellos,ampliamente utilizados son: equals() y toString(). Dado que Object es la clasebase de todas las clases Java, se estudiaran estos dos métodos.

3.2.1 El Método equals()

El método equals() se usa para comparar dos referencias a objetos en relación conlos valores que mantienen los objetos. Este método devuelve true sólo si las dosreferencias a objetos que son comparadas refieren al mismo objeto, de lo contrariodevuelve false. Si las dos referencias a objetos comparadas usando el métodoequals() apuntan a objetos diferentes, que tienen el mismo valor, el método

equals() retorna false.

Considere el Ejemplo 3.2, que compara dos referencias a objeto StringBuffer sb1 ysb2.

Ejemplo 3.2

El ejemplo muestra el uso del método equals().


1. /*Definicion de la clase CompararEjemplo comienza aqui*/

2. public class CompararEjemplo {3. /* Metodo main comienza aqui */


5. StringBuffer sb1 = new StringBuffer("Palabra");

6. StringBuffer sb2 = sb1;

7.

8. boolean iguales = sb1.equals(sb2);

9. System.out.println(iguales);

10.

11. sb2 = new StringBuffer("Palabra");12. iguales = sb1.equals(sb2);



15. }/* Definicion de la clase CompararEjemplo termina aqui */








Después de ejecutar la sentencia sb1.equals(sb2), iguales tendrá un valor true. Elmétodo equals compara las dos referencias a objeto, y retorna el valor como true.Después de ejecutar la sentencia sb2 = new StringBuffer("Palabra"), sb2 tieneuna nueva referencia a objeto, de aquí que sb1.equals(sb2) retorne false.

Fin del Ejemplo 3.2

El método equals() realiza una comparación profunda, compara los valoresalmacenados por dos objetos. Otra forma de comparar objetos es usar el operador ==,que determina si dos referencias hacen referencia al mismo objeto o no.

Por ejemplo, considere el siguiente código:

StringBuffer sb1 = new StringBuffer("Palabra");

StringBuffer sb2 = new StringBuffer("Palabra");

boolean iguales = (sb1 == sb2);En este caso, iguales tendrá el valor false, porque sb1 y sb2 refieren a dos objetosStringBuffer diferentes, creados usando dos operaciones new, aún cuando el valoralmacenado es el mismo ("Palabra"). Si dos referencias apuntan a la misma instanciade objeto, el operador == retornará true. Considere el siguiente código:

String s1 = "Hola";

String s2 = "Hola";

boolean iguales = (s1 == s2);

En este caso iguales tendrá true ya que s1 y s2 refieren a la misma instancia de lacadena de caracteres "Hola" creada en el repositorio de constantes de string.

Se puede sobreescribir la implementación de equals que está en la clasejava.lang.Object. Por defecto, chequeará la referencia a objeto de dos objetos. Sinembargo, puede ser sobreescrito para revisar los valores almacenados en los objetos, yno sólo la referencia. Por ejemplo, la clase String tiene una implementaciónsobrecargada de equals() para comparar el valor en estos objetos. Considere elEjemplo 3.3, que muestra este concepto.

Ejemplo 3.3

Este ejemplo muestra como el método equals() se usa en la clase String.


1. /*Definicion de la clase StringEjemplo comienza aqui*/

2. public class StringEjemplo {









5. String str1 = new String("Palabra");

6. String str2 = str1;

7.

8. boolean iguales = str1.equals(str2);


10.

11. str2 = new String("Palabra");

12. iguales = str1.equals(str2);



15. }/* Definicion de la clase StringEjemplo termina aqui */


Después de ejecutar la segunda sentencia str1.equals(str2), iguales retornatrue, después de ejecutar la sentencia str2 = new String("Palabra"), str2 tieneuna nueva referencia a objeto. Aún en este caso, los valores son comparados. De ahíque, str1.equals(str2) devuelve true.

Fin del Ejemplo 3.3

3.2.2 El Método toString()

El método toString() se usa para obtener información textual acerca de un objeto.La implementación de toString() en la clase Object da el nombre de la clase

seguido por el carácter @, que a su vez es seguido por la representación hexadecimalsin signo del código hash asociado con el objeto. Cuando se escriben las clases sepuede sobrescribir este método para dar información textual acerca de la clase de laforma que se quiera.

Hasta ahora, se han visto los diferentes métodos dentro de la clase Object. Seconsidera a continuación el uso de las palabras reservadas this y super.

3.3 Palabras Reservadas super y this

En el ejemplo de las clases Arbol y ArbolDePino discutido anteriormente,ArbolDePino es una subclase de la clase Arbol. Este ejemplo no usa ningún

constructor para inicializar sus variables miembro. Por lo tanto, las variables miembro noson inicializadas con ningún valor por defecto en el programa, ellas tienen los valorespor defecto proporcionados por el sistema.

La palabra reservada super se usa para acceder a los miembros de la superclasedesde la subclase, y la palabra reservada this se usa para acceder a los miembros del







objeto actual. Considere por un momento otro ejemplo, que se muestra en la Figura 3.2,para entender el uso de la palabra reservada super.

Figura 3.2: Uso de la Palabra Reservada super()

La clase ExamenCertificacion extiende de la clase Examen. El constructor deExamenCertificacion inicializa variables de instancia como idVale y idEstudiante.La variable de instancia fecha está definida como un miembro privado en Examen. Éstaha sido inicializada llamando al constructor de la superclase. Se hizo llamando asuper(new Date()).

Ahora se rescriben las clases Arbol y ArbolDePino ya discutidas para incluirconstructores en ellas. En este caso, la clase Arbol tendrá algunos valores por defectoestablecidos para los objetos de tipo Arbol. La clase ArbolDePino puede reutilizar

los valores por defecto establecidos en la clase Arbol, usando la palabra reservadasuper.

Por lo tanto, se puede utilizar la palabra reservada super para invocar al constructor dela superclase. ArbolDePino hereda las variables de instancia nombre y edad deArbol. Desde el constructor de ArbolDePino se puede acceder a la variable de







instancia nombre declarada en Arbol usando la palabra reservada super, se puedetambién usar la palabra reservada super dentro del constructor para invocar a unmétodo declarado en la superclase.

Similarmente, se puede acceder a la variable de instancia nombre heredada porArbolDePino desde Arbol, usando la palabra reservada this en la superclase. Enel programa en el Ejemplo 3.4, la variable nombre es pasada como parámetro a uno delos constructores de la clase Arbol. Dentro del constructor se puede acceder tanto a lavariables nombre como al parámetro nombre. Para diferenciar entre la variable deinstancia y el parámetro, se accede a la variable de instancia nombre usando la palabrareservada this (this.nombre). El parámetro nombre se accede sin usar la palabrareservada this, porque el parámetro no pertenece al objeto, sino que es una variablelocal del método. Si el nombre de una variable de instancia no es el mismo que el de unparámetro de un constructor, no hay necesidad de usar la palabra reservada this paraacceder a las variables de instancia.

Ejemplo 3.4

Este ejemplo ilustra como trabajan las palabras reservadas super y this en la claseque hereda.



2. class Arbol {


4. private int edad;

5. private boolean conFlores;

6. 7. public Arbol(String nombre, int edad) {

8. this.nombre = nombre;

9. this.edad = edad;

10. }

11.

12. public Arbol() {

13. this.nombre = "Roble";

14. this.edad = 100;

15.

}

16.

17. public Arbol(Arbol arbol) {

18. this.nombre = arbol.nombre;

19. this.edad = arbol.edad;







20. }

21.


23. return nombre;

24. }

25.

26. public void setNombre(String nombre) {


28. }

29.


31. return edad;

32. }

33.

34. public void setEdad(int edad) {


36. }

37.

38. public boolean isConFlores() {

39. return conFlores;

40. }

41.

42. public void setConFlores(boolean conFlores) {

43. this.conFlores = conFlores;44. }


46.


48. class ArbolDePino extends Arbol {


50.

51. public ArbolDePino() {

52. super();53. setNombre("Pino");


55. }

56.







57. public ArbolDePino(int edad, boolean conico) {

58. super("Pino", edad);

59. conifero = conico;

60. }

61.

62. public ArbolDePino(ArbolDePino arbolDePino) {

63. super(arbolDePino);

64. conifero = arbolDePino.conifero;

65. }

66.

67. public boolean isConifero() {


69. }

70. }/* Definicion de la clase ArbolDePino termina aqui */

71. 72. /* Definicion de la clase SuperEjemplo comienza aqui */

73. public class SuperEjemplo {


75. Arbol arbol1 = new Arbol();

76. System.out.println("Contenido de arbol1:");

77. System.out.println("Nombre Arbol: "

78. + arbol1.getNombre());

79. System.out.println("Edad Arbol: "

80. + arbol1.getEdad());81.

82. Arbol arbol2 = new Arbol("Mango", 64);

83. System.out.println("\nContenido de arbol2:");




87. + arbol2.getEdad());

88.

89. Arbol arbol3 = new Arbol(arbol2);90. System.out.println("\nContenido de arbol3:");










94. + arbol3.getEdad());

95.

96. ArbolDePino pino1 = new ArbolDePino();

97. System.out.println("\nContenido de pino1:");


99. + pino1.getNombre());


101. + pino1.getEdad());

102. System.out.println("Conifero : "

103. + pino1.isConifero());

104.

105. ArbolDePino pino2 = new ArbolDePino(35, true);



108. + pino2.getNombre());





113.

114. ArbolDePino pino3 = new ArbolDePino(pino2);



117. + pino3.getNombre());118. System.out.println("Edad Arbol: "




122. }

123. }/* Definicion de la clase SuperEjemplo termina aqui */


La salida de este programa es la siguiente:

Contenido de arbol1:

Nombre Arbol: Roble

Edad Arbol: 100








Nombre Arbol: Mango

Edad Arbol: 64


Nombre Arbol: Mango

Edad Arbol: 64

Contenido de pino1:

Nombre Arbol: Pino

Edad Arbol: 100

Conifero : true

Contenido de pino2:

Nombre Arbol: Pino

Edad Arbol: 35

Conifero : true

Contenido de pino3:

Nombre Arbol: Pino

Edad Arbol: 35

Conifero : true

En este programa, la clase Arbol define tres constructores sobrecargados diferentes.ArbolDePino usa los tres constructores cuando define sus constructores usandosuper().

Fin del Ejemplo 3.4

Teniendo una idea general de la palabra reservada super, se verá en detalle su uso enla herencia.

3.3.1 Usar super en Clases Derivadas – Un Enfoque Detallado

En términos generales, una subclase se puede referir a su superclase inmediata usandola palabra reservada super. La palabra reservada super puede usarse en dos formasdiferentes. La primera forma se usa cuando se invoca al constructor de la superclase,mientras que la segunda se usa para acceder a las variables miembro de la superclaseque han sido ocultadas por las variables miembro de la subclase. En el programa delEjemplo 3.4 se vio que el uso de la primera forma de la palabra clave super. El uso de lasegunda forma de la palabra clave super será ilustrado posteriormente.







Una subclase puede ocultar una variable de su superclase teniendo su propia variablecon el mismo nombre que el de la superclase.

La forma general de la palabra reservada super usada por el constructor de lasubclase para llamar al constructor de la superclase es como sigue:

super(listaDeParametros);

Cuando una subclase usa la palabra reservada super en la forma descrita, elcompilador busca por la correspondencia exacta en la lista de parámetros de losdiferentes constructores de la superclase. Si se encuentra una correspondencia, se usaese constructor particular, como se ilustró en el programa del Ejemplo 3.4.

Véase el siguiente constructor definido por la clase ArbolDePino.

ArbolDePino(ArbolDePino ap) {

super(ap);

conifero = ap.conifero;

}

En este código, super() se usa con un objeto del tipo ArbolDePino y no del tipoArbol. Pero aún así, se invoca al constructor de la forma Arbol(Arbol arbol),esto se debe a que una variable referenciando a un objeto de la superclase tambiénpuede usarse para referenciar al objeto de una clase que deriva de ella. Por lo tanto, sepuede pasar el objeto ArbolDePino al constructor Arbol(Arbol arbol). En estecaso, el objeto arbol puede acceder solamente a los miembros presentes en la claseArbol. No conoce acerca de los miembros adicionales de la clase ArbolDePino. Deesta forma, el miembro conifero se le asigna valor por separado en el constructorArbolDePino() después de invocar al constructor de la clase Arbol mediantesuper(). Usualmente si se usa super(), entonces será la primera sentencia en el

constructor de una subclase, de lo contrario el compilador generará un error. Aquísuper() permite referir al constructor de la superclase inmediata (Arbol) de la claseactual (ArbolDePino).

La palabra reservada super también sirve para referir a las variables miembro o a losmétodos miembro de la superclase. Este uso de la palabra reservada super es similaral uso de la palabra reservada this. La forma general del uso de super se da acontinuación:

super.nombreDeMiembro

Aquí, nombreDeMiembro puede referir tanto a una variable como a un método de

instancia de la superclase. Se verá en un ejemplo como acceder a un método de lasuperclase desde un método en la subclase en la sección Sobrescritura de Métodos.

La herencia tiene un comportamiento diferente cuando se usa junto a un modificador deacceso. A continuación se considera ese aspecto.







3.3.2 Herencia y Modificadores de Acceso

A continuación se va a entender si una subclase tiene acceso o no a todas las variables(atributos) y métodos (comportamiento) declarados en su superclase, o la superclase desu superclase, y así sucesivamente. Una subclase puede acceder a todas las variablesy métodos declarados como public y protected de su superclase. Si la superclase

está presente en el mismo paquete que la subclase, entonces la subclase puedeacceder a todas las variables y métodos declarados como package en su superclase.Para más información sobre éstos modificadores de acceso refiérase a la Unidad 1 –Clases y Objetos de este volumen.

Las variables declaradas como private no pueden accederse desde la clase derivada.

En el Ejemplo 3.1, el atributo nombre de Arbol no es accesible por ArbolDePino,porque está declarado como private, pero dado que Arbol provee una forma deacceder al atributo nombre a través de los métodos getNombre() y setNombre(),ArbolDePino puede, indirectamente acceder al atributo, y asignarle el valor de"Arbol" dentro de su constructor.

En la Figura 3.3, el constructor de ArbolDePino accede a la variable private

nombre de Tree, esto no está permitido. Una solución mejor será usar el métodosetNombre.

Figura 3.3: Herencia y Modificadores de Acceso







A continuación se discute acerca de herencia múltiple y jerarquía de herencia en Java.

3.3.3 Herencia Múltiple en Java

Java no soporta directamente la herencia múltiple. Esto significa que una clase nopuede tener más de una superclase directa. Sin embargo, Java indirectamente ayuda aimplementar la herencia múltiple a través del uso de interfaces. Esto será tratado en

detalle en la Unidad 5 – Clases Abstractas e Interfaces en este volumen.

