PDF de programación - TEMA 3 Herencia (2ª parte)

Programación Orientada a Objetos

TEMA 3

Herencia
(2ª parte)

Facultad de Informática
Universidad de Murcia

Índice
1.- Introducción
2.- Adaptaciones del lenguaje:

- Redefinición vs. Renombramiento
- Cambios en el nivel de visibilidad

3.- Herencia y creación
4.- Polimorfismo y ligadura dinámica
5.- Genericidad

- Estructuras de datos polimórficas
- Genericidad restringida

6.- Clases abstractas/diferidas

2

•1

1.-Introducción

• La herencia es un mecanismo que posibilita la
definición de una clase a partir de otra dando soporte
para
relaciones de
especialización o generalización existentes entre las
clases.

registrar y utilizar

las

• La herencia organiza las clases en una estructura

jerárquica que puede tener o no una clase raíz:
– Java:
– Eiffel:
– C++:
– C#:

clase Object
clase ANY
no existe una clase raíz
clase System.Object

Tema4: Herencia

1.- Introducción

• Terminología:
– B hereda de A
– Java:

• B es subclase de A
• A es superclase de B

– Eiffel:

• B es descendiente de A
• A es un ascendiente de B

– C++:

• B es una clase derivada de A
• A es la clase base de B

– C#:

• B es la clase hija de A
• A es la clase padre o clase base de B

Tema4: Herencia

3

4

•2

2.- Adaptaciones del lenguaje

• Cuando una clase B hereda de una clase A:

– B puede añadir nuevos atributos
– B puede añadir nuevos métodos
– B puede redefinir los métodos de A

• Refinamiento vs. Reemplazo

– B puede renombrar los métodos de A
– B puede implementar métodos abstractos de A
– B puede cambiar el nivel de visibilidad de los

atributos y métodos heredados

• Las adaptaciones dependen del lenguaje

Tema4: Herencia

Adaptaciones en Eiffel

• Renombramiento:

– Cambiamos el nombre de la característica
– Es un mecanismo sintáctico
– Cláusula rename
– Utilidad:

• Solucionar las colisiones de nombres
• Proporcionar nombres más adecuados

• Redefinición:

– Cambiamos la versión de la característica
– Es un mecanismo semántico
– Cláusula redefine
– Utilidad:

• Refinamiento
• Reemplazo

Tema4: Herencia

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6

•3

Ejemplo renombramiento

class Pila

inherit Array

rename

put as array_put,
remove as array_remove,
end

....

end

Tema4: Herencia

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Renombrar & Redefinir

• Una característica con nombre final f en la clase C
podrá tener un nombre original g distinto en la clase
origen A dónde se introdujo inicialmente.

• Cada característica f de una clase C tiene un nombre

final en C, que se define según
– Si f es inmediato:

nombre final = nombre original

– Si f es heredado de A y no se renombra:

nombre final = nombre final en A

– Si f es heredado de A y se renombra

nombre final = “nuevo nombre”

Tema4: Herencia

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•4

Combinar redefinir y renombrar

B {fα,gδ,hφ}

C {nfβ, gγ, hφ}

class C inherit

B

rename f as nf
redefine g, nf

end;
feature

nf is do .. end;
g is do .. end;

...
end

-- debe ir antes de redefine

Clase
donde
está

Clase
origen

Nombre

final

Nombre
original Versión

B

B

B

C

C

C

B

B

B

B

B

B

f

g

h

nf

g

h

f

g

h

f

g

h

α

δ

φ

β

γ

φ

* Ejercicio 1:
{fα}

A

rename f as g

B

{gα}
* Ejercicio 2:
{fα}

A

rename f as g
redefine g

B

{gβ}

Tema4: Herencia

oa: A; ob: B

!!ob
oa:= ob
oa.f
oa.g
ob.f
ob.g

-- {α}
-- {error t.c.}
-- {error t.c.}
-- {α}

oa: A; ob: B

!!ob
oa:= ob
oa.f
oa.g
ob.f
ob.g

-- {β}
-- {error t.c.}
-- {error t.c.}
-- {β}

10

•5

* Ejercicio 3:

B

{fα, gβ}

rename f as h
redefine h

C

{hδ, iγ }

-- se ejecuta α
-- se ejecuta β

ob: B; oc: C
!!ob;
ob.f ()
ob.g()
ob:= oc
ob.f ()
ob.i ()
oc.h () -- se ejecuta δ
oc.f ()

-- se ejecuta δ
-- error en compilación

-- error en compilación

Clase
B

B

C

C

C

Nombre final

Nombre original Versión Clase Origen

f

g

h

g

i

f

g

f

g

i

α

β

δ

β

γ

B

B

B

B

C

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Ejercicio 4

class C inherit

A

B

rename f as g;

rename f as h;
redefine h;

feature

h is do … end
f is do … end

end

oa: A; ob: B; oc: C;

!!oc;

oc.f;
oc.g;
oc.h;

oa:= oc;

oa.f;
oa.g;

ob:= oc;

ob.f;
ob.h;

Tema4: Herencia

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•6

Redefinición en Eiffel

• ¿Qué podemos cambiar?

– Tipo de las características (Regla covariante)
– Implementación

• Solicita explícitamente mediante la cláusula redefine.

• No es necesario incluirlo cuando se redefine para hacer efectiva una

característica.

