algo prg2 intro

PRG II - ALGO II- UNMSM 1

Algoritmica II

Mg. Nehil Muoz Casildo [email protected]

Metodologas de desarrollo de software ...

Podr cumplir con los plazos?

Estar dentro de lo presupuestado?

El cliente quedar satisfecho?

Cumplir requisitos, en tiempo y con la $.

Las Metodologas pueden ser la ayuda que

necesitamos, si podemos usarlas correctamente !!

Construccin de una casa para fido

Puede hacerlo una sola persona

Requiere:

Modelado mnimo

Proceso simple

Herramientas simples

Construccin de una casa

Construida eficientemente y en un tiempo

razonable por un equipo

Requiere:

Modelado

Proceso bien definido

Herramientas ms sofisticadas

Construccin de un rascacielos

Qu es una Metodologa?

Las metodologas imponen un

proceso disciplinado sobre el

desarrollo de software con el fin

de hacerlo ms predecible y

eficiente.

Introduccin a la Programacin Orientada a

Objetos

Introduccin a la POO

Programacin estructurada: Caractersticas Secuencial Imperativa Orientada a procesos

Control de flujo de ejecucin Subprogramas

Programacin OO: equilibrio entre procesos y datos Novedades

Concepto de OBJETO (datos + procesos)

Enfoque antropomrfico (orientado al hombre)

Herencia

Bases de la Programacin

Abstraccin

Encapsulacin

Modularidad

Jerarqua


Abstraccin: proceso mental de extraccin de las caractersticas esenciales de algo, ignorando los detalles superfluos

Encapsulacin: proceso por el que se ocultan los detalles del soporte de las caractersticas de una abstraccin


Modularidad: proceso de descomposicin de

un sistema en un conjunto de mdulos (piezas) poco acoplados (independientes) y cohesivos (con significado propio)

Jerarqua: proceso de estructuracin por el que se produce una organizacin de un conjunto de elementos en grados o niveles de responsabilidad, de incumbencia o de composicin entre otros


Jerarqua por grado de composicin


Jerarqua por grado de clasificacin

Evolucin de los lenguajes de programacin

Cdigo Mquina

Lenguaje Ensamblador

Programacin de alto nivel

Programacin estructurada

Programacin modular

Tipo Abstracto de datos

POO


Cdigo Mquina

Abstraccin: {0,1}

Encapsulacin: Nula

Modularizacin: Nula

Jerarquizacin: Nula


Lenguaje Ensamblador

Abstraccin: Identificadores

Encapsulacin: Nula

Modularizacin: Macros

Jerarquizacin: Nula


Programacin de alto nivel

Abstraccin: Subprograma

Encapsulacin: mbito de subprogramas

Modularizacin: Estructuras de control de flujo y Subprograma

Jerarquizacin: Estructuras de control de flujo y Subprograma


Tipos Abstractos de Datos (TADs)

Conjunto de valores lcitos y operaciones que operan sobre dichos datos

Tipo definido por el usuario que permite definir mltiples variables de dicho tipo

Programacin Orientada a Objetos

Surge a partir de los TADs y del concepto de herencia heredado de IA

La herencia permitir crear jerarquas por grado de clasificacin


Tipos Abstractos de Datos (TADs)

Abstraccin: Total

Encapsulacin: Total

Modularizacin: Total

Jerarquizacin: jerarquas de dependencia

jerarquas de composicin


Programacin Orientada a Objetos

Abstraccin: Total

Encapsulacin: Total

Modularizacin: Total

Jerarquizacin: jerarquas de clasificacin


Abstraccin

Encapsulacin

Modularizacin

Jerarquizacin

+Aumento de la

Comprensin del Software

+ Legibilidad

+Facilidad de Mantenimiento

-Costes


Objetivo

Creacin de

Cdigo

Coste de

Mantenimiento

El objetivo es utilizar la abstraccin, encapsulacin, modularizacin

y jerarqua para que el coste de mantenimiento del software no

supere un determinado umbral por mucho que aumente el tamao del

cdigo.