3.4 Jerarquía de Herencia

Se aprendió acerca de jerarquía de herencia simple, que consiste de una superclase yuna subclase. En esta sección, se verá como escribir programas Java que construyenuna jerarquía de herencia multinivel, en la cual una clase que es una subclase de unaclase, será una superclase de otra.

Se va a alterar el programa del ejemplo anterior para ilustrar una jerarquía de herenciamultinivel. ArbolConifero será una subclase de Arbol, y ArbolDePino será unasubclase de ArbolConifero .

Ejemplo 3.5

Este ejemplo muestra como crear una jerarquía de herencia multinivel usando tresclases. Este ejemplo da una completa descripción para las tres clases. Los métodos seproporcionan para destacar los puntos esenciales de la herencia multinivel.



2. class Arbol {

3. protected String nombre;

4. protected int edad;

5.

6. public Arbol(String nombre, int edad) {



9. }

10.


12. return nombre;

13. }14.


16. return edad;

17. }








19.

20. /* Definicion de la clase ArbolConifero comienza aqui */

21. class ArbolConifero extends Arbol {


23.

24. public ArbolConifero(String nombre, int edad) {

25. super(nombre, edad);


27. }

28.

29. public boolean isConifero() {


31. }

32. }/* Definicion de la clase ArbolConifero termina aqui */33.


35. class ArbolDePino extends ArbolConifero {

36. private String lugarDondeCrece;

37.

38. public ArbolDePino(

39. String nombre,

40. int edad,

41. String lugarDondeCrece) {42.

43. super(nombre, edad);

44. this.lugarDondeCrece = lugarDondeCrece;

45. }

46.

47. public String getLugarDondeCrece() {

48. return lugarDondeCrece;

49. }

50. }/* Definicion de la clase ArbolDePino termina aqui */51.

52. /* Definicion de la clase comienza aqui */

53. public class JerarquiaHerenciaEjemplo {








55. ArbolDePino pino = new ArbolDePino(

56. "Pino",

57. 23,

58. "Malaysia");

59. System.out.println("Arbol: " + pino.getNombre());

60. System.out.println("Edad: " + pino.getEdad());

61. System.out.println("Conifero: " + pino.isConifero());

62. System.out.println("Lugar donde crece: "

63. + pino.getLugarDondeCrece());

64. }



La salida de este programa es la siguiente:Arbol: Pino

Edad: 23

Conifero: true

Lugar donde crece: Malaysia

Del programa anterior se puede ver que la clase ArbolConifero hereda todas lascaracterísticas de la clase Arbol y añade aquellas características que le resultanespeciales (boolean conifero). La clase ArbolDePino hereda las característicasde ambas clases Arbol y ArbolConifero y añade su variable miembrolugarDondeCrece. En el método main se crea un objeto ArbolDePino. Elconstructor de ArbolDePino invoca al constructor de su superclase usandosuper(nombre, edad). Se puede ver del programa anterior que super()se refiere a lasuperclase inmediata de la clase que invoca, también se puede ver que todos losparámetros del constructor de la superclase son pasados cuando se invoca, a pesar deque el constructor de la subclase puede no requerir todos estos parámetros. Estosparámetros son pasados hacia arriba, desde el nivel más bajo al más alto nivel en la

jerarquía.

Fin del Ejemplo 3.5

Se discute a continuación el orden de construcción de los objetos.

3.4.1 Orden de Construcción de los ObjetosEn una jerarquía de herencia, es importante saber el orden de construcción de losobjetos, cuando un objeto de una subclase se crea en la jerarquía. El constructor de laclase base (superclase) se llama primero, seguido por los constructores de lassubclases, en el mismo orden en el cual las subclases fueron creadas.







Ejemplo 3.6

El ejemplo muestra como se construyen los objetos.


1. /*Definicion de la clase X comienza aqui*/2. class X {

3. public X() {

4. System.out.println("Objeto de la clase X construido!");

5. }

6. }/* Definicion de la clase X termina aqui */

7.

8. /*Definicion de la clase Y comienza aqui*/

9. class Y extends X {

10. public Y() {

11. System.out.println("Objeto de la clase Y construido!");

12. }

13. }/* Definicion de la clase Y termina aqui */

14.

15. /*Definicion de la clase Z comienza aqui*/

16. class Z extends Y {

17. public Z() {

18. System.out.println("Objeto de la clase Z construido!");

19. }

20. }/* Definicion de la clase Z termina aqui */21.


23. public class OrdenConstruccionObjetosEjemplo {


25. new Z();

26. }


El código Java termina aquí…

La salida del código anterior será la siguiente:

Objeto de la clase X construido!

Objeto de la clase Y construido!

Objeto de la clase Z construido!







Fin del Ejemplo 3.6

El ejemplo anterior muestra que el objeto de la clase base X se construye primero,seguidos por los objetos de Y y Z.

El sobrescribir métodos es otro concepto importante en herencia.

3.5 Sobrescritura de Métodos

En una jerarquía de clases, donde una clase es una subclase de otra clase, si unmétodo en la subclase tiene la misma firma (el mismo nombre de método, el mismonúmero de argumentos y los mismos tipos de argumentos en el mismo orden), que unmétodo en la superclase, entonces el método en la superclase se dice que estásobrescrito (ocultado) por el método en la subclase. Cuando se invoca un métodosobrescrito desde la subclase, siempre se refiere al método definido dentro de lasubclase. La versión del método que se encuentra en la superclase que está sobrescrita(oculta) puede ser accedido usando la palabra clave super dentro de la subclase.

Ejemplo 3.7

Este ejemplo ilustra cómo se sobrescriben los métodos en las clases heredadas.


1. /*Definicion de la clase X comienza aqui*/

2. class X {

3. int a, b, c;

4.

5. X(int m, int n) {

6. a = m;7. b = n;

8. }

9.

10. public int add() {

11. return (c = a + b);

12. }

13. }/* Definicion de la clase X termina aqui */

14.

15. /* Definicion de la clase Y comienza aqui */16. class Y extends X {

17. int d;

18.

19. Y(int m, int n, int o) {







20. super(m, n);

21. d = o;

22. }

23.

24. /* Metodo sobrescrito */


26. int s = super.add();

27. return (c = s + d);

28. // return (c = super.add() + d);

29. }

30. }/* Definicion de la clase Y termina aqui */

31.


33. public class SobrescrituraMetodosEjemplo {


35. X x = new X(42,35);

36. Y y = new Y(42,35,23);

37. System.out.println(

38. "Suma en la super clase: " +

39. x.add());


41. "Suma en la sub-clase: " +

42. y.add());

43. }44. }/* Definicion de la clase termina aqui */


La salida del programa es la siguiente:

Suma en la super clase: 77

Suma en la sub-clase: 100

Del programa anterior, se puede ver que cuando se invoca el método add() en elobjeto de la clase Y, se invoca al método add() definido en Y. El método add()

definido en su superclase está sobrescrito u oculto. Cuando los métodos dentro de laclase Y quieren acceder al método sobrescrito de la clase X, pueden usar la palabrareservada super como se mostró en el programa anterior.

Fin del Ejemplo 3.7







Si un método en la superclase y en la subclase tienen el mismo nombre, pero sus firmasson diferentes, entonces los métodos son sobrecargados y no sobrescritos. En estecaso, el método en la superclase no está oculto y es accesible directamente, sin usar lapalabra reservada super.

3.6 Comportamiento Virtual y Herencia

En Java todos los métodos son virtuales por defecto. Por virtual se entiende que todoslos métodos en Java son polimórficos por naturaleza. El comportamiento asociado conlos métodos polimórficos se denomina comportamiento virtual, ya que elcomportamiento correcto es determinado en tiempo de ejecución. La Figura 3.4 muestrados clases, Examen y ExamenPractico que tienen una relación de herencia (es decir,la clase ExamenPractico hereda de la clase Examen). Referencias al objetoExamenPractico pueden ser asignadas a objetos del tipo Examen. Ahora, cuando seinvoca a un método de este objeto Examen, se llama al método de la clase derivada(ExamenPractico). El enlace se realiza en tiempo de ejecución.

A una referencia a objeto de la superclase se le puede asignar una referencia acualquier objeto de su subclase. Esto se usa ampliamente especialmente en el manejode excepciones, que será discutido en el Volumen 3, Unidad 1 – Manejo de Excepciones y Tipos de Excepciones .







Figura 3.4: Comportamiento Virtual en Java

El programa en el Ejemplo 3.8 se usa para ilustrar el comportamiento virtual discutidoanteriormente, usando el ejemplo 3.1 de las clases Arbol y ArbolDePino.

Ejemplo 3.8

Este ejemplo muestra como usar comportamiento virtual en un programa Java.



2. public class ComportamientoVirtualEjemplo {


4. ArbolDePino ap = new ArbolDePino();

5. Arbol a = new Arbol();

6. ap.setEdad(75);

7.








9. "Valores de la referencia de la sub clase: ");

10. System.out.println("Nombre: " + ap.getNombre());

11. System.out.println("Edad: " + ap.getEdad());

12. System.out.println("Conifero: " + ap.isConifero());

13.

14. /* Asignando la referencia del objeto

15. ArbolDePino a la referencia del tipo Arbol */

16. a = ap;


18. "Valores de la referencia de la super clase: ");

19. System.out.println("Nombre: " + a.getNombre());

20. System.out.println("Edad: " + a.getEdad());

21.

22. // Esto generaria un error

23. // System.out.println("Conifero: " + a.isConifero());

24. }




Valores de la referencia de la sub clase:

Nombre: Pino

Edad: 75Conifero: true

Valores de la referencia de la super clase:

Nombre: Pino

Edad: 75

En este programa, ap es una referencia al objeto ArbolDePino, y a es una referenciaal objeto Arbol. En la primera parte del programa, se usa directamente ap paraacceder a sus métodos. En la segunda parte del programa, se le asigna ap a a en lalínea 16 como sigue:

a = ap;ArbolDePino es una subclase de Arbol y por eso se le puede asignar ap a a. Estoimplica que la referencia a un objeto de la superclase se le puede asignar la referenciade su subclase. Cuando se accede a los métodos de ArbolDePino usando a, no sepuede acceder a isConifero(), porque no está presente en la superclase Arbol.







Todos los métodos definidos en la clase base son accesibles a través de a. Por lo tanto,cuando se asigna la referencia a la subclase a una referencia de superclase, solamenteaquellos métodos que están disponibles en la superclase pueden ser accedidos usandola referencia.

Fin del Ejemplo 3.8

El punto a destacar aquí es que la referencia al objeto de superclase que actualmentereferencia a su subclase permite acceder solamente a aquellas variables de la subclaseque han sido heredadas de la superclase. Por esto la referencia a no puede acceder almiembro conifero, que está presente solamente en ArbolDePino, y no en Arbol.Esto es así, porque la superclase no conoce de las características especiales añadidaspor la subclase. Esta es la razón por la que la línea 23 de la función main,a.isConifero() está comentada.

La asignación a = new ArbolDePino() es conocida como upcast y es legal en Java.Sin embargo, no se puede tener ap = new Arbol(), que es referido como downcast .

Si se desea asignara

aap

después de hacera = new ArbolDePino(),

se deberealizar una conversión explícita como se muestra a continuación:

ap = (ArbolDePino) a;

A continuación se aprenderá acerca del uso de la palabra reservada final en elcontexto de herencia.

3.7 Herencia y la Palabra Reservada final

Se puede declarar una variable que tenga un valor constante a través del programausando el modificador final sobre la variable. Una variable final puede serinicializada solamente una vez dentro de un programa Java, y mantendrá el mismo valor

a través de todo el programa. No se puede cambiar el valor asignado a una variablefinal más adelante en el programa.

Ejemplo 3.9

Este ejemplo ilustra como la palabra clave final se puede usar en las clases.



2. public class VariableFinalEjemplo {

3. /* El metodo main comienza aqui */


5. final int contador = 10;

6. int a = 10;








8. "Valor de la variable contador es: " +

9. contador);

10. a = a + contador;


12. "Valor de la variable a es: " +

13. a);

14. contador++; // Error de compilacion

15. contador = 25; // Error de compilacion




En este programa se puede inicializar la variable final contador sólo una vez yusarla subsecuentemente dentro del programa sin alterar su valor. Cuando se intentaactualizar contador o asignarle un nuevo valor, se lanza un error de compilación comoocurre en las líneas 14 y 15.

Fin del Ejemplo 3.9

El Ejemplo 3.9 muestra el uso de la palabra clave final para declarar constantes. Eluso de final con las clases derivadas tiene un impacto diferente, que se verá acontinuación. Uso de la Palabra Reservada final para prevenir la Herencia

Cuando se quiere evitar que una clase se herede, se puede usar el modificador final en la declaración de la clase. Cuando se declara una clase como final, Java declaraimplícitamente todos los métodos de la clase también como final. No se puede

declarar una claseabstract

comofinal

, dado que la clase abstracta requiere quesus subclases proporcionen las implementaciones completas para todos sus métodos.Este concepto será estudiado en detalle en la Unidad 5 – Clases Abstractas e Interfaces de este volumen.

Ejemplo 3.10

El programa ilustra el uso del modificador final para una clase.


1. final class X {

2. private int a;

3. X(int m) {

4. a = m;

5. }

6. public void setA(int m) {







7. a = m;

8. }

9. public int getA() {

10. return (a);

11. }

12. }

13.

14. /* error de compilación, Y no puede ser subclase de X */


16. public int b;

17. Y(int m, int n) {

18. super(m);

19. b = n;

20. }

21. }


Como se discutió, la clase Y no puede heredar de la clase X, porque X fue declaradacomo final.

Fin del Ejemplo 3.10

A continuación se discute el uso de la palabra reservada final para evitar lasobrescritura de métodos de una superclase por su subclase.

3.7.1 Uso de la Palabra Reservada final Para Prevenir la Sobrescritura

En esta sección veremos el uso de la palabra reservada final en la declaración de losmétodos para evitar que el método sea sobrescrito.

A pesar de que sobrescribir métodos es sin duda, una característica importante en Java,puede haber situaciones donde no se quiere que un método sea sobrescrito por sussubclases para mejorar el desempeño del programa. Esto se debe a que, en este caso,el compilador sabe que estos métodos final no serán sobrescritos por sus subclases,y directamente remplaza el código fuente por el bytecode, mejorando el rendimiento delprograma. Esto se llama enlace temprano (early binding). Generalmente el compiladorJava resuelve la invocación de métodos en tiempo de ejecución, esto se llama enlacetardío (late binding). Se puede usar el modificador final al declarar métodos para

conseguir el enlace temprano.

Considere el Ejemplo 3.11. Se modificará el programa del Ejemplo 3.10, para ilustrar eluso de final en la declaración de métodos para prevenir el sobrescribir.

Ejemplo 3.11








1. class X {

2. int a, b, c;

3.

4. X(int m, int n) {5. a = m;

6. b = n;

7. }

8.

