paradigmas de programación
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Paradigmas de Programación
Algorítmica 201
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Programación Estructurada
• Programación estructurada: – consiste en un conjunto de reglas para escribir programas de tal
manera que sean legibles y fáciles de modificar.
• Reglas a seguir para la programación estructurada:a) Características de algoritmos estructurados
b) ¿Cómo construir un algoritmo estructurado?
c) Estructuras algorítmicas estructuradas
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a) Características de un algoritmo estructurado
• Finito: El algoritmo debe tener un número finito de pasos.
• Eficientes: Deben ocupar la mínima memoria y minimizar el tiempo de ejecución.
• Legibles: El texto que lo describe debe ser claro, de forma que permita entenderlo y leerlo fácilmente.
• Modificables: Estarán diseñados de modo que sus posteriores modificaciones sean fáciles de realizar, incluso por programadores diferentes a sus propios autores.
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Características de un algoritmo estructurado
• Modulares: – La filosofía utilizada para su diseño debe favorecer la división del
problema en módulos pequeños.
• Único punto de entrada, único punto de salida: – A los algoritmos y a los módulos que lo integran, se entra por un solo
punto (inicio) y se sale por un solo punto (fin)
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b) ¿Cómo construir algoritmos estructurados?
– Definición y análisis del problema: datos de entrada y salida (resultados)
– Aplicar la técnica de: “divide y vencerás”, que consiste en descomponer el problema en subproblemas más sencillos
– Resolución de los subproblemas: realización de los algoritmos correspondientes a los subproblemas
– Depurar (prueba de validez) el algoritmo resultante
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c)Estructuras algorítmicas o de control
• Secuenciales: cada acción se realiza una sola vez y en un determinado orden
• Condicionales (selectivas): permiten seleccionar una acción a realizar entre varias alternativas
• Iterativas (repetitivas): una determinada acción se realiza más de una vez
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Ejemplo
• Calcular la media de una serie de números positivos, suponiendo que los datos se leen desde un terminal.
• Un valor de cero —como entrada— indicará que se ha alcanzado el final de la serie de números positivos.
• El primer paso a dar en el desarrollo del algoritmo es descomponer el problema en una serie de pasos secuenciales.
• Para calcular una media se necesita sumar y contar los valores. Por consiguiente, el algoritmo en forma descriptiva sería
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• algoritmo media• inicio• variables• entero: n, c, s;• real: media;• C← 0;• S←0;• Hacer• leer(N)• Si N <> 0 Entonces• S←S+N;• C←C+1;• fin si• Mientras N <>0• si C>0 entonces• media ← S/C• escribe(media)• sino• escribe('no datos')• fin si• fin
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Paradigma Orientado a Objetos
• La programación orientada a objetos aporta un nuevo enfoque a los retos que se plantean en la programación estructurada cuando los problemas a resolver son complejos. Al contrario que la programación procedimental que enfatiza en los algoritmos, la POO enfatiza en los datos. En lugar de intentar ajustar un problema al enfoque procedimental de un lenguaje, POO intenta ajustar el lenguaje al problema.
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• Los lenguajes orientados combinan en una única unidad o módulo, tanto los datos como las funciones que operan sobre esos datos. Tal unidad se llama objeto. Si se desea modificar los datos de un objeto, hay que realizarlo mediante
• las funciones miembro del objeto. Ninguna otra función puede acceder a los datos. Esto simplifica la escritura, depuración y mantenimiento del programa.
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Principios Básicos de Orientación a Objetos
Orientación a ObjetosA
bst
racc
ión
Jera
rquía
Modula
ridad
Poli
morf
ism
o
Enca
psu
laci
ón
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¿Qué es Abstracción?
• Es el proceso de capturar los detalles fundamentales de un objeto mientras se suprimen o ignoran otros detalles.
– • Se enfatizan características comunes que interesan
– • Se ignoran otras características
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La Abstracción Minimiza la Complejidad
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¿Qué es Encapsulación?