Leyes de Lheman y Belady

Ley del Cambio Continuo Un programa que se usa en un mbito del mundo

real, necesariamente debe cambiar o convertirse cada vez en menos til

Ley de la Complejidad Creciente

Debido a que los programas cambian por evolucin, su estructura se convierte en ms compleja a menos que se hagan esfuerzos activos para evitar este fenmeno

Lenguajes

Cronologa resumida: Fortran (1958)

LISP (1959)

BASIC (1964)

Pascal (1969)

Prolog (1971)

C++ (1986)

Object Pascal (1988)

CLOS (1989)

Java (1995)

Pensando Orientado a Objetos

Orientacin a Objetos

OOP (Object Oriented Programming) es una idea distinta de otras en programacin

OOP es un paso en la evolucin de previos abstracciones de programacin

Por qu OOP es popular?

La esperanza que rpidamente y fcilmente conducir a aumentar la productividad y mejorar confiabilidad. De la mano viene Diseo

Orientado a Objetos.

El deseo de una transicin simple de lenguajes existentes

La similitud con tcnicas de pensamiento sobre problemas en otras reas

Por qu OOP es popular?

La programacin de un computador an es una de las tareas ms difciles enfrentadas por el hombre;

Llegar a ser hbil en programacin requiere talento, creatividad, inteligencia, lgica, la habilidad de construir y usar abstracciones, y experiencia.

Programacin Orientada al Objeto es una nueva forma de pensar sobre qu significa hacer cmputos, sobre cmo podemos estructurar informacin al interior de un computador.

Lenguaje y Pensamiento

En otras palabras la forma como hablamos influye en la manera como vemos el mundo (y viceversa).

Esto es vlido no slo para los lenguajes naturales (espaol, ingls, mapuche...) sino tambin para los lenguajes artificiales como los de programacin (C, Pascal, C++, Java...)

Ejemplo: En MATLAB los loops son lentos de procesar, pero las

matrices son muy rpidas. Se sugiere ver las soluciones operando matrices y no va ciclos for.

Corolario: los nombres de objetos e identificadores son relevantes. Despus de un tiempo no hay pensamiento slo nombres en el cdigo.

Lenguaje y Pensamiento (Cont.)

Hiptesis de Whorf: Trabajando en un lenguaje, es posible que un individuo imagine pensamientos o ideas que no pueden ser trasladadas o entendidas por individuos trabajando en otro contexto lingstico. Entendemos los problemas de origen tnico y religioso en algunos pases del planeta? Blanco, blanco, blanco, blanco Qu lquido toma la vaca? => nuestro conocimiento da forma a nuestras soluciones

Conjetura de Church: Cualquier computacin para la cual existe un procedimiento efectivo puede ser realizada por una mquina de Turing. (sta dispone de una mquina de estados y una cinta donde se puede escribir y borrar). En los 60s se demostr que esta mquina poda ser emulada por cualquier lenguaje con la sentencia condicional. => Una mquina muy simple puede resolverlo todo

Lenguaje y Pensamiento (Cont.)

Entonces en qu quedamos, estas dos ideas parecen contradictorias. Hay ideas que no son entendidas en otros contextos lingsticos v/s la mquina de Turing con slo sentencia if es capaz de hacerlo todo. Para qu aprender otra cosa?

Tcnicas de orientacin al objeto no proveen ninguna capacidad computacional nueva que permita resolver problemas no solubles por otros medios. Pero estas tcnicas conducen a soluciones ms fciles y naturales (para el hombre) y favorecen la administracin de grandes proyectos.

Computacin como Simulacin

Ustedes pueden estar acostumbrados al modelo proceso-estado. Al estilo de la mquina de Von Newman. El computador sigue un patrn de instrucciones, organizadas en la memoria, saca valores desde varias localizaciones, los transforma, y pone resultados en otras localizaciones.

Este modelo no ayuda mucho para entender cmo resolver problemas reales. No es la forma de pensar y ver las cosas.

La visin de la OOP es crear un universo y es en muchas formas similar al estilo de la simulacin llamado simulacin conducida por eventos

En OOP, tenemos la visin de computacin como simulacin.

Cuando los programadores piensan en los problemas en trminos de comportamientos y responsabilidades de objetos, ellos aprovechan su gran intuicin, ideas, y entendimiento ganado con la experiencia diaria.

Ver ejemplo lneas y puntos

2010-II PRG II - ALGO II- UNMSM 34

Tratando la complejidad

Los problemas ms complejos son comnmente abordados por un equipo de programadores.