9. final int add() {

10. c = a + b;

11. return (c);

12. }

13. }

14.


16. int d;

17.

18. Y(int m, int n, int o) {

19. super(m, n);

20. d = o;

21. }

22.

23. /* Error de compilacion: Metodo

24. final no puede ser sobrescrito */


26. int s = super.add();

27. c = s + d;

28. return (c);

29. }

30. }


En este ejemplo, dado que el método add() ha sido declarado como final en la claseX, no puede ser sobrescrito en la clase Y, que se extiende de la clase X. Por lo tanto, seobtiene un error de compilación.

Fin del Ejemplo 3.11







Resumen


• Explicar los fundamentos de la herencia.

•

Explicar el uso de las palabras reservadas super y this. • Describir cómo crear una jerarquía de herencia.

• Discutir cómo sobrescribir métodos.

• Explicar el uso de la palabra reservada final.







Unidad 3: Examen de Autoevaluación1) ¿Cuál modificador debe usarse para modificar una variable para hacerla

inaccesible por la subclase?

a) protected

b) publicc) package

d) private

2) Una clase que es subclase de una clase puede ser una superclase de alguna otraclase.

a) Verdadero

b) Falso

3) Por defecto, ¿desde cuál de las siguientes heredan todas las clases en Java?

a) Clase Base

b) Clase Super

c) Clase Object


4) Una clase puede tener cualquier número de superclases directas y subclases.

a) Verdadero

b) Falso

5) Si X es la superclase de Y, ¿cuál de las siguientes es un uso correcto?

a) X x = new X(); Y y = new Y(); x = y;

b) X x = new X(); Y y = new Y(); y = x;

6) Cuando a una variable de referencia de una superclase se le asigna una referenciaa una subclase, el acceso está disponible sólo para los miembros que se definenen la superclase.

a) Verdadero

b) Falso







7) Cuando se usa el objeto de una subclase Y que deriva de una clase X, en unaclase externa Z, se puede hacer referencia a los métodos de la clase X usando lapalabra clave super con el objeto de la clase Y.

a) Verdadero

b) Falso

8) A es la superclase de B, y B es la superclase de C. Cuando un objeto de C escreado, ¿cuál es el orden en el que los constructores se invocan?

a) Sólo el constructor de C es invocado

b) Constructor de C, Constructor de B, Constructor de A

c) Constructor de A, Constructor de B, Constructor de C

d) Constructor de A, Constructor de C

9) ¿Cuál es la palabra clave usada en Java para detener la sobrescritura de métodos

en subclases?a) static

b) stop

c) final

d) private

10) Cuando se usa la palabra clave final con una variable, ésta no puede serocultada por una subclase con una variable con el mismo nombre.

a) Verdadero

b) Falso







Respuestas a la Unidad 3: Examen de Autoevaluación1) d

2) a

3) c

4) b5) a

6) a

7) b

8) c

9) c

10) b







Unidad 4: Laboratorio de Herencia

Objetivos de Aprendizaje


• Trabajar con herencia.

• Invocar métodos de una superclase.




Unidad 4: Laboratorio de Herencia Libro 1: Core Java 182



Ejercicios de Laboratorio1) Escribir un programa en Java, que tenga una clase llamada Color. La clase

Color tiene un atributo colorNombre que es privado y los siguientes métodos,

final void setColor(String color);

String getColor(); // la cadena retornada da el color

La clase Blanco hereda de la clase Color y tiene su atributo (private)colorNombre establecido en “Blanco”.

Las clases Violeta, Índigo, Azul, Verde, Amarillo, Naranja y Rojo heredan de la clase Blanco. Todas estas clases tienen una variable privadallamada colorNombre que es inicializada con "violeta", "índigo", "azul", “verde”,"amarillo", "naranja" y "rojo", respectivamente.

La clase Prisma tiene el siguiente método,

void activatePrisma(Color c);

Este método verifica si el método getColor() retorna "blanco". Si esverdadero, crea instancias de las clases Violeta, Índigo, Azul, Verde,Amarillo, Naranja y Rojo e imprime en la salida estándar sus atributoscolorNombre. Si la verificación resulta en falso.

La clase AntiPrisma tiene el siguiente método,

void activateAntiPrisma(Rojo r, Azul a, Verde v);

Este método verifica si el atributo colorName de r, a y v son "rojo", "azul" y"verde", respectivamente. Si es verdadero, crea un nuevo objeto Blanco e

imprime el valor de su atributo colorNombre en la salida estándar.

La clase Cientifico usa las clases Prisma y AntiPrisma.

2) Escribir un programa en Java que tenga una clase llamada Bicicleta conruedas, asiento, velocímetro, indicador, frenoDelantero, frenoTrasero y velocidadCajaActual como atributos. También tiene unmétodo llamado incrementaVelocidadCaja que realiza los cambios desde 1hasta 4 y un método llamado decrementaVelocidadCaja que realiza loscambios desde 4 hasta 1. La clase Bicicleta también tiene un método llamadoindicaGiro() que cambia el valor de la variable indicador en formaconcordante. Una clase llamada BicicletaCarrera es subclase de la claseBicicleta y sobrescribe el método incrementaVelocidadCaja para hacerlos cambios desde 1 hasta 5, y el método decrementaVelocidadCaja sesobrescribe para hacer los cambios desde 5 hasta 1. Un Conductor (otra clase)maneja la Bicicleta y la BicicletaCarrera, una después de la otra.







Unidad 5: Clases Abstractas eInterfaces

Objetivos de AprendizajeAl final de esta unidad, usted será capaz de:

• Explicar clases abstractas.

• Diferenciar entre clases abstractas y clases concretas.

• Describir cómo definir clases y métodos abstractos en Java.

• Definir una interfaz.

• Explicar cómo las interfaces son implementadas y usadas como referencia.




Unidad 5: Clases Abstractas e Interfaces Libro 1: Core Java 184



1. IntroducciónSe estudió la herencia en Java en la Unidad 3 - Herencia . En esta unidad, se tratará eltema de clases abstractas e interfaces, las cuales pueden usarse por la herencia.

2. Clases AbstractasEn todas las unidades anteriores, hasta la Unidad 3 – Herencia , se han discutidosolamente las clases concretas. Estas clases se denominan así porque se puedeninstanciar objetos de ellas. Existe otro grupo de clases que no pueden instanciarse, sedenominan clases abstractas. Por lo tanto, el operador new no puede usarse en lasclases abstractas.

Las clases abstractas se usan para definir las características generales de un conceptoabstracto. Una clase abstracta se usa para definir los atributos comunes y elcomportamiento general de un grupo de clases. Las clases abstractas tienen las

definiciones de métodos que justifican su comportamiento. Una clase abstracta puedeimplementar algunos de los métodos definidos en ella, obteniéndose unaimplementación parcial de su comportamiento. Usualmente, no se implementa una granparte de la clase (no se da la implementación de los métodos), algunas veces, sinembargo, las clases abstractas pueden implementar todos los métodos definidos enella.

Las clases que heredan de una clase abstracta implementan los métodos abstractosdefinidos en esa clase. En caso de que la subclase no proporcione la implementaciónpara todos los métodos abstractos definidos en la clase abstracta, la subclase misma sedeclara como una clase abstracta y la clase que herede de esta subclase abstractadebe proporcionar la implementación para sus métodos abstractos. De lo contrario la

cadena de clases abstractas continúa.Se va a entender el concepto de clases abstractas con dos ejemplos generales.

Considere tres especies de mamíferos: jirafas, delfines y ballenas, se pueden modelarestas especies como clases de software: Jirafa, Delfin y Ballena. Se conoce elaspecto de estos tres animales, y podemos visualizar cada uno de ellos.

Las jirafas, los delfines y las ballenas pertenecen a la categoría llamada mamíferos. Sepueden representar las características de los mamíferos en la forma de una clasellamada Mamifero. ¿Cuándo se piensa en un mamífero se puede visualizar cómoluce?, No, esto se debe a que un mamífero puede tener el aspecto de una jirafa, un

delfín o una ballena, en nuestro ejemplo. Una clase abstracta puede ser usada pararepresentar entidades que no pueden ser visualizadas. Mamifero puede ser una claseabstracta, no se pueden crear instancias de Mamifero. Sin embargo, se pueden crearinstancias de sus subclases, llamadas, Jirafa, Delfin y Ballena.







Una de las características comunes a los mamíferos es que ellos dan a luz a suspequeños. Sin embargo, las jirafas, delfines y ballenas dan a luz a sus pequeños enambientes diferentes. Mientras la jirafa da a luz a su pequeño en tierra, un delfín y unaballena dan a luz en el agua. Por lo tanto, la clase Mamifero se puede usar solo paradefinir las características que ellos dan a luz a sus pequeños. No se puede usar paradefinir donde ellos dan a luz a sus pequeños.

De la discusión anterior está claro que existen algunos patrones genéricos decomportamiento de entidades del mundo real que pueden ser abstraídos en una solaclase, la cual forma la clase base para la herencia. En el ejemplo anterior, Mamifero es la clase abstracta, que forma la clase base, cuyos atributos y métodos podrán serheredados por otras clases.

Considere otro ejemplo. El concepto de número es un concepto abstracto porque noexiste un objeto llamado número en la realidad, lo que se tiene en el mundo real sonenteros, números reales, etc., que comparten características o propiedades comunes.Estas características pueden ser abstraídas en una clase llamada Numero, que forma laclase base para las subclases Entero, Real, etc. La clase Numero se define comoclase abstracta, ya que existe también sólo en abstracción en el mundo real.

Los dos ejemplos que se han discutido muestran como las clases abstractas son útilespara definir conceptos abstractos en Java. Otras clases concretas heredan de clasesabstractas para concretizar su definición abstracta. Antes de avanzar más en loconcerniente a clases abstractas, se van a resumir las diferencias entre clasesabstractas y concretas.

2.1 Clases Abstractas vs. Clases Concretas

La Tabla 5.1 ilustra las diferencias entre clases abstractas y concretas.

Clases Abstractas Clases Concretas

Se usan para generalizar clasesconcretas.

Se usan para representar objetos delmundo real.

No pueden ser instanciadas. Pueden ser instanciadas.

Definen métodos abstractos para loscuales la implementación no es provista.

No definen métodos abstractos.

Pueden o no proveer implementación paracualquiera de los métodos.

Deben proveer implementación para todossus métodos.

Tabla 5.1: Clases Abstractas vs. Clases Concretas

Se va a mencionar a continuación como Java provee mecanismos para definir y usarclases abstractas en programas.







3. Uso de Clases AbstractasEl modificador abstract que se aprendió en la Unidad 1 – Clases y Objetos, se puedeusar de dos formas, ya sea con una clase o con un método. Cuando una clase tiene elmodificador abstract en la declaración de la clase, se denomina clase abstracta . El

modificadorabstract

se usa con una clase para indicar que la clase no puede serinstanciada.

La palabra clave abstract se usa antes de la palabra clave class para definir unaclase como clase abstracta. El siguiente código muestra como declarar una claseabstract:

abstract class ClaseAbstracta{

// . . .

}

class InstanciacionClaseAbstractaEjemplo{

public static void main(String args[]){

ClaseAbstracta ca = new ClaseAbstracta(); // error

}

}

Cuando se intenta instanciar una clase abstract, como se hizo en la claseInstanciacionClaseAbstractaEjemplo, el compilador mostrará el siguientemensaje de error:

InstanciacionClaseAbstractaEjemplo.java:6: ClaseAbstracta isabstract; cannot be instantiated

ClaseAbstracta ca = new ClaseAbstracta(); // error

^

1 error

Las clases abstractas pueden tener dos tipos de métodos: métodos que tienenimplementación y métodos que no tiene implementación. Los métodos implementadosen una clase abstracta son métodos concretos. Los métodos que no tienenimplementación son métodos abstractos. Se van a definir los métodos abstractos enJava.

3.1 Definición de Métodos Abstractos

El modificador abstract, cuando se usa en una declaración de método, proporciona

un método abstract. El modificador indica que la implementación del método no esprovista en la clase. Indica que las subclases que hereden de la clase abstracta, al cualel método abstracto pertenece, deben proveer la implementación para el método. Si lasubclase inmediata no provee implementación para el método abstracto de susuperclase, entonces la subclase también se debe definir como una clase abstracta.







Los métodos abstractos pueden estar presentes solamente dentro de una claseabstracta. La siguiente es la estructura general de la declaración de un métodoabstracto:

abstract tipoRetorno nombreMetodo(argumentos);

La palabra reservada abstract se usa antes de especificar el tipo de retorno delmétodo. Se puede ver que el cuerpo del método está ausente, lo que significa que laimplementación del método no se proporciona en la clase.

Una clase abstracta puede contener cualquier número de métodos abstractos. Como semencionó anteriormente, también es posible tener una clase abstracta que de laimplementación para todos los métodos definidas en ella y así no tenga ningún métodoabstracto. Cuando una clase es declarada como abstracta, no necesariamente debecontener un método abstracto. Sin embargo cuando existe un método abstracto dentrode la clase, la clase debe ser declarada como abstracta. Antes de avanzar con ejemplosde clases y métodos abstractos, se va a ver como una referencia se puede usar parauna clase abstracta.

3.2 Clases Abstractas y Referencias

Aunque no se puede instanciar una clase abstracta, se puede crear una referencia aésta. Esto es posible porque Java soporta polimorfismo, que permite que un objeto deuna clase sea referenciado por una referencia a su superclase. Considere el siguientefragmento de código:

abstract class Abstracta {

abstract void m1();

}

class Concreta extends Abstracta {void m1() {

System.out.println("En m1");

}

void m2() {

System.out.println("En m2");

}

}

public class AbstractaEjemplo {

public static void main(String args[]) {Concreta c = new Concreta();

/* Referencia a la clase Abstracta */

Abstracta referenciaAbstracta;

referenciaAbstracta = c;







referenciaAbstracta.m1();

}

}

En el código anterior, se crea una referencia referenciaAbstracta de la claseAbstracta, a esta referencia se le pueden asignar referencias de subclases deAbstracta. Esta característica es muy útil para lograr el polimorfismo. UsandoreferenciaAbstracta en el código anterior, se puede hacer referencia al métodom1() definido en la clase abstracta.

Una vez aprendido como definir clases y métodos abstractos, se va a considerar dosclases llamadas CuentaDeAhorros y CuentaCorriente. La representación gráficade la clase CuentaDeAhorros y el código Java que la implementa se muestra en laFigura 5.2.

public class CuentaDeAhorros {

private String numero; private double saldo;

private double tasaInteres;

public void cerrar() {…}

public double calcularIntereses() {…}

public void credito(double cantidad){…}

public void debito(double cantidad){…}

public double getSaldo() {…}

}

CuentaDeAhorrosnumero:Stringsaldo:doubletasaInteres:double

cerrar():voidcalcularIntereses():doublecredito(double):voiddebito(double):voidgetSaldo():double









}









}





Figura 5.2: Representación de la Clase CuentaDeAhorros

En el diagrama de la clase CuentaCorriente y el código Java que la implementa semuestran en la Figura 5.3.

