Jerarquía de Clases: Herencia, Composición y Polimorfismo

1. Jerarquía de Clases: Herencia, Composición y Polimorfismo Programación II Dr. Javier Nieves Acedo

2. Este tema es “la clave”…

3. … es el poder de la POO …

4. … para hacer lo que queramos…

5. … incluso algo mejor…

6. … ;-)…

7. … o más divertido…

8. … pero usando jerarquias…

9. Herencia (1) • Hay una relación de herencia entre clases cuando se cumple la frase “es un”: Vehículo “ES UN” Coche Camión Moto

10. Herencia (2) • Cuando se realiza una herencia (generalización) se obtienen los atributos y los métodos miembros de la clase padre. Clase Atributo Declaración Representación A dato a A a1; a B dato b B b1; b c C dato c C c1;

11. Herencia (3) • Tipos de Herencia: • Herencia Simple: una clase base o padre • Herencia Múltiple: más de una clase base o padre. • Java únicamente permite herencia simple pero provee un mecanismos para simularla. • Otros lenguajes soportan la herencia múltiple (C++)

12. Herencia (4) • Los métodos y los atributos se heredan hacia abajo en la jerarquía. • En Java, todas las clases derivan de la clase Object. • Las clases superiores describen un comportamiento más general. Las inferiores más específico.

13. Herencia (5) • Las clases hijas heredan (tienen) todos los atributos o métodos de la clase superior • Solo puede acceder a los que no sean privados • La solución actual es poner todo a public • No se trata de la solución óptima • Como implementarla: publicclass <nombreClase> extends <nombreClaseBase> { … }

14. Herencia (6) • Las clases base deben ser accesibles: • Estar en el mismo paquete. • Estar declarada en otro paquete como public. • No estar declarada como final • La relación de herencia es trnsitiva • A  B, B  C, entonces, A C • Si no hay clausula extends, la clase hereda de java.lang.object

15. Herencia (7) • Ejemplo (1): publicclass Persona { publicString nombre; publicStringdireccion; publiclongtelefono; public Persona() {…} publicPersona pedirDatosPersona() {…} }

16. Herencia (8) • Ejemplo (2): Publicclass Empleado extends Persona { publicintantiguedad; publicintcategoria; publicinttestAntig() {…} } ¿Qué atributos y métodos tiene la clase Empleado?

17. Herencia (7) • Los constructores no se heredan. • En la practica: • No se generan objetos de la clase base. • Está para proporcionar el formato común.

18. Herencia (7) • Ventajas • Reutilización de código • Diferenciación de código (menos cláusulas if)

19. Herencia (8) • Consideraciones al heredar • Los atributos son todos nuevos • Si se repite algún nombre, se oculta el del padre • Sigue existiendo pero no se puede acceder directamente. • Se puede acceder a través de métodos • No es recomendable

20. Herencia (9) • Consideraciones al heredar • Los métodos son nuevos o modificados • Override Redefinición del método • Los métodos modificados deben • Respetar la cabecera (sino es nuevo) • No pueden bajar la visibilidad, sí subirla • private [], protected, public • []  protected, public • protected  public

21. Herencia (10) • Consideraciones al heredar • static • Los atributos estáticos del padre se pueden usar pero no se heredan. • Los métodos estáticos del padre se pueden usar pero no se heredan. • Los constructores nunca se heredan, las clases deben definir los suyos propios.

22. … la herencia parece fantástica…

23. … pero nos estamos saltando…

24. … la encapsulación…

25. … y la solución es …

26. Acceso abstract(1) • Sirve para proporcionar comportamiento común a varias clases. • Indica que es una clase incompleta. • La clase puede (no es obligatorio) tener algunos métodos declarados pero no implementados. • Las clases con este modificador no pueden instanciarse.

27. Acceso abstract(2) • Ejemplo: abstractclass Punto //clase abstracta { int x; int y; void mover(int x, int y) { this.x += x; this.y += y; } abstractvoiddibujar(); //método abstracto } abstractclassPuntoColoreableextends Punto { int color; } classPuntoSimpleextends Punto { voiddibujar() { System.out.println(“(”+ x + ”,” + y + ”)”); } }

28. Acceso abstract(3) • Un método abstracto es el que no tiene implementación (diferente a vacío). • Una clase que contiene un método abstracto es abstracta y debemos ponerle el modificador de abstracto.

29. Acceso abstract(4) • Cuando una clase hereda un método abstracto puede… • Implementar el método (darle código) • No implementarlo y se mantiene la clase como abstracta. • Una clase es abstracta si • Tiene un método abstracto • Hereda un método abstracto y no lo implementa

30. Acceso abstract(4) • Utilidad de los métodos abstractos • Las clases abstractas definen como tienen que comportarse las hijas, métodos obligatorios. • Indica el comportamiento pero no compromete a un comportamiento en concreto. • Pueden existir métodos que no sean abstractos porque sí que se puede definir.