La interconexin entre componentes es tradicionalmente complicada y por ello gran cantidad de informacin debe ser intercambiada entre los integrantes de un equipo.

La incorporacin de ms gente puede alargar el proyecto en lugar de acortarlo.

El principal mecanismo para controlar la complejidad es la abstraccin. sta es la habilidad de encapsular y aislar localmente informacin de diseo.

Una nueva forma de ver el mundo

Supongamos que deseo enviar flores a mi abuelita. Una forma es ir a la florera y pedirlo a la vendedora. Le doy el tipo de flores y la direccin donde enviarlas.

Yo busco un agente (la vendedora) y le paso un mensaje con el requerimiento. Es la responsabilidad de la vendedora el enviar las flores. Hay un mtodo, conjunto de operaciones o algoritmo, usado por a vendedora para hacer esto. Yo no necesito conocer el detalle de este mtodo.

Las acciones son iniciadas en OOP por la transmisin de un mensaje (invocacin de un mtodo) a un agente (un objeto) responsable por la accin.

Dos ideas: Ocultar informacin (hacer saber slo lo indispensable o principio de Information Hiding) y Reutilizacin. Sacarse la idea de tener que escribir todo y no usar servicios de otros (delegar).

Dos importantes diferencias entre invocar Procedimientos y Mensajes

En mensajes hay un receptor designado, en procedimientos no.

La interpretacin del mensaje (mtodo) depende del receptor. Por ejemplo, mi esposa no actuara igual si le pido enviar las flores.

Usualmente el receptor de un mensaje no se conoce hasta tiempo de ejecucin. Decimos que la ligazn entre mensajes (nombre de funcin, procedimiento o mtodo) y el fragmento de cdigo (implementacin) usado para responder es determinada en tiempo de ejecucin.

Reutilizacin del software

La gente se ha preguntado con frecuencia por qu el software no puede semejarse a la construccin de objetos materiales. stos normalmente son construidos a partir de otros elementos ya existentes y depurados.

Por ejemplo: El acceso a una tabla indexada para buscar objetos es una operacin comn en programacin; sin embargo, esta operacin es re-escrita en cada nueva aplicacin. Normalmente esto pasa porque los lenguajes tradicionales tienden a relacionar muy fuertemente el tipo del elemento con el cdigo para insertar o buscar los elementos.

El uso de tcnicas de programacin orientada al objeto debera conducir a generar gran nmero de componentes de software re-utilizables.

Ejemplo: Un Stack

Este ejemplo ilustra las limitaciones de algunos lenguajes para ocultar informacin y desacoplar tareas.

int datastack[100]; int datatop = 0; void init() { datatop=0; } void push (int val) { if (datato 0 ) return (datastack [datatop-1]); }

int pop() { if (datatop >0) return (datastack [--datatop]);

return 0; }

Los datos del stack no pueden ser

locales a cada funcin

Slo hay dos opciones: Locales o

Globales -> Globales

Globales -> no hay forma de

limitar la visibilidad de esos

nombres.

El nombre datastack debe estar en

conocimiento de los otros

programadores.

Los nombre init, pus, top, pop, ya

no pueden ser usados.

Ejemplo: Un Stack

Definiendo el alcance dentro de un bloque (como en Pascal)

begin var datastack: array [1..100] of integer; datatop: integer; procedure init; .... Procedure push(val: integer); .... Procedure pop : integer; .... .....

end;

Al dar acceso a la interfaz (o protocolo o nombre de funciones y profedimientos), tambin se est dando acceso a sus datos comunes (datatop) , al dar acceso los nombres quedan tomados.

La idea est contenida en los dos principios de David Parnas: 1.- Proveer al usuario (otro programador, por ejemplo) toda la informacin necesaria para usar correctamente un mdulo, y NADA MS. 2.- Se debe proveer al implementador con toda la informacin que l necesita para completar el mdulo, y NADA MS.

Responsabilidades

Un concepto en OOP es describir comportamientos en trminos de responsabilidades. Esto permite aumentar el nivel de abstraccin y mejora la independencia entre agentes (importante para resolver problemas complejos).

La coleccin de responsabilidades asociadas con un objeto es descrita por el trmino protocolo.

No pregunte por lo que t puedes hacer a tu estructura de datos, sino pregunta lo que tu estructura de datos puede hacer por ti.