• Técnicas que le añade potencia:

a)Redefinir una función como un atributo

• Aplicación del Principio de Acceso Uniforme
• Un atributo no se puede redefinir como una función

b)El uso de la versión original en una redeclaración
• “Facilita la tarea al que redefine si el nuevo trabajo incluye el viejo”.
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Tema4: Herencia

Ejemplo: Regla covariante en Eiffel

sustituto

Dispositivo

Impresora

sustituto

Regla de Redeclaración de Tipo (Eiffel)

Una redeclaración de una característica puede reemplazar el tipo de la
característica (si es un atributo o una función), o el tipo de un argumento
formal (si es una rutina) por cualquier tipo compatible con el original.

Tema4: Herencia

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•7

Ejemplo: Redefinir una función como un atributo

Result:= ingresos.total -reintegros.total

class Cuenta1 feature

saldo: INTEGER is do
end

...end
class Cuenta2 inherit
feature
...end

Cuenta1 redefine saldo end
saldo:INTEGER

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Uso de la versión original en Eiffel

• Entidad Precursor = llamar a la versión de esta característica

en la clase padre.

• Su uso está limitado al cuerpo de las rutinas redefinidas

– ¿Equivale a super en Java?

• Ejemplo: Dibujar un botón es mostrarlo como una ventana y luego dibujar

el borde
VENTANA

dibujar is do ... end

BOTON

dibujar is do

Precursor
dibujar_borde

end

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•8

Herencia y Ocultación de Información en Eiffel

• Son mecanismos independientes
• Una clase B es libre de exportar o de esconder una característica

f que hereda de un antecesor A.

A {f}

B

f exportada en A y B
f privada en A y B
f exportada en A y oculta en B
f oculta en A y exportada en B

• Por defecto f mantiene el status de exportación que tenía en A,

pero se puede cambiar mediante la clausula export.

Tema4: Herencia

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¿Por qué dejar que cada descendiente escoja la

política de exportación en Eiffel?

• Flexibilidad y Extensibilidad:

– La herencia es la clave del Principio Abierto-Cerrado

• La propiedad básica de la herencia es permitir definir

descendientes de una clase no previstos en su creación.

• ¿Cómo sabemos a priori que propiedades exportará o no

una subclase no prevista?

• La herencia sólo debe estar limitada por los asertos y las

reglas de tipado.

Tema4: Herencia

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•9

“Agujero de tipos” en Eiffel

• Violación del sistema de

tipos debido a las
asignaciones polimórficas

Array

put(elem, index)
remove(elem, index)

rename …
export{NONE}ALL
put(elem)
remove(elem)

Pila

Sea la declaración:

p: PILA[INTEGER]

p.array_put(32,45) //Error tc

¿Provocaría un error el

siguiente código?

a: ARRAY [INTEGER]
...
a:= p
a.put (32,45)

¿Cuál es la alternativa a la herencia de implementación?

Tema4: Herencia

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Redefinición en C++

• Clase base contiene una función virtual vf
• Clase que se deriva de ella contiene una función vf del mismo tipo (si son distintos

se consideran funciones diferentes y no se invoca al mecanismo virtual)

class Base {

virtual void vf1();
virtual void vf2();
virtual void vf3();
void f();

//Ligadura dinámica

//Derivada::vf1
//Base::vf2
//Base::f
//ERROR

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•10

void g()
{
Derivada *d;
Base* b;

...

b = d;
b -> vf1();
b -> vf2();
b -> f();
d-> vf2();

...

//Ligadura estática

};
class Derivada : public Base {
//redefine vf1
//distinta a vf2()
//error, difiere tipo devuelto

void vf1();
void vf2 (int);
char vf3();
void f();

};
• Llamada al padre calificando las rutinas. Ej: Base :: f()

}

Herencia y Ocultación de Información en C++

• protected:

– sólo accesibles por la clase y sus descendientes

• Tipos de herencia:

– Herencia privada:

class B: private A {...}

• todas las propiedades de A se heredan como privadas
• se puede mantener el estatus calificando la rutina

– Herencia pública:

class B: public A {...}
• se mantiene el status de las propiedades heredadas (por defecto)
• un miembro private o protected no puede ser re-exportado, es
decir, protected no puede ser public y private no puede ser
ni protected ni public

• “agujero” debido asignaciones polimórficas (público puede pasar a

privado)

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Herencia y exportación en C++
Se puede conservar el acceso si la herencia es privada, mencionando
su nombre calificado en la parte public o protected. Por
ejemplo:

class B{

int a; //private
public:
int bf();
protected:
int c;

};
class D: private B{

Todos los miembros de

B son privados en D

public:
B::bf(); //hace que bf sea público en D
//ERROR intenta conceder acceso
B::a;
protected:
B::bf(); //ERROR intenta reducir acceso

};

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•11

C++ y Herencia de implementación

A

{f,g}

C

B

C* oc; A* oa; B* ob
oa = ob
{ERROR}
ob.f( ) {ERROR}

class A {

public:

void f ( );
void g ();

protected:...
private:...}

class B: private A {

public: ...
protected:...
private:...}

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Redefinición en C#

class Punto2D {
...public virtual string ToString(){
return “[” + x+ “,” + y + “]”;
}
...
}class Punto3D : Punto2D {
...public override string ToString(){
}
}

return base.ToString() + “[z=“ + z +”]”;

• Si se nos olvida poner override se entiende que estamos

ocultando el método de la clase padre.

• Toda redefinición de un método debe mantener el mismo nivel de

acceso que tuviese el método original.

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•12

Redefinición y ocultación en C# (1/2)

using System;
class A {

}
class B : A {

}
class C : B {

}
class D : C {

public virtual void F(){ Console.WriteLine(“A.F”);

public override void F(){ Console.WriteLine(“B.F”);

new public virtual void F(){Console.WriteLine(“C.F”);

public override void F(){ Consol