CuentaCorrientenumero:Stringsaldo:doublecomisionMensual:double

cargarComision():doublecerrar():voidcredito(double):void

debito(double):voidgetSaldo():double

public class CuentaCorriente {

private String numero;

private double saldo;

private double comisionMensual

public double cargarComision() {…}



public void debito(double cantidad){…} public double getSaldo() {…}

}















}









}

Figura 5.3: Representación de la Clase CuentaCorriente







De las Figuras 5.2 y 5.3, se pueden hacer las siguientes observaciones:

• Ambas clases tienen algunas funcionalidades en común.

• Es posible crear instancias para ambas clases.

• Las similitudes entre estas clases permite definir una jerarquía de herencia.

• La forma de implementar las funcionalidades, es sin embargo drásticamentediferente para ambas clases.

Para estas clases, se puede crear una clase en común llamada CuentaBancaria, quetenga funciones definidas en ella, sin la implementación, esta clase se convierte encandidata para una clase abstracta.

El diagrama de la clase CuentaBancaria se muestra en la Figura 5.4. Las definicionesabstractas están en letra itálica.

Figura 5.4: Clase Abstracta CuentaBancaria

La definición en Java de la clase CuentaBancaria se muestra en la Figura 5.5.

public abstract class CuentaBancaria {



public abstract void cerrar();

public void credito(double cantidad) {…}

publicabstract

void debito(double cantidad);


}

public abstract class CuentaBancaria {



public abstract void cerrar();

public void credito(double cantidad) {…}

publicabstract

void debito(double cantidad);


}

Figura 5.5: Definición en Java de la Clase CuentaBancaria







Las dos clases, CuentaCorriente y CuentaDeAhorros, pueden ahora ser derivadasde la clase abstracta CuentaBancaria.

Figura 5.6: Derivando de la Clase Abstracta CuentaBancaria

Las dos clases: CuentaDeAhorros y CuentaCorriente extienden de la claseabstracta y proveen la implementación para los métodos definidos como abstractos. Elcódigo fuente para la clase CuentaCorriente se muestra en la Figura 5.7. Lasimplementaciones de los métodos se muestran en puntos suspensivos.

Figura 5.7: Definición en Java de la Clase CuentaCorriente

Se van a escribir dos programas Java que usan clases y métodos abstractos.







Ejemplo 5.1

Este ejemplo muestra como un método abstracto se implementa en la subclase V.


1. /* Definicion de la clase U comienza aqui */2. abstract class U {

3. abstract void metodo1();

4. void metodo2() {


6. "Dentro de metodo2 en la clase U");

7. }

8. }/* Definicion de la clase U termina aqui */

9.

10. /* Definicion de la clase V comienza aqui */

11. class V extends U {

12. void metodo1() {


14. "Dentro de metodo1 en la clase V");

15. }

16. }/* Definicion de la clase V termina aqui */

17.

18. /* Definicion de la clase AbstractaEjemplo comienza aqui */

19. public class AbstractaEjemplo {



22. V subClase = new V();

23. subClase.metodo1();

24. subClase.metodo2();


26. }/* Definicion de la clase AbstractaEjemplo termina aqui */


La salida del programa anterior es la siguiente:Dentro de metodo1 en la clase V

Dentro de metodo2 en la clase U

De la salida del programa anterior, se puede ver que a pesar de que no se creó unobjeto de la clase U, la clase V implícitamente tiene la implementación para el metodo2.







Más aún, no puede crearse un objeto de la clase U, pues es una clase abstracta.También se puede notar que la clase abstracta proporciona la implementación para elmétodo metodo2, lo cual es perfectamente aceptable.

Fin del Ejemplo 5.1

El próximo ejemplo ilustra como usar una referencia a una clase abstracta.

Ejemplo 5.2

Usando la clase abstracta Poligono, se crean tres subclases, se instancian tresobjetos de estas tres clases y usando la referencia a la clase abstracta se invoca a losmétodos en las subclases.


1. /* Definicion de la clase Poligono comienza aqui */

2. abstract class Poligono {

3. float dimension1;

4. float dimension2;

5.

6. Poligono(float x, float y) {

7. dimension1 = x;

8. dimension2 = y;

9. }

10.

11. abstract float area();

12. }/* Definicion de la clase Poligono termina aqui */13.

14. /* Definicion de la clase Cuadrado comienza aqui */

15. class Cuadrado extends Poligono {

16. Cuadrado(float side) {

17. super(side, side);

18. }

19.

20. float area() {

21. return (dimension1 * dimension2);22. }

23. }/* Definicion de la clase Cuadrado termina aqui */

24.

25. /* Definicion de la clase Triangulo comienza aqui */







26. class Triangulo extends Poligono {

27. Triangulo(float base, float altura) {

28. super(base, altura);

29. }

30.

31. float area() {

32. return ((float) 0.5 * dimension1 * dimension2);

33. }

34. }/* Definicion de la clase Triangulo termina aqui */

35.

36. /* Definicion de la clase Cilindro comienza aqui */

37. class Cilindro extends Poligono {

38. Cilindro(float radio, float altura) {

39. super(radio, altura);

40. }

41.

42. float area() {

43. return ((float) 3.14 * dimension1 *

44. dimension1 * dimension2);

45. }

46. }/* Definicion de la clase Cilindro termina aqui */

47.

48. /* Definicion de la clase AbstractaEjemplo comienza aqui */

49. public class AbstractaEjemplo {50. /* El metodo main comienza aqui */


52. Cuadrado cu = new Cuadrado(7);

53. Triangulo t = new Triangulo(4, 5);

54. Cilindro ci = new Cilindro(6, 3);

55. Poligono poligono;

56.

57. poligono = cu;

58. System.out.println(59. "Area del cuadrado es: " +

60. poligono.area());

61.

62. poligono = t;








64. "Area del triangulo es: " +


66.

67. poligono = ci;


69. "Area del cilindro es: " +



72. }/* Definicion de la clase AbstractaEjemplo termina aqui */


La salida del programa anterior sería así:

Area del cuadrado es: 49.0

Area del triangulo es: 10.0

Area del cilindro es: 339.12

En el programa anterior se puede ver que las características de la clase abstractaPoligono son más significativas con la implementación que proporcionan sussubclases para el método abstracto area(). No se puede tener una implementaciónsignificativa del método area() en un polígono de dos dimensiones. Por lo tanto, elmétodo area() se declara como abstracto y su implementación se deja para sussubclases. Declarar el método area() como abstracto obliga a que todas sussubclases no abstractas implementen el método.

Fin del Ejemplo 5.2En el programa anterior, se crea una referencia a la clase abstracta Poligono, pero nose crea un objeto del tipo Poligono.

La variable poligono del programa anterior, es sólo una referencia a la clase abstractaPoligono, esta variable permite referenciar objetos de sus subclases. Los métodossobrescritos se resuelven en tiempo de ejecución usando la variable de referencia de lasuperclase.

4. ¿Qué son las Interfaces?

Las interfaces son similares a las clases, en términos de sintaxis, pero no soportanninguna variable de instancia. Una interfaz esencialmente captura los roles que jueganlas diferentes clases que implementan las interfaces. Una interfaz especifica el prototipoo comportamiento de una clase. Todos los métodos declarados en una interfaz sonmétodos abstractos, es decir, no se les proporciona implementación. Una interfaz nopuede ser instanciada. Tanto las clases abstractas como las concretas pueden







implementar una interfaz. Una clase concreta que implemente la interfaz tiene queproveer la implementación para todos los métodos declarados en la interfaz.

Si la implementación no se proporciona para aunque sea uno de los métodos definidosen la interfaz entonces la clase deber ser declarada como clase abstracta.

Una clase puede implementar cualquier número de interfaces. También una mismainterfaz puede ser implementada por cualquier número de clases. Las interfacesimplementadas por una clase especifican la interfaz que puede ser usada para lacomunicación entre la clase y otros objetos. Una interfaz puede extender de otrainterfaz, lo que significa que se puede crear una jerarquía de interfaces. Sin embargo,una interfaz no puede implementar otra interfaz, ya que la implementación no esprovista por ninguno de los métodos declarados en la interfaz.

Clases no relacionadas pueden implementar la misma interfaz, introduciéndose ciertarelación entre las clases, ésta es una de las ventajas de usar interfaces. Todas lasfuncionalidades requeridas por diferentes aplicaciones se guardan dentro de unainterfaz. Por lo tanto, las interfaces actúan como sustitutos de la herencia múltiple.

La definición de interfaz es similar a la definición de clases. La estructura general semuestra a continuación:

modificadorDeAcceso interface nombreInterfaz {

tipoDeDato nombreVar1 = valor;

tipoDeDato nombreVar2 = valor;

.

.

.

tipoDeDato nombreVarN = valor;

tipoDeRetorno nombreMetodo1(listaDeArgumentos);

tipoDeRetorno nombreMetodo2(listaDeArgumentos);

.

.

.

tipoDeRetorno nombreMetodoN(listaDeArgumentos);

}

Usualmente, el modificadorDeAcceso usado es public, de lo contrario no esmencionado. Cuando el modificadorDeAcceso no se menciona, se considera

package por defecto. Cuando una interfaz se declara como public, cualquier otrainterfaz o clase presente en cualquier paquete puede usarla.

El nombre de una interfaz se especifica en nombreInterfaz, que es un identificadorválido. Las interfaces pueden declarar variables que son final y static. De talforma que, las clases que implementen la interfaz no pueden cambiar sus valores. Las







variables definidas en una interfaz deben ser inicializadas con un valor constante. Si lainterfaz se declara como public, todas las variables y métodos en la interfaz tienenacceso público.

Considere la Figura 5.8, que muestra la definición de la interfaz List de Java 1.4.

Figura 5.8: Definición de la Interfaz List en Java 1.4

La Figura 5.8 muestra la interfaz List definida en el paquete java.util, que es partedel marco de trabajo para colecciones de Java. Se discute el marco de trabajo paracolecciones en el Volumen 8, Unidad 1 – API Colecciones . Esta figura sólo muestraalgunos de los métodos más usados de la interfaz List.

La Figura 5.9 presenta la definición de la interfaz List de java 1.4 en formato UML(Unified Modeling Language). UML es un lenguaje de modelación para el análisis ydiseño orientado a objetos.







Figura 5.9: Definición de la interfaz List en Formato UML

UML hace uso del estereotipo <<interface>> para indicar que List es una interfaz yno una clase.

La Figura 5.10 muestra la clase Vector, que implementa la interfaz List.

Figura 5.10: Definición de la Clase Vector que Implementa la Interfaz List

La Figura 5.11 muestra la representación en UML para la clase Vector, queimplementa la interfaz List. En esta figura, se puede ver una línea punteada seguida







por un triangulo hueco, esta es la notación UML para indicar que Vector implementa lainterfaz List.

Dos otras clases, LinkedList y ArrayList, implementan también List. De maneraque si se entiende la interfaz List, se puede fácilmente entender la operación de lasclases Vector, LinkedList y ArrayList.

Figura 5.11: Representación UML de la Clase Vector que Implementa List

No es obligatorio para los métodos definidos en una interfaz usar la palabra reservadaabstract, ya que todos los métodos definidos en una interfaz son abstractos pordefinición.

El siguiente código da un ejemplo de declaración de interfaz:

interface ContestadorAutomatico {

void grabarMensaje(String mensaje);

String getMensajeGrabado();}

Esta es una declaración simple de interfaz con dos métodos, getMensajeGrabado() y grabarMensaje() en ella. Se debe notar que la implementación de los métodos nose proporciona aquí. Las clases que implementen esta interfaz deben proporcionar laimplementación de los métodos. A continuación se entenderá por qué se usan lasinterfaces.

4.1 ¿Por qué usar Interfaces?

En la sección anterior, se aprendió que la clase Vector implementa la interfaz List.

También se sabe que la clase Vector puede contener toda la funcionalidad que proveela interfaz List, sin tener que implementar la interfaz. Las funcionalidades pueden serimplementadas como métodos en la clase Vector. Se escoge implementar la interfazcomo una mejor alternativa porque las interfaces definen un protocolo. Una interfazpuede ser implementada por muchas clases, así, se asegura que todas las clases queimplementan la interfaz se adhieren al protocolo definido en la interfaz. Una clase







Vector, una clase HashTable y cualquier otra clase que requiera el protocolo definidoen la interfaz List puede implementar la interfaz List. Los usuarios de estas clasessaben que todas las clases que implementen la interfaz List proveerán los métodosadd, contains, get, remove, isEmpty etc., porque la interfaz List declara estosmétodos.

4.2 Implementación de Interfaces

En la sección previa, se aprendió a declarar una interfaz. Una vez que la declaración dela interfaz se completa, puede ser implementada por una clase. La clase usa la cláusulaimplements para especificar las interfaces que implementa. Si la clase implementamúltiples interfaces, los nombres de las interfaces se separan por comas.

Si dos o más interfaces implementadas por una clase tienen la misma declaración demétodo, la clase sólo necesita proveer una implementación para la declaración delmétodo. Los métodos que implementan las clases deben ser declarados como public y sus firmas del método deben coincidir con la firma del método declarado en la interfaz

que ellas implementan.La siguiente es la estructura general de la declaración de clase para la clase queimplementa una interfaz:

modificadorDeAcceso class nombreClase [extends nombreSuperClase][implements interfaz1, interfaz2, ...] {

// cuerpo de la clase

}

Considere el Ejemplo 5.3 para entender cómo una clase implementa una interfaz.

Ejemplo 5.3

El ejemplo muestra como la clase Telefono implementa la interfazContestadorAutomatico antes mencionada.


1. /* Definicion de la clase Telefono comienza aqui */

2. public class Telefono implements ContestadorAutomatico{

3. String mensaje;

4. String mensajeSaludo = "Regreso despues de las 11pm";

5.

6. /* El metodo grabarMensaje comienza aqui */

7. public void grabarMensaje(String mensaje) {

8. System.out.println("Mensaje grabado: " + mensaje);

9. this.mensaje = mensaje;







10. }/* El metodo grabarMensaje termina aqui */

11.

12. /* El metodo getMensajeGrabado comienza aqui */

13. public String getMensajeGrabado() {

14. System.out.println("Mensaje Saludo: " + mensajeSaludo);

15. return mensajeSaludo;

16. }/* El metodo getMensajeGrabado termina aqui */

17. }/* Definicion de la clase Telefono termina aqui */


Se debe notar que los métodos en la clase anterior Telefono se declaran comopublic dado que implementan los métodos de la interfaz ContestadorAutomatico.El ejemplo anterior, muestra a la clase Telefono implementando los dos métodosdeclarados en la interfaz ContestadorAutomatico. Cuando se observa ladeclaración de la clase Telefono, se sabe que implementa la interfazContestadorAutomatico, lo que asegura que los dos métodos declarados en ContestadorAutomatico serán implementados.