Clases e Instancias

Nosotros siempre tenemos una idea de las cosas ms all de ellas mismas. La vendedora es una instancia de una categora o clase (por ejemplo Florista).

Todos los objetos son instancias de alguna clase.

Los objetos son entes que tienen nombre, comportamiento y estado.


Jerarqua de clases y herencia

El hecho que el conocimiento de una categora ms general es tambin aplicable a una categora especfica se

conoce como Herencia.

Decimos que la clase Florista hereda los atributos de la clase Vendedor, y sta hereda de la clase Humano, y sta hereda de la clase

Mamfero .... Se establece as una Jerarqua de clases.


Jerarquas de Clases

Las clases pueden ser organizadas en estructuras de herencia jerrquicas.

Una clase hijo (O subclase) hereda atributos de la clase padre. Una clase abstracta no posee instancias directas y es slo usada para crear subclases. Por ejemplo Mamfero

Objeto Material

Animal Planta

Mamfero

Perro Humano

Vendedor Ingeniero

Florista

Marta (mi florista) Pluto

Flor

Flores de mi abuelita

Clavel

Ingeniero Electrnico

Agustn Instancias u Objetos

Clases

Objetos-Mensajes, Herencia, y Polimorfismo

Paso de mensajes: En OOP las acciones son iniciadas por un requerimiento a un objeto especfico. (analoga: invocacin de procedimiento es a procedimiento como mensaje es a mtodo)

Lo previo es nada ms que un cambio de nfasis. Qu es ms natural: llamar a la rutina push con stack y dato como parmetros o pedirle a un stack hacer un push de un dato?

Implcito est la idea que la interpretacin del mensaje puede variar con diferentes objetos (polimorfismo). Los nombres no necesitan ser nicos.

Se pueden usar formas ms simples que conducen a programas ms lebles y entendibles.

La Herencia permite a diferentes tipos de datos compartir el mismo cdigo (=> menor tamao de cdigo y mayor funcionalidad).

Polimorfismo: Hay varias formas de l. La idea bsica es usar el mismo nombre o mensaje para referirse a cosas muy similares. Por qu debera darle un nombre distinto a la funcin push cuando insertamos un real -float- o insertamos un carcter -char?

Pilares de la POO

Pilares de la P.O.O.

La POO (Programacin Orientada a Objetos) se basa en cuatro conceptos:

Abstraccin Encapsulacin Herencia Polimorfismo

Abstraccin

Ignorancia selectiva

Decide que es importante y que no lo es

Se enfoca [depende] en lo que es importante

Ignora [no depende] de lo que no es importante

Utiliza la encapsulacin para reforzar la abstraccin

Encapsulamiento

Acelera()

velocidad

Frena()

Facilita el manejo de la complejidad

slo se conoce el comportamiento pero no los detalles internos

nos interesa conocer qu hace la Clase pero no saber cmo lo hace

Herencia

Es un tipo de relacin Relacin es un

Entre Clases

Va de la generalizacin a la especializacin

Clase base

Clase derivada

Hereda la implementacin Automvil

Transporte

Acelera

Frena

Jerarquas de Clase

Transporte

Martimo Aire Nieve Tierra

DentroAtmosfera FueraAtmosfera 1-Persona N-Personas

Polimorfismo

Literalmente significa tomar varias formas

Tareas similares son realizadas por mtodos con mismo nombre

Suma Enteros Decimales Fracciones

Simplifican la tarea del desarrollador, al no tener que recordar distintos nombres para comportamientos iguales.

Polimorfismo

La definicin del mtodo reside en la clase base

La implementacin del mtodo reside en la clase derivada

La invocacin es resuelta al momento de ejecucin

Early binding

Late binding

Cohete

Acelera

Frena Transporte

Acelera

Frena

Auto

Acelera

Frena

Caballo

Acelera

Frena

PRG II - ALGO II- UNMSM 52

Entorno en Java y Diseo orientado a objetos

Java: Motivaciones de su origen

Deja atrs caractersticas problemticas:

Punteros

Asignacin de memoria (malloc)

Herencia mltiple

Sobrecarga de operadores

Independiente de:

Tipo de computador

Sistema operativo

Sistema de ventanas (win32, Motif, etc...)