31. Acceso final • Indica que la definición de la clase está completa. • No se puede heredar (no puede tener subclases). • Si una clase se declara como abstract y final, error de compilación.

32. Acceso public • La clase es accesible por clases de otros paquetes. • Solo una clase public por fichero de código fuente. • Las otras clases, si las hubiera, serían privadas.

33. Acceso protected(1) • No es bueno perder la ocultación de métodos y atributos privados para hacer una generalización. • Existe otro modo de acceso que solo tiene sentido en relaciones de herencia o generalización. • Atributos y Métodos accesibles por las clases hijas y el mismo paquete.

34. Acceso protected(2) • Ejemplo: publicclass Base1 { int a; // Sin modificador. Disponibles int b; // a la clase y las del mismo paquete. protectedint c; // Disponibles solo a la propia // clase, el paquete, protectedint d; // y a las clases derivadas. publicint e; // Disponibles a todas las // clases y el paquete, así como publicint f; // a otras partes del programa. }

35. Acceso protected(3) • Las clases base no suelen tener miembros privados • Las clases hijas necesitan acceder a sus elementos

36. … ahora los constructores son más importantes …

37. Constructores y Herencia (1) • Los constructores no se heredan • Hay que estudiar su funcionamiento • Hasta ahora, pasos del constructor: • Crea el objeto, reserva espacio y conecta nombre y memoria • Ejecuta instrucciones • Pero esta forma puede dar problemas…

38. Revisemos la cadena de constructores

39. Constructores y Herencia (2) • IMPORTANTE: • El constructor de una clase derivada no puede construirse hasta que se construya a su padre • Cada constructor inicializa sus atributos • Primero los padres

40. Constructores y Herencia (3) • Si hay mas de una generalización, la clase se preocupa de crear el padre más cercano Clase Base A construye a su padre Clase Derivada B construye a su padre Clase Derivada C

41. Constructores y Herencia (4) • El constructor de la clase derivada tiene que utilizar el método super(…) para construir a su padre. • Si el programador no lo hace, Java llama automáticamente al método super()

42. Referencias this y super(1) • this: • Referencia a la propia instancia con la que se está trabajando. • No hace falta usarla para acceder a los métodos o atributos de instancia. • A veces es necesaria su utilización • Desambiaguación de términos • Pasar la referencia del propio objeto: • panel.dibujaObjeto(this);

43. Referencias this y super(2) • super: • Permite referenciar a la clase padre. • Se emplea cuando se ha definido un método y se quiere acceder al método del padre (sino se llamaría al de la clase). • Permite llamar al constructor de la clase padre desde la clase hija. Esta llamada debe ser la primera del constructor hijo.

44. Referencias this y super(3) classRectangulo { publicublicvoidsaludar() { System.out.println("Hola, soy Rectangulo, y saludo"); } } class Cuadrado extendsRectangulo { publicvoidsaludar() //Método redefinido { System.out.println(“Hola, soy un cuadrado”); } publicvoidsaludos() { saludar(); //Hola, soy un cuadrado this.saludar(); //Hola, soy un cuadrado super.saludar(); //Hola, soy Rectangulo, y saludo } public static void main (String[] args) { Cuadrado c1 = new Cuadrado(); c1.saludos(); } }

45. … pero hay otras relaciones…

46. Composición (1) • Hay una relación de composición entre clases cuando se cumple la frase “tiene un”: Vehículo “TIENE UN” Motor Chasis Carrocería

47. Composición (2) • Los constructores y destructores son importantes en las relaciones de composición: • No se puede construir un objeto hasta que están construidos todos los que lo componen

48. Composición (3) • Pautas de construcción (1): • Constructor de la clase recibe todo lo necesario para crear todas las clases. • El compilador construye primero los miembros y luego el contenedor

49. Composición (5) • Pautas de construcción (2): • La clase compuesta no puede acceder a los miembros privados de las clases que la componen. • Para evitar un paso excesivo de parámetros se pueden crear los objetos y pasarlos como parámetros a la clase compuesta

50. Composición (6) class Persona { Persona padre; //Atributo de tipo clase String nombre; public Persona(Persona pPadre, String pNombre) { padre = pPadre; nombre = pNombre; } public String saluda() { return nombre; } public Persona getPadre() { return padre; } public static void main (String args[]) { Persona filiberto = new Persona(null,"Filiberto"); Persona pablo = new Persona( filiberto, "Pablo" ); Persona nuria = new Persona( filiberto, "Nuria" ); Persona alberto = new Persona( nuria, "Alberto" ); //El nieto es Alberto System.out.println("El nieto es: " + alberto.saluda()); //La madre es Nuria System.out.println("La madre: " + alberto.getPadre().saluda()); //El abuelo es Filiberto System.out.println("El abuelo es: " + alberto.getPadre().getPadre().saluda()); } }