• Es la capacidad de esconder los detalles de como funciona un objeto (la implementación), detrás de una interface
– • Solo se necesita conocer la interface para poder usar el objeto
– • El usuario no se ve afectado si se cambia o mejora el funcionamiento interno del objeto, mientras se mantenga la interface
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Sens3 => Vol++
=> DAC31.out=2.1
=> Amp27.gain=1.3
=> OSD, Pref, ...
Sens => VolUp =>
=> Settings.vol++
=> DAC23.out=0.7
=> Amp02.gain=1.7
=> OSD, Pref, ...
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¿Que es Polimorfismo?
Es la habilidad de esconder diferentes implementaciones tras una sola interface
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• Ejemplo2: Operación “Abrir”
Permite al analista hablar el lenguaje del cliente.
Evita asignar identificadores artificiosos para distinguir las
operaciones.
Contribuye a la reutilización de código.
Puerta PlazoPuertoCuenta
Abrir()Abrir() Abrir()Abrir()
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¿Qué es Modularidad?
• Es la capacidad de particionar algo complejo y difícil de manejar, en partes más sencillas y fáciles de manejar
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¿Qué es Jerarquía?
• La capacidad de manejar niveles de abstracción
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¿Qué es Herencia?
• Es la capacidad de los elementos de una jerarquía, de transmitir sus características desde los niveles mas abstractos a los más concretos
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Herencia
• Uno puede hacer representaciones generales de un objeto y después relacionarlas con otros objetos, para que cada uno tenga características mas especificas
• Estas son las relaciones que puede tener un objeto
Animal
Mamífero
Canino
Firulais
Lassie
Felino
Garfield
Felix
Ovíparo
Reptil
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Otro ejemplo de herencia:
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¿Qué es un Objeto?
Informalmente, un objeto representa a una entidad, ya sea física, conceptual o software
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Una definición más formal
• Un objeto es un concepto, abstracción o cosa con fronteras definidas y con sentido para una aplicación
• Un objeto es algo que tiene:– Estado
– Comportamiento
– Identidad
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Un Objeto tiene Estado
• El estado de un objeto es una de las posibles condiciones en que un objeto puede existir
• El estado de un objeto normalmente cambia con el tiempo
• El estado de un objeto es usualmente implementado por un conjunto de propiedades llamadas atributos, mas los enlaces que el objeto pueda tener con otros objetos
• El estado lo establecen los valores de los atributos
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Un objeto tiene comportamiento
• El comportamiento determina como un objeto actúa y reacciona.
• El comportamiento define la manera en la que un objeto responde a las peticiones de otros objetos.
• El comportamiento visible de un objeto se modela con un conjunto de mensajes a los que el puede responder
• Los mensajes se implementan como las operaciones del objeto.
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Un objeto tiene identidad
• Cada objeto tiene una identidad única, aun si su estado en un momento dado, es idéntico al de otros objetos
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Ejemplo:
• Objeto: Televisor Atributos: Pantalla, Antena, Color, Marca, Bocina, Sintonizador. Comportamiento (métodos): Encender, Apagar, Cambiar canal Estado de un atributo: Marca=sony. El estado es la asignación de un valor a un atributo.
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¿Qué son Clases?
Cuando se han identificado muchos objetos en un dominio, decimos que una clase es una abstracción que describe un grupo de objetos que tienen:– • propiedades en común (atributos)– • comportamiento en común (operaciones)– • relaciones comunes con otros objetos (asociaciones)– • semántica en común (descripción breve)
• Una clase es una abstracción porque:– • enfatiza características relevantes al sistema– • suprime otras características
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Clase Carro
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La Relación entre Clases y Objetos
• Una clase en una definición abstracta de un objeto
– Define la estructura y comportamiento de cada objeto en la clase
– Sirve como una plantilla para crear objetos
• Un objeto es una instancia concreta de una clase
– • Los objetos pueden agruparse en clases
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Clases y Objetos
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Vehículo
Punto
Figura
Animal
(1,3)
(2,2)
(2,1)
(5,2.5)
Platero:Animal
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Ejercicio
• Identifique los elementos de la siguiente lista, indicando cuales son objetos y cuales son clases. En el caso de los objetos, indicar cual sería la clase a la que pertenecen.