Tiempo

Compilacin

Compilacin

PC

+JVM

Mac

+JVM

*unix

+JVM

Texto

fuente

Java

bytecode

PC

Mac

*unix

JVM es la Java Virtual Machine,

Una para cada plataforma.

Tiempo Carga y

ejecucin

Trabajando con Java

Creacin programa: Con editor crear programa *.java (FirstSample.java)

Hacer uso de documentacin en manuales.elo.utfsm.cl

Compilacin: va el comando el lnea $ javac FirstSample.java

Ejecucin: $java FirstSample

Hay ambientes de trabajo ms amigables para hacer estas tareas.

Diseo

Editor

FirstSample.java

$javac FirstSample.java

FirstSample.class

$java FirstSample

Editores de texto

Recomiendo aprender a digitar bien.

Emacs (win o Linux), Kate (linux),

Usar ambientes integrados de Desarrollo

(IDE) como:

Jgraps

Eclipse

netbean

Hay otros, ver conveniencia.

No usar notepad o similar.

Sistema de Desarrollo

Lo puede bajar de SUN:

http://java.sun.com

Versiones:

Java EE (Enterprice Edition),

Java SE (Standar Edition),

Java ME (Micro-Edition)

JAVA EN TODO LUGAR

Java esta en todo lugar

Enterprise

JAVA Y EL MERCADO

Empresas

El Mercado en nmeros

Informacion de JavaOne:

900+ millones de microcomputadoras corriendo Java

300 millones de descargas de Java desde junio del 2003

12 millones de visitas por mes al sitio java.com

5 millones de desarrolladores Java en el mundo

180,000 desarrolladores registrados en java.net

1+ billon de celulares corriendo java alrededor del mundo

El Mercado en nmeros

Informacion de JavaOne:

635 modelos de celular en el mundo con Java

32 fabricantes de celulares con soporte para Java

140 operadoras de telefonia movil usando Java

3 millones de descargas de JavaEE

28 tipos diferentes de servidores Java

eBay confia en Java para sus ventas que traspasan los $1,400.00 por segundo!

El mercado en numeros

Se estima que Java mueve $100 billones al ao y va en aumento

Sun esta en mas de 170 paises

100% de las 500 mayores empresas del mundo (segn revista Fortune) usan Java

Sun cambio su nombre en la Bolsa de Valores; antes SUNW, ahora JAVA

El mercado en numeros

Segn el Instituto Gartner:

Java es la tecnologia escogida por las empresas; 60% lo usan, 22% planean hacerlo.

Empleos

Oportunidades:

Muchas vacantes apareciendo

Pocos capacitados, pocos certificados

Buenos salarios

Mercado en optima fase de crecimiento!

Empleos

Cuanto gana al mes un programador Java?

EEUU $4500

Chipre $2000

Austria $1500-3500

Alemania $2000-4500

Suiza $4000-8000

Rusia $800-1000

Reino Unido $4000-8000

Francia: $2000-4000

Certificaciones

Sun realiza pruebas para certificar profesionales en la plataforma Java

Profesional certificado posee reconocimiento en el mercado

Lamentablemente todavia no tiene tanto efecto en el salario.

Las certificaciones

Comunidades

Java y el Software Libre

Muchos proyectos en SourceForge

Primer lugar en FreshMeat

Java.net: 180,000 miembros en mas de 1,500 proyectos

Mas de 550 grupos de usuarios en el mundo

Como participar? Que pueden hacer por

usted?

Noticias

Articulos y tutoriales

Foros

Descargas

Eventos

Etc.

Que puede hacer usted?

Registrarse en foros

Participar respondiendo dudas

Escribir articulos

Enviar noticias

Etc.

Futuro y tendencias

Tendencias

JavaME, aplicaciones para celulares

Mercado con gran crecimiento

Apoyo de las empresas telefonicas

Aun no se sabe todo lo que es posible hacer

Tendencias

Programacion Orientada a Aspectos (AOP):

Creada en 1997 por Xerox

Base de muchos frameworks importantes y conocidos

Arquitectura Orientada a Servicios (SOA):

Implementacion de aplicaciones con servicios compartidos

Tendencias

Web 2.0 y AJAX:

Nuevo concepto para el desarrollo de paginas y sistemas web.

En torno a los usuarios

Contenido creado por los usuarios para los usuarios

Necesidad de interfaces ricas y de alta usabilidad

Cmo diseamos programas de computacin?

