PDF de programación - Prácticas de Programación - Tema 2. Clases y objetos en Java

Prácticas de Programación

Tema 1. Introducción al análisis y diseño de programas

Tema 2. Clases y objetos en Java

Tema 3. Herencia y Polimorfismo
Tema 4. Tratamiento de errores
Tema 5. Aspectos avanzados de los tipos de datos
Tema 6. Modularidad y abstracción: aspectos avanzados
Tema 7. Entrada/salida con ficheros
Tema 8. Verificación y prueba de programas

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Tema 2. Clases y objetos en Java

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Tema 2. Clases y objetos en Java

Introducción

2.1.
2.2. Creación e inicialización de objetos
2.3. Tipos primitivos, referencias y objetos
2.4. Recolector de basura
2.5. Comparación de objetos
2.6. Control de acceso
2.7. Métodos y campos de clase (o estáticos)
2.8. Anidamiento de clases
2.9. Bibliografía

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2.1 Introducción

2.1 Introducción
La clase es la unidad básica de estructuración en un lenguaje
orientado a objetos
Está formada por miembros:

• atributos (también llamados campos): almacenan el estado
• métodos: definen el comportamiento

Una clase es una descripción de un conjunto de objetos con los
mismos atributos y comportamiento

public class UnaClase {

atributos
constructores
métodos

}

Un objeto es una instancia o ejemplar concreto de una clase

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Tema 2. Clases y objetos en Java

2.2 Creación e inicialización de objetos

2.2 Creación e inicialización de objetos
En el lenguaje Java los objetos se crean con el operador new:

UnaClase obj = new UnaClase();

Los constructores son métodos especiales que

Se invoca el CONSTRUCTOR

• se llaman igual que la clase
• no tienen tipo de retorno

Una clase puede tener varios constructores con diferentes
parámetros

public UnaClase() { ... }
public UnaClase(int i) { ... }
public UnaClase(boolean b, int i) { ... }

Si y sólo si no definimos constructor, la clase tendrá el constructor
por defecto (constructor sin parámetros que no hace nada)

public UnaClase() {}

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Inicialización de los atributos
Cuando se crea un objeto sus atributos se inicializan en 3 etapas:

2.2 Creación e inicialización de objetos

1.Se asigna a cada atributo su valor por defecto

- tipos numéricos (int, double, ...): 0 (o 0.0)
- Caracteres (char): carácter nulo
- Booleanos (boolean): false
- Referencias a objetos (String, otras clases): null

2.Si la declaración del atributo contiene un inicializador, éste es

evaluado y asignado

private int numRuedas = numCoches * 4;

3.Se ejecuta el constructor de la clase, que puede cambiar el

valor de los atributos que desee

Recordar: sólo se inicializan los atributos, las variables
locales de los métodos no son inicializadas por defecto

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2.2 Creación e inicialización de objetos

Atributos “finales”
Su valor no se puede cambiar después de haber sido inicializados

• pueden inicializarse en la definición del atributo o en el

constructor de la clase

Ejemplo:

public class Círculo {

Inicialización de “PI”

hay un valor más preciso
de PI en la clase Math

private final double PI = 3.14159;
public final double área;
private double radio;

public Círculo(double radio) {
this.radio = radio;
this.área = PI * radio * radio;
}
... // no se puede modificar el valor de área

La inicialización de “área”
se deja para el constructor

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2.3 Tipos primitivos, referencias y objetos
• Cuando se declarara una variable de un tipo primitivo el

compilador reserva un área de memoria para ella

2.3 Tipos primitivos, referencias y objetos

int i, j;

i

X

j

X

• Cuando se asigna un valor, éste es escrito en el área reservada

i=16;
j=3;

i

16

j

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• La asignación entre variables significa copiar el contenido de

una variable en la otra

i=j;

i

3

j

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Referencias y objetos
Cuando se declara una variable “objeto” la situación es diferente
• Si no se usa el operador new sólo se crea una referencia a objeto

2.3 Tipos primitivos, referencias y objetos

Complejo c1,c2;

c1 X

c2 X

• El espacio en memoria del objeto se reserva con el operador new

c1=new Complejo(2.0,-3.2);
c2=new Complejo(1.3,2.1);

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c1

c2

:Complejo
r=2.0
i=-3.2

:Complejo
r=1.3
i=2.1

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2.3 Tipos primitivos, referencias y objetos

Referencias y objetos (cont.)