También es posible que la clase Telefono desee definir otras funcionalidades ademásde los métodos declarados en la interfaz, esto se ilustra en el siguiente extracto decódigo:


1. /* Definicion de la clase Telefono comienza aqui */

2. public class Telefono implements ContestadorAutomatico{

3. String mensaje;

4. String mensajeSaludo = "Regreso despues de las 11pm";

5. String mensajeBasico = "Hola";

6. String mensajeInterlocutor1;

7. String mensajeInterlocutor2;

8. boolean interlocutor1 = false;

9. boolean interlocutor2 = false;

10. boolean respuestaEncendido = false;

11. // . . .

12.



15. System.out.println("Mensaje grabado: " + mensaje);









18.



21. System.out.println("Mensaje Saludo: " + mensajeSaludo);



24.

25. /* El metodo recibirMensajeInterlocutor1 comienza aqui */

26. String recibirMensajeInterlocutor1() {

27. return(mensajeInterlocutor1);

28. }/* El metodo recibirMensajeInterlocutor1 termina aqui */

29.

30. /* El metodo enviarMensajeInterlocutor1 comienza aqui */

31. void enviarMensajeInterlocutor1(String mensaje) {

32. mensajeInterlocutor2 = mensaje;

33. }/* El metodo enviarMensajeInterlocutor1 termina aqui */

34.

35. /* El metodo recibirMensajeInterlocutor2 comienza aqui */

36. String recibirMensajeInterlocutor2() {

37. return(mensajeInterlocutor2);

38. }/* El metodo recibirMensajeInterlocutor2 termina aqui */

39.

40. /* El metodo enviarMensajeInterlocutor2 comienza aqui */41. void enviarMensajeInterlocutor2(String mensaje) {

42. mensajeInterlocutor1 = mensaje;

43. }/* El metodo enviarMensajeInterlocutor2 termina aqui */

44. }/* Definicion de la clase Telefono termina aqui */


El segmento de código anterior muestra que la clase Telefono tiene otros métodos,son estos, recibirMensajeInterlocutor1(), enviarMensajeInterlocutor1(), etc.

Fin del Ejemplo 5.3

A continuación se muestra cómo se usa una referencia a una interfaz.







5. Usar Interfaces Como ReferenciasSe ha visto como declarar una variable que referencia a un objeto de una clase.Similarmente, se puede tener una variable de tipo interfaz, que referencia a unainstancia de una clase que implementa esa interfaz. Considere el Ejemplo 5.4.

Ejemplo 5.4

El ejemplo muestra como se usa una referencia a una interfaz.


1. /* Definicion de la clase InterfazEjemplo comienza aqui */

2. public class InterfazEjemplo {



5. String mensaje;

6. ContestadorAutomatico ca = new Telefono();

7. mensaje = ca.getMensajeGrabado();

8. ca.grabarMensaje("Llegare a las 11am – Pedro");

9. System.out.println("Mensaje recibido: " + mensaje);


11. }/* Definicion de la clase InterfazEjemplo termina aqui */


La salida de este programa es la siguiente:

Mensaje Saludo: Regreso despues de las 11pmMensaje grabado: Llegare a las 11am – Pedro

Mensaje recibido: Regreso despues de las 11pm

En este programa, a pesar que la variable ca se declara del tipo de la interfazContestadorAutomatico, se le asigna el objeto de la clase Telefono. La variableca sólo puede usarse para acceder a los métodos definidos por la interfazContestadorAutomatico.

Cualquier otro método definido en la clase Phone no puede ser accedido por la variableca, a pesar de que es asignado el objeto de la clase Telefono. El programa dado noilustra el poder polimórfico de una variable de referencia de interfaz. Esto se muestra enel siguiente código:


1. /* Definicion de la clase Telefono2 comienza aqui */

2. class Telefono2 implements ContestadorAutomatico{







3. String mensaje;

4. String mensajeSaludo = "Regreso despues de 1 hora";

5. // . . .

6.




10. "Mensaje grabado en Telefono2: " +

11. mensaje);



14.




18. "Mensaje Saludo de Telefono2: " +

19. mensajeSaludo);



22. }/* Definicion de la clase Telefono2 termina aqui */

23.

24. /* Definicion de la clase InterfazEjemplo2 comienza aqui */

25. public class InterfazEjemplo2 {

26. /* El metodo main comienza aqui */27. public static void main(String[] args) {

28. String mensaje;

29. ContestadorAutomatico ca = new Telefono();

30.



33. ca.grabarMensaje("Nos encontramos a las 11am – Pedro");

34.

35. Telefono2 t2 = new Telefono2();36. ca = t2;



39. ca.grabarMensaje("Nos encontramos a la 1 pm – David");








41. }/* Definicion de la clase InterfazEjemplo2 termina aqui */



Mensaje Saludo: Regreso despues de las 11pm

Mensaje recibido: Regreso despues de las 11pm

Mensaje grabado: Nos encontramos a las 11am – Pedro

Mensaje Saludo de Telefono2: Regreso despues de 1 hora

Mensaje recibido: Regreso despues de 1 hora

Mensaje grabado en Telefono2: Nos encontramos a la 1 pm – David

Del programa anterior se puede ver que la versión de la implementación deContestadorAutomatico llamada depende del tipo de objeto al que la variable ca esté haciendo referencia en tiempo de ejecución.

Fin del Ejemplo 5.4

Cuando una clase implementa una interfaz, puede escoger proveer implementación sólopara algunos de los métodos declarados en la interfaz. Esta clase entonces debe serdeclarada como una clase abstracta, ya que sólo se realiza una implementación parcialde la interfaz. Se muestra esto con un ejemplo.

Ejemplo 5.5

Este ejemplo ilustra como una clase que provee implementación parcial de una interfaz,resulta en una clase abstracta.


1. /* Definicion de la clase Telefono3 comienza aqui */

2. abstract public class Telefono3

3. implements ContestadorAutomatico {

4.

5. String mensajeSaludo = "Regreso despues de 1 hora";

6.




10. "Mensaje Saludo de Telefono3: " +

11. mensajeSaludo);









14. }/* Definicion de la clase Telefono3 termina aqui */


La clase Telefono3 implementa sólo el método getMensajeGrabado() de la

interfaz ContestadorAutomatico. No implementa el método grabarMensaje() que está definido en la interfaz ContestadorAutomatico. Como Telefono3 sólo dauna implementación parcial de la interfaz ContestadorAutomatico, debe declararsecomo una clase abstracta.

Fin del Ejemplo 5.5

Se discute a continuación qué son las interfaces marcadoras.

5.1 Interfaces Marcadoras

Las interfaces marcadoras son interfaces vacías sin ninguna declaración de variables o

métodos. Una clase que implemente una interfaz marcadora no necesita implementarningún método, y no tiene acceso a ninguna variable declarada como final en lainterfaz, porque ninguna existe. La clase sólo necesita usar la palabra claveimplements, seguida por el nombre de la interfaz marcadora, en su definición declase. Esto permite que la clase tenga la funcionalidad para la cual se define la interfaz.Serializable y Cloneable son ejemplos de interfaces marcadoras. Si una claseimplementa la interfaz Serializable, sus objetos pueden ser serializados ydeserializados. Si una clase implementa la interfaz Cloneable, puede crear clones(copias exactas) de objetos de la clase.

A continuación se explica cómo crear una jerarquía de interfaces.

6. Heredar de una InterfazSe puede crear una jerarquía de interfaces (similar a una jerarquía de clases), en la cualuna interfaz puede heredar de otra interfaz usando la palabra reservada extends.Una clase no puede heredar de una interfaz. Sólo una interfaz puede heredar de otrainterfaz. Considere el Ejemplo 5.6 que consta de un programa Java que extiende unainterfaz de una interfaz existente. La interfaz derivada añade sus propias variables ymétodos.

Ejemplo 5.6

Este ejemplo muestra como una interfaz se extiende de una interfaz existente y añadevariables y métodos. Asuma que una interfaz K extiende de una interfaz J. Entonces, K implícitamente obtiene todas las variables y métodos declarados en J. K puede añadirsus propias variables y métodos a las que ha heredado de J.








1. interface J {

2. void metodo1();

3. void metodo2();

4. }5.

6. interface K extends J {

7. void metodo3();

8. void metodo4();

9. }

10.

11. interface L extends K {

12. void metodo4();

13. void metodo6();

14. }

15.

16. interface M {

17. void metodo6();

18. }

19.


21. class InterfazPrueba implements L, M {

22. /* El metodo metodo1 comienza aqui */

23. public void metodo1() {

24. System.out.println("Dentro de metodo1");

25. }/* El metodo metodo1 termina aqui */

26.





31.

32. /* El metodo metodo3 comienza aqui */33. public void metodo3() {



36.











41.






47.


49. public class InterfazEjemplo {



52. InterfazPrueba ip = new InterfazPrueba();

53. ip.metodo1();

54. ip.metodo2();

55. ip.metodo3();

56. ip.metodo4();

57. ip.metodo6();




La salida del programa anterior es la siguiente:

Dentro de metodo1

Dentro de metodo2

Dentro de metodo3

Dentro de metodo4

Dentro de metodo6

En este programa, se ve que la interfaz K y la interfaz L declaran el mismo método

metodo4, a pesar que la interfaz L hereda el metodo4 definido por K. Esto es similara sobrescribir métodos en el caso de clases. La clase InterfazPrueba implementalas interfaces L y M. Esta clase tiene que proporcionar la implementación de losmétodos metodo1, metodo2, metodo3, metodo4 y metodo6, ya que la interfaz L declara implícitamente todos los métodos anteriores, dado que los hereda de lasinterfaces J y K. Tanto la interfaz L como M declaran el método metodo6, sin embargo







la clase InterfazPrueba tiene que proporcionar sólo una implementación del métodometodo6, de otro modo ocurre un error de compilación (duplicate method declarationerror). En caso de que la clase InterfazPrueba no proporcione implementación paraalguno de los métodos declarados en las interfaces que implementa, entonces tiene queser declarada como abstracta.

Fin del Ejemplo 5.6

Una vez discutidas las clases concretas, abstractas y las interfaces, se van a resumirlas opciones de herencia en Java.

7. Opciones de Herencia en JavaExisten tres tipos de opciones de herencia en Java:

• Herencia con clases concretas.

• Herencia con clases abstractas.

• “Herencia” Implementación de interfaces.

La Figura 5.12 ilustra las tres opciones de herencia.

Figura 5.12: Opciones de Herencia en Java

Cuando una clase hereda de otra clase concreta, usa la palabra clave extends. Lasuperclase concreta puede ser instanciada y además debe implementar todos losmétodos definidos en ella. La superclase concreta puede tener variables de instanciadefinidas en ella.

Cuando una clase hereda de una clase abstracta, usa la palabra reservada extends.La superclase abstracta no puede ser instanciada, puede proveer implementación paraalgunos de los métodos definidos en ella, aunque no se requiere que proporcioneimplementaciones para ninguno de sus métodos. La superclase abstracta puede tenervariables de instancia definidas en ella.







Cuando una clase implementa una interfaz, usa la palabra reservada implements. Unaclase puede implementar múltiples interfaces. La interfaz no puede ser instanciada y noprovee implementación para ninguno de los métodos en ella. La interfaz no puededefinir variables de instancia.







Resumen


• Diferenciar entre herencia y agregación.

•

Discutir sobre clases abstractas.• Diferenciar entre clases abstractas y clases concretas.

• Describir cómo se definen las clases y métodos abstractos en Java.

• Definir una interfaz.

• Explicar cómo las interfaces son implementadas y usadas como referencias.







Unidad 5: Examen de Autoevaluación1) ¿Cuál de las siguientes opciones es falsa acerca de los métodos abstract?

a) Pueden ser accedidos directamente sin crear un objeto de la clase que loscontiene.

b) No se proporciona su implementación.c) Su implementación es proporcionada por sus subclases.

d) Nunca pueden ser invocados.

2) Una clase abstracta debe contener al menos un método abstracto.

a) Verdadero

b) Falso

3) ¿Cuál de las siguientes es la forma correcta para crear una referencia a una claseabstracta X?

a) X x; x = new X();

b) X x = new X();

c) X x;


4) La variable de referencia que hace referencia a una clase abstracta puede serinicializada con _______.

a) Un objeto de la clase abstracta

b) Un objeto de la subclase de la clase abstracta

c) La clase abstractad) La subclase de la clase abstracta

5) Los métodos abstract de clases pueden estar presentes sólo dentro de unaclase abstract.

a) Verdadero

b) Falso

6) ¿Cuál de las siguientes son las maneras correctas de declarar una interfaz?

a) public class X implements interface {}b) public interface X {}

c) interface X{}

d) public X implements interface {}







7) Las interfaces pueden declarar métodos abstract.

a) Verdadero

b) Falso

8) ¿Cuál de las siguientes es sintácticamente correcta cuando se implementa unainterfaz X que declara dos métodos void m1() y m2()?

a) class Y extends X {

public void m1() {}

public void m2() {}

}

b) class Y implements X {

public void m1() {}

}

c) class Y extends X {

void m1() {}

}

d) class Y implements X {

public void m1() {}

public void m2() {}

}

9) Implícitamente, todas las variables en una interfaz son de la forma final ystatic.

a) Verdaderob) Falso

10) ¿Cuál de las siguientes opciones es falsa acerca de una interfaz?

a) Es posible crear una jerarquía de interfaces.

b) Una variable de tipo interfaz puede hacer referencia a un objeto de la claseque la implementa

c) Una interfaz que contenga un método abstract declarado en ella no debetener el modificador abstract en su declaración.

d) Las interfaces pueden ser instanciadas.







Respuestas a la Unidad 5: Examen de Autoevaluación1) a

2) b

3) c

4) b5) a

6) b y c

7) a

8) d

9) a

10) d







Unidad 6: Laboratorio de ClasesAbstractas e Interfaces

Objetivos de AprendizajeAl final de esta unidad, usted será capaz de:

• Usar clases abstractas.

• Usar interfaces.