Modelado

En todas las aplicaciones, los programadores crean modelos

Programas modelas el comportamiento de objetos del mundo real

Necesitamos una formalidad para crear modelos de software de los objetos que un programa maneja

El diseo de software orientado a objetos usa

Clases de objetos (class)

Mtodos que manipulan esos objetos

Problema Modelo Sub-modelos

Clima Atmsfera Nubes, mar, viento

Obra Civil Puente Torres, cubierta, pilares

Contabilidad Libro contable Clientes registro, registro

ahorros

Juego Mundo virtual Dragones, calabozos

Diseo Orientado a Objetos

Clases Son las abstracciones del sistema.

Definen el comportamiento de un grupo similar de objetos

Comportamiento

Colapsa con vientos sobre 50km/h.

Flexin de cubierta proporcional a la carga.

Puede ser creado con ms de una vida.

Si le cae un rayo de ms de 4 GVolts, se encoge y

transforma en un montculo de polvo de oro.

Cada cuenta puede tener distinta tasa de inters.

Slo se permite retiros de hasta 200 K$ diarios.

Clase

Puente

Dragon

Cuenta

bancaria

Diseo orientado a objetos

Clases Las definiciones de clases son

abstracciones.

Ellas definen el comportamiento de la abstraccin.

El cmo es logrado ese comportamiento no es materia de quien usa la clase, sino slo de quien la implementa.

Las clases son cajas negras.

En su implementacin las clases definen tambin atributos para las abstracciones.

Calculadora

Clases

Cada clase define comportamientos o responsabilidades o mensajes que pueden ser enviados a la clase

Puntos

Tienen distancia desde origen

puede ser trasladados, ...

Lneas

tienen largo, pendiente

puede interceptar otra, ...

Rectngulos tienen

largo, ancho, diagonal

permetro, rea, .

Una Clase- mltiple objetos

Podemos instanciar (crear) mltiple objetos de una misma clase

crear puntos en diferente lugar del espacio

crear conjunto de lneas - todas con diferentes pendientes y largos

Clases e invocacin de mtodos

Luego de crear un objeto, podemos aplicar operaciones de su clase a ste

Encontrar la distancia de un punto al origen

Mover un punto a una posicin nueva

Determinar el largo de la lnea

Preguntar si dos lneas se interceptan

Formalmente, decimos que invocamos mtodos o enviamos mensajes de la clase a un objeto de la clase.

Clases

Cada clase tiene dos componentes

atributos

especifican o califican el estado o las caractersticas individuales de un objeto

Punto: coordenadas x, y

Rectngulo: ancho, alto

RectanguloLleno: color (red, green, blue, . )

mtodos Sigue =>

Clases

Mtodos

Operaciones o servicios sobre objetos de una clase

Crear (constructor) y destruir objetos

obtener valores de los atributos de un objeto

Encontrar coordenadas x, y de un punto

Encontrar el largo de una lnea

Encontrar el permetro de un rectngulo

modificar los atributos de un objeto

trasladar un punto cambiando sus coordenadas

estirar un lnea

expandir un rectngulo cambiando su ancho y alto

Ejemplo de clase

Rectangle

Consideremos primero los mtodos:

para hacer la clase ms til, definimos

Rectangle crea (construye) un rectngulo

getWidth obtiene el ancho

getHeight obtiene el alto

setWidth cambia el ancho

SetHeight cambia el alto

getPerimeter calcula el permetro

getArea calcula el rea

Ejemplo de clase

Rectangle

Consideremos primero los mtodos:

para hacer la clase ms til, definimos

Rectangle crea (construye) un rectngulo

getWidth obtiene el ancho

getHeight obtiene el alto

setWidth cambia el ancho

SetHeight cambia el alto

getPerimeter calcula el permetro

getArea calcula el rea

Notar la convencin de nombres en Java operationTarget

minscula Mayscula inicial

No es obligacin ..