• La asignación entre objetos sólo copia referencias

• después de la copia ambas referencias apuntan al mismo

objeto
c2=c1;

c1

:Complejo
r=2.0
i=-3.2

c2

:Complejo
r=1.3
i=2.1

• La comparación entre objetos compara las referencias no los

contenidos
• en la figura anterior c1==c2 es true
• en la situación de debajo c1==c2 es false

c1

:Complejo
r=2.0
i=1.0

c2

:Complejo
r=2.0
i=1.0

• el método equals permite comparar contenidos (Ver 2.5)

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2.3 Tipos primitivos, referencias y objetos

Arrays de tipos primitivos
Java trata los arrays como objetos
• Crear una variable de tipo array sólo crea una referencia

int a[];

a

X

• El espacio en memoria para el array se crea con new

• cuando se trata de un array de un tipo primitivo se crean los

elementos del array

• y se inicializan a sus valores por defecto

a = new int[5];

0 0 0 0 0

a

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Arrays de referencias a objetos
• Crear una variable de tipo array de objetos sólo crea la referencia

2.3 Tipos primitivos, referencias y objetos

Complejo a[];

a

X

• Con new se reserva el espacio para el array de referencias

• pero no los objetos a los que apuntarán las referencias
• las referencias que forman el array se inicializan a null

a=new Complejo[4];

a

null

null null null

• Los objetos hay que crearlos posteriormente

a[1]=new Complejo(2.0,-3.2);

null

null null

a

:Complejo
r=2.0
i=-3.2

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Tema 2. Clases y objetos en Java

Copia y comparación de arrays (y strings)
Los arrays y los strings son objetos, por consiguiente:
• La asignación entre arrays (o strings) sólo copia referencias

2.3 Tipos primitivos, referencias y objetos

a2=a1;

a1

4

-3

0

1

-3

-7

8

2

1

a2

• La comparación entre arrays (o strings) compara las referencias

no los contenidos
• en la figura anterior a1==a2 es true
• en la situación de debajo a1==a2 es false

a1

4

-3

0

1

4

-3

0

1

a2

• Para comparar contenidos debe utilizarse el método equals

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Tema 2. Clases y objetos en Java

2.4 Recolector de basura

2.4 Recolector de basura

La memoria ocupada por un objeto se reserva con el operador new
• en Java no existe ningún operador para liberar la memoria de

un objeto que no se va a usar más

La liberación de memoria la realiza el Recolector de Basura de
forma automática

• el recolector va contando el número de referencias que

“apuntan” a cada objeto

• cuando un objeto no está apuntado por ninguna referencia, se
convierte en “basura” (no va a poder ser utilizado nunca más)

• en los periodos de inactividad del sistema, el recolector

reincorpora la “basura” a la memoria disponible

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2.4 Recolector de basura

Ejemplo de generación de basura
Complejo c1 = new Complejo(2.0, 3.2);
Complejo c2 = new Complejo(1.3, 2.1);

c1

:Complejo
r=2.0
i=3.2

c2 = c1;

c1

:Complejo
r=2.0
i=3.2

c2

c2

:Complejo
r=1.3
i=2.1

:Complejo
r=1.3
i=2.1

Se convierte en basura al no estar
apuntado por ninguna referencia

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2.5 Comparación de objetos
La comparación entre objetos (obj1==obj2) compara referencias
• si queremos comparar los contenidos de los objetos debemos

2.5 Comparación de objetos

utilizar el método equals

Ejemplo: método equals para la clase Coordenada:
public class Coordenada {

private int x; // coordenada en el eje x
private int y; // coordenada en el eje y

...

public boolean equals(Object obj) {

Coordenada c = (Coordenada) obj;
return c.x == x && c.y == y;

}

}

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Ejemplo de uso del método equals

2.5 Comparación de objetos

if (c1.equals(c1)) {
...
}

if (c1.equals(c4)) {
...
}

if (c1.equals(c2)) {
...
}

if (c1.equals(c3)) {
...
}

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true

false

true

c1

c2

:Coordenada
x=2
y=-3

c4

:Coordenada
x=10
y=4

:Coordenada
x=2
y=-3

c3

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2.5 Comparación de objetos

Comparación de contenidos de arrays y strings
La clase String dispone del método equals:

String str1 = "hola", str2 = "hola";
if (str1.equals(str2)) {

System.out.println("Los strings son iguales");

}

Para comparar arrays existe el método equals de la clase Arrays:
import java.util.Arrays;

int[] a1= {4, -3, 0, 1}, a2= {4, -3, 0, 1};
if (Arrays.equals(a1, a2)) {

System.out.println("'a1' es igual a 'a2'");

}

Volveremos a hablar del método equals en el tema 3, “Herencia y Polimorfismo”

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Tema 2. Clases y objetos en Java

2.6 Control de acceso

2.6 Control de acceso
Los sistemas software pueden llegar a ser muy complejos
Para abordar con éxito su desarrollo es necesario aplicar los