Unidad 6: Laboratorio de Clases Abstractas e Interfaces Libro 1: Core Java 216



Ejercicios de Laboratorio

1) Escribir un programa en Java que tenga una clase abstracta llamada Fotografia y una interfaz llamada Clicking. La interfaz Clicking tiene los siguientesmétodos en ella.Escena marcoFoto(Escena);

Escena focoFoto(Escena);

Camara setAbertura(Camara);

Camara setVelocidadObturador(Camara);

Camara setVelocidadPelicula(Camara);

• La clase Escena tiene los atributos ancho, alto, coordenadaX ycoordenadaY. Tiene los métodos:

void setAncho(int ancho);

void setAlto(int alto);

void setXCoordenada(int xcoord);void setYCoordenada(int ycoord);

void setEnfoque(int enfoque);

• La clase Camara tiene los atributos abertura, velocidadObturador,velocidadSyn y velocidadPelicula. Tiene el método:

public static void setVelocidadSyn(int velocidadSyn);

int aberturaPrioridad(int abertura); // el int retornado esusado para establecer velocidadObturador

int velocidadObturadorPrioridad(int velocidadObturador); //el int retornado es usado para establecer abertura

• Dos clases llamadas Canon y Nikon heredan de la clase Camara. La claseNikon tiene el método:

void buenaAfinacionVelocidadObturador(intvelocidadObturador);

La clase Canon tiene el método,

void buenaAfinaciónAbertura(int abertura);

• La clase Fotografia tiene los atributos escena, claridad, contraste yenfoque y tiene los siguientes métodos:

// No se proporciona implementación

abstract Escena capturaEscena(Escena);void setEnfoque(int enfoque);

void setClaridad(int claridad);

void setContraste(int contraste);







• La clase MiFotografia hereda de Fotografia. La clase Fotografo implementa la interfaz Clicking y usa las clases mencionadas para tomar unafotografía.

• Cree una clase Prueba para verificar el funcionamiento de la Camara y elmétodo de Fotografia.




Libro 1: Core Java Unidad 7: Paquetes 219



Unidad 7: Paquetes

Objetivos de Aprendizaje


• Definir y crear un paquete.

• Explicar cómo se representan los paquetes en el sistema de archivos.

• Discutir las protecciones de acceso en los paquetes.

• Describir los miembros de los paquetes.

• Discutir cómo importar paquetes.

• Explicar las variables classpath y describir su uso.

• Explicar los paquetes más usados que vienen incorporados con Java.




Unidad 7: Paquetes Libro 1: Core Java 220



1. IntroducciónEn la unidad anterior, se explicaron las clases abstractas e interfaces en Java. En estaunidad se aprenderá acerca de cómo las clases e interfaces pueden ser agrupadasusando el concepto de paquetes.

Los paquetes son un medio para agrupar clases, interfaces y otros paquetes en unacategoría particular.

Un paquete Java es como un directorio, permite de una manera segura almacenar unaclase dentro de él.

Un paquete es un contenedor que almacena la funcionalidad relacionada con clases einterfaces y otros paquetes, proporcionando acceso protegido y manejo de nombres deespacio. Un paquete es básicamente un mecanismo provisto por Java que ayuda adividir el espacio de nombre de clase en bloques manejables. Es un mecanismo dedenominación así como de control de visibilidad. Un paquete no puede tener dos clases

con el mismo nombre.

Se va a explicar la necesidad del uso de los paquetes y las tareas involucradas en eluso de paquetes.

2. Necesidad de los PaquetesExisten varias razones por las cuales se necesita agrupar clases.

2.1 Conflictos de Nombres

Alrededor del mundo, muchos programadores desarrollan varias clases Javasimultáneamente. Un programador puede no estar al tanto de las clases desarrolladaspor otro programador. Por lo que dos o más programadores pueden desarrollar clasescon el mismo nombre. Existe entonces la posibilidad de un conflicto de nombres entreclases desarrolladas por diferentes programadores. Considere la Figura 7.1, donde semuestran dos conjuntos de librerías que tienen ambas una clase Texto, y unaaplicación MiAplicacion usa ambas librerías.







Figura 7.1: Conflictos de Nombres en Aplicaciones

Cuando se usa la clase Texto en MiAplicacion, el sistema de tiempo de ejecución

de Java no sabrá a cual clase llamar. Para evitar estos conflictos de nombres, las clasesdesarrolladas por un programador para una aplicación específica pueden ser agrupadasbajo un cierto paquete.

Los paquetes Java son similares a los nombres de espacio usados en C++. Elloseliminan los conflictos de nombres. Asuma que dos librerías diferentes, A y B, tienen elmismo nombre de clase X. Si se le asigna a cada clase a un paquete diferente, no setendrán conflictos de nombres entre las dos librerías.

Las clases se identifican por nombres de paquete, seguidas por el nombre de la claseen un programa Java. Una clase Documento, por ejemplo en un paquete p seidentifica como p.Documento.

2.2 Clasificación

Suponga que se tiene que desarrollar varias aplicaciones Java. Se deben crear clasespara realizar operaciones matemáticas y operaciones de transferencias de archivospara estas aplicaciones. Por lo tanto, puede ser útil agrupar todas las clasesrelacionadas a las funciones matemáticas en un paquete y agrupar todas las clasesrelacionadas con las transferencias de archivos en otro paquete. Este tipo declasificación no solo nos ayudará a localizar una clase fácilmente, sino que permitirá enforma fácil reutilizar clases entre las aplicaciones Java.

2.3 Despliegue

Asuma que se tiene que desarrollar una aplicación y entregarla al cliente. La aplicacióncompleta comprende varios módulos y por tanto se tendrán muchos archivos de clases(.class). Todas las clases requeridas para desplegar un componente en particular de laaplicación pueden ser agrupadas bajo un paquete determinado, esto ayudará aldespliegue de los componentes fácilmente.







2.4 Alcance de Clases Restringido

A veces se quiere encapsular ciertos datos importantes usados por una aplicación. Paraesto, se tiene que restringir el acceso a las clases que mantienen estos datos. En estecaso, se pueden agrupar todas las clases que mantienen datos en un paquete, y daracceso de paquete a los datos. Esto restringirá a otras clases de acceder a los datos.

Para resumir, las ventajas provistas por los paquetes se representa en la Figura 7.2.

Figura 7.2: Ventajas de los Paquetes en Java

Ahora se procederá a ver como crear paquetes en Java.

3. Crear Paquetes en JavaEl primer paso en la creación de un paquete es asignarle un nombre que seauniversalmente único. Sin embargo, asignar un nombre aleatorio y esperar que sea







universalmente único no es buena idea, hay ciertos lineamientos que deben seguirsepara nombrar un paquete.

3.1 Nombrar un Paquete

Las guías para nombrar un paquete son:

• Los nombres de los paquetes deben ser jerárquicos. El nombre puede contenermás de una parte separada por puntos.

• El nombre de paquete debe comenzar con el nombre de dominio Internet enreversa. Por ejemplo, las librerías de clases que provee IBM tiene paquetes quecomienzan por com.ibm.

• Después se añade el nombre del departamento interno al cual el paquetepertenece. Por ejemplo, IBM Learning Services (ILS) se añade a com.ibm.

Ahora el nombre del paquete es com.ibm.ils.

• Después, el nombre de la aplicación se añade al nombre del paquete. Porejemplo, com.ibm.ils.examen.

Nota: El nombre del paquete no tiene ninguna letra en mayúscula. Aunque sepermiten las letras mayúsculas, es por convención el tener todas las letras enminúsculas.

En el ejemplo anterior, el paquete exam puede contener varias clases o interfacesrelacionadas funcionalmente. Puede existir otro paquete dentro de ils llamadomonitor. Este llevará el nombre de com.ibm.ils.monitor. Así, ambos examen ymonitor estarán al mismo nivel en la jerarquía de nombres del paquete.

3.2 Declaración de Paquetes

Un paquete es declarado con la palabra reservada package. Una declaración depaquete debe ser la primera instrucción en el archivo fuente Java cuando se crea unpaquete. Usar la declaración de paquete al inicio del archivo asegura que todas lasclases definidas dentro del archivo serán parte del paquete nombrado.

Una instrucción de paquete define un espacio de nombres para almacenar clases.Cuando la instrucción de paquete es eliminada del archivo, los nombres de clases soncolocados en el paquete por defecto (default package). El paquete por defecto no tienenombre y no es útil, por lo general, para aplicaciones finales. Se pueden usar el paquetepor defecto para correr programas de prueba. La siguiente es la forma general de lainstrucción de paquete:

package directorio;

En esta instrucción, el nombre del paquete creado es directorio. También, unprogramador puede crear una jerarquía de paquetes. Esto puede hacerse dividiendo elnombre del paquete desde el paquete superior de uno directamente por encima, usandoun punto (.).

La siguiente es la forma de una instrucción de paquete multinivel:







package directorio.lista.miembros;

Cuando se especifica un nombre de paquete en un archivo, todas las clases definidasen el archivo pertenecen al paquete especificado. No es obligatorio tener unainstrucción de paquete antes de toda definición de clase. Sin embargo, un archivosolamente puede tener una instrucción de paquete.

Dentro de un programa Java, la instrucción de paquete aparece antes de lasinstrucciones import, que se usan para importar las clases requeridas por laaplicación, como se muestra en la Figura 7.3.

Figura 7.3: Declaración de Paquete en un Archivo Java

En la Figura 7.3, el paquete com.ibm.ils.examen.dominio contiene la clase

PreguntaExamen. La figura ilustra solo una clase en el paquete. Sin embargo, puedehaber más de una clase definida en un paquete. Todas las clases definidas, entonces,pertenecen al mismo paquete com.ibm.ils.examen.dominio.

A continuación se discute como los paquetes se representan en el sistema de archivos.

4. Representación del Paquete en el Sistema deArchivosLos paquetes se almacenan usualmente en directorios del sistema de archivos. Ellosestán directamente relacionados a la estructura física de las carpetas. Por ejemplo,

considere la clase C, que pertenece a un paquete, x.y a través de la siguienteinstrucción:

package x.y;

public class C {







}

La clase C es compilada y colocada en la carpeta X\Y\ bajo algún directorio en elsistema, por ejemplo:

C:\Ejemplos\x\y\C.class

Así, los paquetes corresponden a la estructura física de carpetas. Una excepción a estoes cuando las clases son empaquetadas dentro de archivos JAR. Se aprenderá acercade archivos JAR en la Unidad 9 – Características Avanzadas del Volumen 8.

El nombre del directorio debe coincidir con el nombre del paquete letra por letra. Estacorrespondencia es sensible a mayúsculas y minúsculas.

Más de un archivo puede incluir la misma instrucción de paquete, porque la instrucciónde paquete simplemente indica donde las clases definidas pertenecen, y no evita queotras clases en otros archivos pertenezcan al mismo paquete. Las clases en losdesarrollos del mundo real están usualmente repartidas en varios archivos. Por ejemplo,considere el siguiente fragmento de código:

package x.y;

public class AA {

}

class BB {

}

class CC {

}

Este código se almacenará en un archivo llamado AA.class, que es diferente delanterior C.class, pero ambos tienen la misma instrucción de paquete al comienzo, yAA.class estará presente en la carpeta física C:\Ejemplos\x\y\. Así, es posibletener cualquier número de archivos con diferentes definiciones de clases perteneciendoal mismo paquete. Todo lo que se necesita es el mismo nombre de paquete al inicio delarchivo.

Los paquetes pueden ser comparados a los directorios usados para almacenar archivosen el sistema de archivos de un sistema de operativo. En el sistema de archivos, esposible tener subdirectorios dentro de un directorio. Pueden existir subdirectorios con elmismo nombre bajo diferentes directorios. Sin embargo, no se pueden tener dossubdirectorios con el mismo nombre bajo un mismo directorio. Reglas similares sonaplicables para los paquetes.

Considere la Figura 7.4, que representa los paquetes en el directorio en forma de árbol.El paquete representado en la figura es com.ibm.libreria.a, este paquete tiene dosarchivos: Texto.java y Texto.class.







Figura 7.4: Representación de Paquete en el Sistema de Archivos

Asuma que hay un directorio llamado Root que tiene un subdirectorio llamadoMiDirectorio, que a su vez tiene otro subdirectorio llamado MiSubDirectorio.

Este subdirectorio tiene un archivo llamado miArchivo.txt. Se puede representaresta estructura como sigue:

Root\MiDirectorio\MiSubDirectorio\miArchivo.txt

Considere una estructura de paquete que tenga un paquete raíz com que tiene unsubpaquete ibm, que a su vez tenga otro subpaquete libreria, con dos subpaquetesa y b. Esta estructura de paquete se puede representar como:

com.ibm.libreria.a

com.ibm.libreria.b

A continuación se estudia como referenciar a las clases definidas en los paquetes.

4.1 Referencia a las Clases Definidas en los Paquetes

En un programa Java, si se quiere usar una clase ubicada en un paquete en particular,se debe usar con el nombre completamente calificado, usando el nombre del paquete.

Considere dos clases, ambas llamadas Texto que están en dos paquetes diferentes,como se presenta a continuación:

com.ibm.libreria.a

com.ibm.libreria.b

Estas dos clases son distintas y pueden contener dos implementaciones diferentes. Sedebe referir a estas clases dentro del programa Java, como sigue:

com.ibm.libreria.a.Texto

com.ibm.libreria.b.Texto

Esto se representa en la Figura 7.5.







Figura 7.5: Referencia a Clases por su Nombre de Paquete

El programador tiene que tener en cuenta que la jerarquía de paquete también tiene queser mantenida en el sistema de archivos del desarrollo en Java.

Ahora, se estudiará como los paquetes ayudan a proteger el acceso a las clases.

5. Paquetes y Protección de AccesoLos paquetes y las clases son maneras de encapsular datos importantes. Los paquetesencapsulan varias clases y las clases encapsulan variables y métodos. Como hemosmencionado, los paquetes son receptáculos para las clases y los sub paquetes que sonparte de él, mientras que las clases mantienen datos y código.

La visibilidad y la accesibilidad de los miembros de clase se ubican en una de lassiguientes cuatro categorías:

• Sub-clases presentes en el mismo paquete.

• No sub-clases presentes en el mismo paquete.

• Sub-clases presentes en diferentes paquetes.

• Clases no relacionadas presentes en diferentes paquetes.

Existen diversas formas de producir los diferentes niveles de acceso requeridos por las

categorías antes descritas.Los tres especificadores de acceso, private, public y protected, proveen losdiferentes niveles de acceso. Cualquier miembro de clases declarado como public puede ser accedido desde cualquier sitio.







Un miembro en una clase sin especificación de acceso explícita será visible a lassubclases y otras clases dentro del mismo paquete. Cuando un elemento se declaraprotected, será visible fuera del paquete actual, pero sólo para las clases que sonsubclases de la clase actual. Cualquier miembro de clases declarado como private no será visto fuera de su clase. Estos modificadores de acceso aplican a los miembrosde las clases.

Una clase (no anidada) solo tiene dos posibles niveles de acceso: default y public.Cuando no se indica el modificador de acceso en la declaración de la clase, implica queel nivel de acceso es el acceso por defecto. De aquí que todas las clases que son partedel paquete donde la clase esta presente, tienen acceso al código de esa clase. Si unaclase es declarada como public, puede ser accedida por cualquier código fuera delpaquete. No se puede declarar una clase (no anidada) como protected o private.Considere la Figura 7.6, donde se muestra un conjunto de clases en paquetesdiferentes.