• Contestador telefónico de Mario• Caja de Ahorro• Servidor FTP• Misil nuclear• Botón de llamado al ascensor• Máquina de Fax del Depto. de Ventas• Vehículo Espacial Ariadne• Apollo XIII• Fondo de contingencia de la compañía• Lanzador espacial Columbus• Teléfono rojo de la oficina oval de la Casa Blanca• Registro de Impuestos Federales
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Ejercicio 2
• En la siguiente lista, identificar cuales son atributos y cuales son clases. Intente asociar los atributos con las clases a las que podrían pertenecer.
• Autopista• Nombre• Población• Número• Paciente• Tratamiento• Cantidad adeudada• Enfermedad• Período orbital• País• Coordenadas• Ultima Fecha de paso• Satélite
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Otro ejemplo:
• Clase Objetos
• Niño Alejandro
• Mamá Gloria
• Papá Alexis
Responsabilidades
• Nombre
• Edad
• Juguetes
• Cepillarse los dientes
• Avisar que tiene sueño
• Nombre
• Dormir al niño
• Nombre
• Arrancar el carro
• Leer el periódico
• Cuidar a los niños
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RB - 2004 46
Actividades:1. Identifique una clase que agrupe todos estos objetos2. Agrupe diversos objetos en distintas clases
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RB - 2004 47
Representando un objeto
María
EdadDirecciónAmigo
Bailar()PedirAJorgeQueBaile()Saltar()Caminar()MoverMiCabeza()MoverMisBrazosMoverMiCintura
......
Nombre:
Atributos:
Acciones:
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RB - 2004 48
Representando una clase
Persona
EdadDirecciónAmigo
Bailar()PedirA_un_amigoQueBaile()Saltar()Caminar()MoverCabeza()MoverBrazosMoverCintura......
Nombre:
Atributos:
Acciones:
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Métodos
• Los métodos de una clase son funciones óprocedimientos propios de la clase que pueden teneracceso a los atributos de la misma para realizar lasoperaciones para los que son programados.
• Cada método recibe ciertos parámetros y retorna su resultado en un dato de cierto tipo, dependiendo de estos parámetros que recibe el método y el tipo del dato que retorna, podemos tener métodos con el mismo nombre y serán diferenciados por el tipo de sus parámetros (polimorfismo).
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• Los parámetros o argumentos son una forma deintercambiar información con el método. Pueden servirpara introducir datos para ejecutar el método (entrada)o para obtener o modificar datos tras su ejecución(salida).
• En <tipo retorno dato> se indica cuál es el tipo de dato del objeto que el método devuelve, y si no devuelve ninguno se ha de escribir void en su lugar.
• Como nombre del método se puede poner en <nombreMétodo> cualquier identificador válido.
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Definición de métodos en Pseudocódigo
• Nombre_Método (parámetros): Tipo retorno dato
• Cuerpo del método
• Ejemplo:
• Método calcularFactorial (numero : entero) : entero • Declaraciones Variables • fac, i, numero:Entero• Fac<-1;• Para i<- 1 hasta numero hacer • fac = fac * i • FinFor• retornar fac• Fin Método calcularFactorial
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Funciones en el paradigma estructurado
• Nombre_funcion (lista_parametros): tipo de dato retorno
• Inicio
• declaración de variables.
• sentencias;
• ;
• ;
• regresa valor o expresión;
• Fin
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Ejemplo
• CalcularFactorial(numero : entero) : entero• Inicio• Declaraciones Variables • fac, i, numero:Entero• Fac<-1;• Para i<- 1 hasta numero hacer • fac = fac * i • FinFor• retornar fac• Fin calcularFactorial
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Los lenguajes de programación estructurada:
• Están orientados a acciones.
• La unidad de programación es la función.
La programación orientada a objetos:
• Encapsula datos (atributos) y métodos (comportamiento) en
objetos que están relacionados entre sí.
• La unidad de programación es la clase.
Programación Orientada a Objetos vs
Programación Estructurado