Figura 7.6: Clases en Paquetes Diferentes

En la figura anterior se definen cinco clases dentro de dos paquetes,com.ibm.ils.control y com.ibm.ils.modelo. Las clases A, B, y E están encom.ibm.ils.control y las clases C y D, en com.ibm.ils.modelo. La clase A tiene cuatro métodos con diferentes niveles de acceso, especificados por losmodificadores de acceso public, protected y private. A continuación se explicarácuál de estos cuatro métodos puede ser accedido desde las clases A, B, C, D y E.







• Desde la clase A los cuatro métodos pueden ser accedidos: uno(), dos(),tres() y cuatro().

• Desde la clase B tres métodos pueden accederse: uno(), dos(), y tres().• Desde la clase C dos métodos pueden accederse: uno() y dos().• Desde la clase D solo un método puede accederse: uno().

• Desde la clase E tres métodos pueden accederse: uno(), dos(), y tres().• Los métodos declarados como protected en la clase A pueden accederse por

clases que sean subclases de A.

Se presenta un ejemplo para entender mejor los especificadores de acceso.

Ejemplo 7.1

El siguiente programa ilustra el efecto de diferentes especificadores de acceso sobreclases en diferentes paquetes.


1. package paquete1;2.

3. /* Definicion de la clase MiClase comienza aqui */

4. public class MiClase {

5. int variableDePaquete = 10;

6. private int variablePrivada = 20;

7. protected int variableProtegida = 30;

8. public int variablePublica = 40;

9.

10. /* Constructor MiClase comienza aqui */11. public MiClase() {


13. "Dentro del constructor de MiClase");


15. "variableDePaquete = " + variableDePaquete);


17. "variablePrivada = " + variablePrivada);


19. "variableProtegida = " + variableProtegida);


21. "variablePublica = " + variablePublica);

22. }/* Constructor MiClase termina aqui */

23. }/* Definicion de la clase MiClase termina aqui */







24. package paquete1;

25.


27. public class DeribadaDelMismoPaquete extends MiClase {

28. /* Constructor DeribadaDelMismoPaquete comienza aqui */

29. public DeribadaDelMismoPaquete() {


31. "Dentro del constructor de DeribadaDelMismoPaquete");

32.


34. "variableDePaquete = " + variableDePaquete);

35.

36. /* Las variables private son accesibles

37. * solo dentro de la misma clase */

38. // System.out.println(

39. // "variablePrivada = " + variablePrivada);

40.



43.



46. }/* Constructor DeribadaDelMismoPaquete termina aqui */47. }/* Definicion de la clase termina aqui */


49.


51. public class SinRelacionDelMismoPaquete {

52. /* Constructor SinRelacionDelMismoPaquete comienza aqui */

53. public SinRelacionDelMismoPaquete() {

54. MiClase mc = new MiClase();55. System.out.println(

56. "Dentro del constructor de " +

57. "SinRelacionDelMismoPaquete");

58.








60. "variableDePaquete = " + mc.variableDePaquete);

61.




65. // "variablePrivada = " + mc.variablePrivada);

66.


68. "variableProtegida = " + mc.variableProtegida);

69.


71. "variablePublica = " + mc.variablePublica);

72. }/* Constructor SinRelacionDelMismoPaquete termina aqui */



75.

76. import paquete1.*;

77.


79. public class DeribadaDeDiferentePaquete extends MiClase{

80. /* Constructor DeribadaDeDiferentePaquete comienza aqui */

81. public DeribadaDeDiferentePaquete() {

82. System.out.println(83. "Dentro del constructor de " +

84. "DeribadaDeDiferentePaquete");

85.

86. /* Las variables Package son accesibles solo dentro

87. * de la misma clase o dentro del mismo paquete */

88. //System.out.println(

89. // "variableDePaquete = " + variableDePaquete);

90.

91. /* Las variables private son accesibles92. * solo dentro de la misma clase */


94. // "variablePrivada = " + variablePrivada);

95.









98.



101. }/* Constructor DeribadaDeDiferentePaquete termina aqui

*/



104.

105. import paquete1.*;

106.


108. public class SinRelacionDeDiferentePaquete {

109. /* Constructor SinRelacionDeDiferentePaquete comienzaaqui*/

110. public SinRelacionDeDiferentePaquete() {

111. MiClase mc = new MiClase();


113. "Dentro del constructor de " +

114. "SinRelacionDeDiferentePaquete");

115.

116. /* Las variables Package son accesibles solo dentro

117. * de la misma clase o dentro del mismo paquete */


119. // "variableDePaquete = " + mc.variableDePaquete);

120.




124. // "variablePrivada = " + mc.variablePrivada);

125.

126. /* Las variables protected son accesibles dentro de

127. * la misma clase o dentro del mismo paquete o dentro

128. * de una la clase derivada */


130. // "variableProtegida = " + mc.variableProtegida);

131.








133. "variablePublica = " + mc.variablePublica);

134. }/* Constructor SinRelacionDeDiferentePaquete terminaaqui*/



137.

138. /* Definicion de la clase MainPaquete1 comienza aqui */

139. public class MainPaquete1 {



142. MiClase mc = new MiClase();

143. DeribadaDelMismoPaquete dmp =

144. new DeribadaDelMismoPaquete();145. SinRelacionDelMismoPaquete srm =

146. new SinRelacionDelMismoPaquete();


148. }/* Definicion de la clase MainPaquete1 termina aqui */


150.

151. /* Definicion de la clase MainPaquete2 comienza aqui */

152. public class MainPaquete2{153. /* El metodo main comienza aqui */


155. DeribadaDeDiferentePaquete ddp =

156. new DeribadaDeDiferentePaquete();

157. SinRelacionDeDiferentePaquete srd =

158. new SinRelacionDeDiferentePaquete();


160. }/* Definicion de la clase MainPaquete2 termina aqui */

El código Java termina aquí Al ejecutar el programa MainPaquete1.java se obtiene la siguiente salida:

Dentro del constructor de MiClase

variableDePaquete = 10

variablePrivada = 20







variableProtegida = 30

variablePublica = 40






Dentro del constructor de DeribadaDelMismoPaquete









Dentro del constructor de SinRelacionDelMismoPaquete




Al ejecutar el programa MainPquete2.java se obtiene la salida:

Dentro del constructor de MiClasevariableDePaquete = 10




Dentro del constructor de DeribadaDeDiferentePaquete




variableDePaquete = 10variablePrivada = 20



Dentro del constructor de SinRelacionDeDiferentePaquete








De esta salida se puede ver que el constructor de la clase MiClase se invoca cada vezque una clase intenta acceder a sus variables, sea una subclase o una clase norelacionada.

Fin del Ejemplo 7.1

Se va a discutir a continuación cómo usar las clases definidas en el mismo paquete.

6. Usar Miembros de PaquetesSólo los miembros públicos de un paquete son accesibles fuera del paquete en el queestán definidos. Para acceder a un miembro público del paquete desde fuera de supaquete, se debe seguir alguno de los siguientes pasos:

• Referirse al miembro por su nombre completamente calificado comocom.ibm.ils.examen.dominio, en vez de solo dominio

• Importar el miembro del paquete.

• Importar el paquete completo del miembro.

Cada uno de los procedimientos dados se ajusta a un tipo particular de situación.

Usualmente, las clases son referidas por sus nombres cortos, es decir, el nombreespecificado en su declaración. Estos nombres se pueden usar en situaciones donde laclase que se está usando está presente en el mismo paquete que la clase actual, o si elmiembro del paquete se ha importado.

Sin embargo, considere una situación donde se quiere usar un miembro perteneciente aun paquete diferente, que no ha sido importado. En tales situaciones, el nombre largodel miembro debe usarse.

Considere una situación en la que se quiere usar la clase LinkedList, pero sin haberimportado el paquete java.util.*. En ese caso, se tiene que usar el nombre largo dela clase LinkedList, como se muestra a continuación:

java.util.LinkedList ll = new java.util.LinkedList();

A pesar de que los nombres largos hacen a un programa más difícil de leer y escribir.Se puede solventar, a través del siguiente enfoque que se va a considerar donde seimportan todas las clases definidas en un paquete en particular.

6.1 Importar un Paquete

Las clases estándar se almacenan en paquetes con nombres, ninguna clase estándarexiste en el paquete por defecto. Si se quiere invocar a las clases con sus nombres depaquetes, se tiene que ingresar el nombre largo para cada clase. Para evitar esto, Javatiene la sentencia import, con lo que se puede referenciar ciertas clases, o inclusivepaquetes enteros.







Una vez que la clase es importada, puede ser referida directamente por su nombre.Debe tenerse en cuenta, sin embargo, que la sentencia import no es obligatoria parael programador, es un método conveniente de programación.

En un archivo fuente de Java, la instrucción import viene inmediatamente después dela instrucción package, y antes de cualquier definición de clase. A continuación se da laforma general de la instrucción import:

import paquete1[.paquete2].(nombreClase/*);

Aquí, paquete1 es el nombre del paquete de más alto nivel y paquete2, es unpaquete subordinado dentro del paquete externo. La jerarquía de paquetes no tiene unlímite de profundidad en la práctica, más que el que impone el sistema de archivos.Después de paquete2, un nombre de clase explícito o (*) se especifica. Esto indicaque el compilador Java debe importar la clase especificada o el paquete completo.Puede usarse en cualquiera de las siguientes formas, como se muestra a continuación:

import java.util.Random;

oimport java.util.*;

En Java 5.0, se puede importar tanto las variables estáticas como los métodos estáticosque posee una clase. Esto nos ahorra colocar como prefijo el nombre de la clase queposee la variable o método estático. A continuación, se presenta un ejemplo.

Ejemplo 7.2

El siguiente programa ilustra el uso del import estático.


1. import static java.lang.Math.*;2.

3. /* Definicion de la clase Principal comienza aqui */

4. public class Principal {



7. System.out.print("PI(");

8. System.out.print(PI);

9. System.out.print(") elevado a la 2 es: ");

10. System.out.println(pow(PI, 2));11. }/* El metodo main termina aqui */

12. }/* Definicion de la clase Principal termina aqui */

La salida del código anterior es esta:

PI(3.141592653589793) elevado a la 2 es: 9.869604401089358








Se puede ver que no fue necesario colocar la clase Math para hacer uso de la variableestática PI y del método estático pow.

Fin del Ejemplo 7.2

Un punto importante a tener en cuenta es que el uso del método asterisco import

java.util.* puede incrementar el tiempo de compilación, a pesar de que no afectaen ninguna forma el rendimiento en tiempo de ejecución o el tamaño de la clase. Estoes especialmente cierto si el usuario tiene que importar grandes paquetes. Por lo tanto,puede ser mejor nombrar las clases a ser usadas en vez de importar paquetescompletos.

Considere que se quiere usar las clases Vector y Random del paquete java.util.Como se discutió no será eficiente importar todas las clases del paquete java.util.En vez de eso, se pueden importar sólo las clases Vector y Random del paquetejava.util, como se muestra a continuación:

import java.util.Vector;

import java.util.Random;

Todas las clases estándar incluidas en Java son guardadas en un paquete llamadojava. Las funciones básicas del lenguaje son guardadas en otro paquete llamadojava.lang. Usualmente, cada paquete/clase a ser usado tiene que ser importado,pero el compilador implícitamente importa java.lang para todos los programas. Estoes porque los programas Java, no pueden ejecutarse sin la funcionalidad dejava.lang.

El formato general para importar java.lang se da a continuación:

import java.lang.*

Asuma que se quiere importar una clase cuyo nombre es el mismo que otra, existenteen un paquete diferente. Considere el caso de la clase Date que está disponible enjava.util y java.sql. Cuando las clases Date definidas en los dos paquetes seusa dentro del mismo programa, ocurre un conflicto de nombres. El compilador Java seconfunde entre las dos clases. Para evitar esto, hay que referirse a estas dos clases através de sus nombres completamente calificados, especificando también la jerarquíadel paquete, como sigue:

java.util.Date

java.sql.DateObserve el Ejemplo 7.3 para ver como el nombre del paquete se usa junto con elnombre de la clase durante la creación de una instancia de la clase.

Ejemplo 7.3







Se usaran clases contenidas en diferentes paquetes para ilustrar lo que se discutióanteriormente.



2. 3. /* Definicion de la clase A comienza aqui */

4. public class A {

5. String mensaje = "Clase en paquete1";

6. public A() {

7. System.out.println("Mensaje: " + mensaje);

8. }

9. }/* Definicion de la clase A termina aqui */

10. package paquete2;11.

12. /* Definicion de la clase B comienza aqui */

13. public class B {

14. String mensaje = "Clase en paquete2";

15. public B() {

16. System.out.println("Mensaje: " + mensaje);

17. }

18. }/* Definicion de la clase B termina aqui */


20.

21. import paquete1.A;

22.

23. /* Definicion de la clase Principal comienza aqui */

24. public class Principal {



27. /* Uso del nombre largo de la clase B */

28. paquete2.B objPaquete2 = new paquete2.B();

29. /* Uso del nombre de la clase A sin su paquete */

30. A objA = new A();


32. }/* Definicion de la clase Principal termina aqui */








Se puede ver del programa anterior en la línea 3 de la clase Principal la sentenciaimport paquete1.A;, esto permite luego en la línea 9 usar el solo el nombre de laclase para acceder a ella. Por otro lado, a pesar de que no hay una sentencia import para la clase B del paquete paquete2, en la línea 10 se puede acceder a esta claseusando su nombre largo paquete2.B.

Fin del Ejemplo 7.3

A continuación se discute el empaquetado de paquetes que permite preservar laestructura de paquetes. El empaquetamiento de paquetes es útil durante el despliegue.

7. Agrupar PaquetesLas clases Java se almacenan en paquetes en aplicaciones de tiempo real, estospaquetes usan una estructura de árbol de directorios cuando son instalados. Es difícil

almacenar y manejar esta estructura de árbol del directorio de árbol debido a losaspectos de almacenamiento y rendimiento a considerar. Por esto, la estructura deárbol de directorios se almacena dentro de un archivo plano que preserva la estructuradel directorio. Los cargadores de clase, en el momento de cargar las clasesempaquetadas, extraen la estructura de árbol del directorio desde el archivo plano.

El empaquetado (archives) es ventajoso porque permite reducir los tiempos de carga delas clases. Comprimen las clases y por tanto ocupan menos memoria; adicionalmentepermite tener una unidad pequeña y sencilla para el despliegue (un único archivo deempaquetado).

El empaquetado que soporta la mayoría de los ambientes de desarrollo Java es el JAR.

La mayoría de las características de los JAR son similares a las de los archivos TARusados en UNIX. JAR comprime los datos usando un formato ZIP, que pueden servisualizados usando WinZip.

El cargador de clases de Java sabe como buscar otros dos tipos de empaquetadosarchivos zip y cab. Pkzip, Winzip y otros programas crean archivos zip. Los archivos cabson creados con el utilitario de Microsoft MAKECAB. cab es un acrónimo para archivoscabinet, estos archivos se usan normalmente cuando se trabaja con la implementaciónJava de Microsoft, JView.

A continuación se discute cómo el paquete es desplegado.

8. Despliegue de PaquetesUn paquete puede ser desplegado como una única unidad. Se puede tambiénempaquetar varios paquetes y desplegarlos juntos. Si un paquete tiene miembrosinterdependientes con otros paquetes, entonces éstos miembros interdependientesdeben ser desplegados juntos.







Si una aplicación la componen varios paquetes, la aplicación o el servidor deaplicaciones actuará como un objetivo para el despliegue. Los objetivos para eldespliegue pueden referirse a cualquier directorio o empaquetado para localizarmiembros de un paquete.

El cargador de clases de la aplicación especifica los miembros de paquetes a través de

un classpath. Se puede especificar el classpath mediante una variable deambiente (environment). Las Figuras 7.7 y 7.8 muestran como definir el classpath usando una variable de ambiente.

Figura 7.7: La Caja de Diálogo de Propiedades de Sistema en Windows 2000







Figura 7.8: Definición del classpath Usando la Variable de Ambiente

Bajo ambiente Linux, se procede a crear la variable de ambiente de la siguiente forma:

•

Edite el archivo ~/.bash_profile, donde ~ significa la ruta al directorio home del usuario. Ejemplo: /home/estudiante1

• En el archivo agregamos la siguiente línea.

export CLASSPATH=ruta1:ruta2

Donde ruta1 y ruta2, se sustituyen por las rutas específicas de los paquetes que sedeseen incluir. Nótese que cada ruta esta separada por el carácter :

También se puede especificar el classpath usando las opciones –cp o –classpath,como sigue:

java –cp c:\ilscs01\lib com.ibm.ils.prueba.EjecutarExamen

Esto ejecutará el método main de la clase EjecutarExamen en el paquetecom.ibm.ils.prueba. El cargador de la clase buscará el paquete enc:\ilscs01\lib.







Existen varios tipos de despliegue que una aplicación Java puede usar. El tipo dedespliegue puede ser un subárbol de directorio, un jar o un zip. Los archivos declase (.class) pueden existir en el directorio, o como un archivo zip o como un archivoJAR. Las tres opciones se pueden usar en la misma aplicación Java y no necesitanestar en el mismo directorio, siempre que estén disponibles en el classpath.

Se ha introducido el término classpath. Se va a aprender qué son y qué hacen en lapróxima sección.

8.1 ¿Qué es el classpath?

Un classpath almacena la ubicación particular que será usada por Java como la raízde la jerarquía de paquetes. Aunque los paquetes resuelven problemas desde el puntode vista de control de acceso y conflictos de nombres, también crean dificultades alcompilar y ejecutar programas.

Usualmente los programadores mantienen todas las clases en el paquete por defecto(sin nombre). Esto les permite compilar el código fuente y luego ejecutar el intérprete deJava usando el nombre de la clase en la línea de comandos. El paquete por defecto sehace corresponder con la carpeta física que está en el directorio actual de trabajo

Esto es factible debido a que el directorio actual de trabajo, por defecto (.), estáusualmente en la variable de entorno classpath, que es definida por defecto por elsistema de tiempo de ejecución de Java. No sucede lo mismo con paquetes.

Asuma que un programador crea una clase llamada MiClase en el paquetemiDirectorio. Idealmente, la estructura de directorios debe coincidir con el nombredel paquete. Por lo tanto, el programador crea un directorio llamado miDirectorio bajo el directorio actual, para guardar el archivo MiClase.java en él. Luego compila

MiClase.java después de hacer a miDirectorio su directorio actual.MiClase.class está ahora guardado en miDirectorio. Ahora, cuando se ejecutaMiClase, se muestra el siguiente mensaje de error:

Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: MiClase (wrong name:miDirectorio/MiClase).

Esto ocurre porque la clase ahora está almacenada en un paquete llamadomiDirectorio, y ya no puede ser llamada simplemente MiClase.

En vez de eso, tiene que ser referida nombrando su jerarquía de paquetes, es decir,

como miDirectorio.MiClase. Sin embargo, aún esto mostrará un mensaje de error:Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError:miDirectorio/MiClase.

La razón para esto estriba en la definición de la variable classpath del sistema delprogramador. El classpath, como se sabe, establece el tope de la jerarquía de clase.







En este caso, no existe un directorio llamado miDirectorio en el directorio actual detrabajo debido a que el directorio actual del programador es miDirectorio.

Ante esta coyuntura, el programador puede hacer una de dos cosas: ya sea añadir eltope de su jerarquía de clases de desarrollo a la variable classpath. Por ejemplo, simiDirectorio es un subdirectorio de C:\Java\Ejemplos, entoncesC:\Java\Ejemplos se debe añadir a la variable classpath. El otro método escambiar de directorio, subiendo un nivel, y luego usar java miDirectorio.MiClase o java miDirectorio/MiClase en la línea de comandos para ejecutar el programa.Esto le permite al programador usar java miDirectorio.MiClase sin importar elvalor de la variable de ambiente.

Observe el Ejemplo 7.4.

Ejemplo 7.4

El siguiente programa ilustra los conceptos involucrados en torno al usar paquetes en

Java.El código Java comienza aquí...

1. package inversiones;

2.

3. /* Definicion de la clase Interes comienza aqui */

4. class Interes {

5. /* El metodo calcularInteres comienza aqui */

6. float calcularInteres(

7. float principio,

8. float anos,9. float tarifa) {

10.

11. return (float) principio * anos * tarifa / 100;

12. }/* El metodo calcularInteres termina aqui */

13. }/* Definicion de la clase Interes termina aqui */

14. package inversiones;

15.

16. /* Definicion de la clase Inversionista comienza aqui */17. public class Inversionista {



20. float p, a, t, si;

21. p = (float) (Math.random() * 100000);







22. a = (float) (Math.random() * 10);

23. t = (float) (Math.random() * 20);

24.

25. Interes in = new Interes();

26. si = in.calcularInteres(p, a, t);

27.

28. System.out.println("Principio: " + p);

29. System.out.println("Numero de anos: " + a);

30. System.out.println("Tarifa de interes: " + t);

31. System.out.println("Interes simple: " + si);


33. }/* Definicion de la clase Inversionista termina aqui */


El programa anterior calcula el interés simple cuando se da el monto principal, elnúmero de años de inversión y la tasa de interés. El método random() disponible en laclase Math del paquete java.lang se usa para generar números aleatorios. Se debeimportar el paquete java.lang al inicio del programa para poder acceder a la claseMath disponible en el paquete. Sin embargo, el compilador de Java importaimplícitamente el paquete java.lang en tiempo de compilación de cualquier programaJava. Por lo tanto, no se necesita importar el paquete java.lang para que el programatrabaje.

Ahora se compila y ejecuta el programa para ver cómo trabaja. Después de escribir elprograma, se tiene que guardar en un directorio llamado inversiones, que es creadocomo un subdirectorio del directorio actual. Luego se puede compilar el programa dedos formas. Se puede compilar el programa desde el directorio inversiones comosigue:

javac Inversionista.java

Otra forma, es compilarlo desde un directorio un nivel superior al directorioinvestments como sigue:

javac inversiones/Inversionista.java

Después que el programa es compilado exitosamente, se debe ir un nivel superior deldirectorio inversiones para ejecutar el programa y dar el siguiente comando en lalínea de comandos.

java inversiones/Inversionista

o

java inversiones.Inversionista







No se puede ejecutar el programa desde el mismo directorio inversiones. Se debe irun nivel superior y luego ejecutar el programa. La compilación puede hacerse desdecualquier directorio. La salida del programa anterior puede ser como sigue(dependiendo de los números aleatorios que son generados):

Principio: 35830.254

Numero de anos: 3.349063Tarifa de interes: 4.558226

Interes simple: 5469.77

Fin del Ejemplo 7.4

Ahora, observe algunos paquetes comúnmente usados en programas Java.

9. Paquetes Incorporados en Java Usados ComúnmenteEn esta sección se presenta una visión general de los paquetes que son ampliamente

usados en Java.

9.1 java.awt

Se pueden usar las clases que están disponibles en el paquete java.awt para diseñarinterfaces de usuario para aplicaciones, son también útiles cuando se usan gráficos eimágenes en las aplicaciones.

9.2 java.applet

Las clases disponibles en el paquete java.applet definen las características de losapplets de Java y permite que se programen. Estas clases también permiten que un

applet se comunique con su contexto de applet. El contexto del applet es la aplicaciónque carga y corre el applet. El marco de trabajo de applets comprende el applet y elcontexto del applet.

9.3 java.beans

Los componentes Java beans son reutilizables y ampliamente usados en aplicaciones yapplets Java. Para el desarrollo y ejecución de estos componentes reutilizables sedeben usar las clases disponibles en el paquete java.beans.

9.4 java.io

Se puede obtener entrada del usuario del teclado usando flujos de entrada,adicionalmente se puede enviar la salida al monitor usando flujos de salida. Estos flujostambién son útiles durante la serialización y la deserealización de objetos, así comocuando se lee de o se escribe a un archivo. Las clases en java.io definen losdiferentes flujos de entrada y salida usados para las funciones descritas anteriormente.







9.5 java.lang

El paquete java.lang tiene las clases que proveen la funcionalidad básica de Java.Este paquete tiene la clase Object, que es la superclase de todas las otras clases enJava. Algunos métodos en esta clase proveen implementaciones estándares dealgoritmos para equals(), hashCode(), y toString(). Este paquete también tienela clase Math, que proporciona la implementación estándar para muchas funcionesmatemáticas útiles como: raíz cuadrada, exponente, seno, coseno, tangente, etc. Lasclases String y StringBuffer de este paquete tienen varias operaciones quepueden realizarse sobre cadenas de caracteres.

Puede haber situaciones cuando los tipos de datos primitivos como integer, float,double, etc. se necesitan en la forma de objeto, para esto se tiene las clasesenvolventes (wrapper), que tienen un campo para almacenar el valor del tipo de datoprimitivo.

Este paquete tiene la clase Throwable, que es la raíz de todas las clases de errores y

excepciones. Este paquete tiene también muchas clases que permiten realizaroperaciones de sistema, como aplicar las políticas de seguridad, crear procesosexternos, etc.

9.6 java.util

Este paquete tiene esencialmente varias clases utilitarias que hacen el esfuerzo de laprogramación más simple; tiene clases que soportan el modelo de evento, que se usaen las interfaces de usuario de las aplicaciones. También tiene el marco de trabajoCollections, que permite manejar una colección (grupo) de objetos. Algunas de lasclases utilitarias disponibles en el paquete java.util permiten generar númerosaleatorios, buscar la fecha y hora local de acuerdo a la región de la fecha y hora del

sistema, etc. Provee la clase Vector que almacena una colección de referencias aobjetos, puede variar en tamaño y contener objetos de diferentes tipos.

9.7 java.math

El paquete math en Java contiene clases que nos ayudan a trabajar con aritméticasobre números enteros y decimales de precisión arbitraria. Provee dos clasesBigInteger para enteros y BigDecimal para números decimales.

9.8 java.text

Este paquete contiene clases para manipular texto, fechas, números y mensajes. Las

clases están diseñadas para trabajar independientemente del lenguaje natural usado.Algunas de las clases provistas en este paquete son: Annotation, DateFormat,NumberFormat, MessageFormat, etc. También proporciona dos interfaces querealizan recorridos sobre datos textos.







9.9 java.net

Este paquete tiene varias clases que permiten construir aplicaciones en red. Usando lasclases Socket y ServerSocket se pueden implementar un sistema cliente/servidor.Se pueden desarrollar aplicaciones para que un cliente se comunique con cualquierservidor disponible en la Internet. También, se pueden desarrollador aplicaciones paraun servidor y host en la Internet. La clase URL y otras clases relacionadas permitenenviar datos a un URL así como recibir datos fácilmente.

9.10 java.rmi

La Invocación a Métodos Remota (Remote Method Invocation RMI) permite a un objetoejecutándose en una JVM invocar a un método de otro objeto (objeto remoto) que seestá ejecutando en una JVM diferente.







Resumen


• Definir y crear un paquete.

•

Explicar cómo los paquetes se representan en el sistema de archivos.• Discutir acerca de protección de acceso en paquetes.

• Describir los miembros del paquete.

• Discutir cómo importar paquetes.

• Explicar las variables classpath y describir su uso.

• Explicar los paquetes incorporados más usados en Java.







Unidad 7: Examen de Autoevaluación1) Se pueden tener dos clases con el mismo nombre en dos paquetes diferentes en

Java.

a) Verdadero

b) Falso

2) Se puede usar el mismo nombre de paquete para diferentes definiciones de clasesen diferentes archivos.

a) Verdadero

b) Falso

3) ¿Cuáles de las siguientes sentencias son verdaderas acerca de la instrucciónpackage?

a) Debe ser la primera instrucción declarada en un archivo fuente Java.

b) Debe ir después de las instrucciones import.

c) Se termina con un punto y coma.

d) Asegura que todas las clases definidas en el archivo fuente pertenecen alpaquete.

4) Un programa Java tiene la siguiente instrucción:package p1.p2.p3.C;

¿Cuál de las siguientes es verdadera acerca de la instrucción?

a) C es el nombre del paquete, y el resto son simplemente nombres dedirectorios

b) C es el nombre de la clase, y p1.p2.p3 es el nombre del paquete

c) p1.p2.p3.C es el nombre del paquete

d) p1 es el nombre del directorio, y p2.p3.C es el nombre del paquete

5) Cuando no se especifica el paquete en un archivo fuente, la clase se almacena en _____________.

a) El paquete java.nombre

b) Un paquete con el mismo nombre que el directorio actual

c) El paquete por defecto (Default package)d) Ninguna de las anteriores







6) Suponga que existe un programa llamado MiClase.java en un paquete llamadomiPaquete, se puede ejecutar el programa desde el directorio miPaquete.

a) Verdadero

b) Falso

7) ¿Cuál de los siguientes paquetes es importado implícitamente por el compilador deJava para cualquier programa Java?

a) java.awt

b) java.lang

c) java.rmi

d) java.net

8) ¿Para cuál de los siguientes será visible un miembro sin especificación de accesoexplícito en la definición de su clase?

a) Subclases en otro paqueteb) Clases en el mismo paquete

c) Ambas

9) Si se tiene una clase sin ningún modificador para especificar su acceso, ¿cuál delos siguientes niveles de acceso se asume que tiene?

a) public

b) protected

c) package

d) private

10) ¿Cuál de las siguientes instrucciones se pueden usar para crear un objeto de laclase Float que está en el paquete java.lang, sin importar el paquetejava.lang?

a) k=new lang.Float()

b) Float f = new Float()

c) Float f= new java.lang.Float()

d) k= new java.lang.Float;




Respuestas a la Unidad 7: Examen de Autoevaluación1) a

2) a

3) a, c y d

4) b5) c

6) b

7) b

8) b

9) c

10) b y c

libro i. ibm

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