Fuertemente recomendada -

la API de Sun la usa

Ejemplo de clase- Cdigo java

Rectangle.java

class Rectangle {

private double width, height; // atributos

public Rectangle( double w, double h ) { // constructor

width = w; // fija atributos segn

height = h; // parmeteros

}

double Height( ) {

return height; // simplemente retorna

} // valor de atributo

double Width( ) {

return width;

}

double getArea( ) {

return width*height; // retorna el valor de un atributo

} // el cual es calculado

double getPerimeter( ) {

return 2.0*(width + height);

}

void setHeight( double h ) { // actualizacin (mutador) height = h; // cambia el valor de un atributo

}

void setWidth( double w ) {

width = w;

}

}


Rectangle.java

class Rectangle {




height = h; // parameteros

}

double Height( ) {



double Width( ) {

return width;

}

double getArea( ) {





}


}


width = w;

}

}

class Rectangle {


.......

}

Nombre de la clase


Rectangle.java

class Rectangle {





}

double Height( ) {



double Width( ) {

return width;

}

double getArea( ) {





}


}


width = w;

}

}

class Rectangle {


.......

}

Nombre de la clase

Delimitadores de bloque


Rectangle.java

class Rectangle {





}

double Height( ) {



double Width( ) {

return width;

}

double getArea( ) {





}


}


width = w;

}

}

class Rectangle {


.......

}

Nombre de la clase

Delimitadores de bloque

Atributos


Rectangle.java

class Rectangle {





}

double Height( ) {



double Width( ) {

return width;

}

double getArea( ) {





}


}


width = w;

}

}

class Rectangle {


.......

}

Nombre de la clase

Atributos

Notar: salvo excepciones, los atributos deben ser privados private!

En buenos diseos, las clases son

Cajas negras!

Cajas negras?

Una clase modela el comportamiento de algn conjunto de objetos similares en comportamiento.

Los mtodos definen el comportamiento de una clase.

Atributos?

El implementador los elige

No son de incumbencia del usuario

Siempre y cuando la implementacin sea correcta!

Ocultarlos en una caja negra

El acceso a ellos va mtodos

Ejemplo .... Puntos en espacio 2-D

Principio de ocultacin de la informacin

Nuestro usuario intrigado puede ver

nombre de la clase

mtodos:

XCoord, YCoord, Distance, Angle


Mirando dentro, el usuario puede ver dos conjuntos de atributos diferentes!


El usuario se da cuenta que no necesita saberlo!

El usuario slo quiere usar los puntos para hacer lneas!

Estructuras bsicas Java

Primer programa en Java

Todo programa debe tener al menos una clase.

Toda aplicacin Java debe tener el mtodo main como el mostrado.

System.out es un objeto al cual le invocamos el mtodo println.

Ver: FirstSample.java

public class FirstSample

{

public static void main(String[ ] args) {

System.out.println("We will not use 'Hello, Sansanos!'");

}

}

Nombre de archivo = FirstSample.java

Trabajando con Java

Desde http://java.sun.com/

Hay versiones para solaris, linux y windows.

Ver: http://java.sun.com/javase/technologies/index.jsp

Instalacin

Hay otras versiones: Enterprice Edition (J2EE) y la Micro Edition (J2ME).

Instalacin en UNIX: Incorporar el el path del compilador en el entorno

al final de .bashrc o .bashrc_profile.

Por ejemplo: export PATH=/usr/local/jdk/bin:$PATH

En Windows hacer lo equivalente (depende de su OS)

Control Panel -> System -> Environment. Avanzar hasta las variables de usuario y buscar la variable PATH. Agregar el directorio jdk\bin al comienzo. Ej c:\jdk\bin; otras rutas.

Ambientes de desarrollo

Hay varios. Lo ms bsico es usar un editor de texto, escribir los programas, compilar y ejecutar en la lnea de comandos. En esta opcin yo uso emacs o xemacs como editor.

Jgrasp: http://www.jgrasp.org/ Ambiente desarrollado en Java para desarrollo de programas.

Otros: kate en linux, netbean de Sun.

Jedit: http://www.jedit.org/ Tambin escrito en Java.

Eclipse (usuarios sealan que requiere ms mquina)

Aspectos bsicos: Tipos primitivos (no son objetos)

Booleano

boolean

true and false

Enteros int 4 bytes Ej: 24, 0xFA, 015

short 2 bytes

long 8 bytes Ej: 400L

byte 1 byte

Punto flotante

float 4 bytes Ej: 3.14F (6-7 dgitos signif.)

double 8 bytes Ej: 3.14D (15 dgitos signif.)

Tipos primitivos (no son objetos)

Carcter: char

Unicode

Usa dos bytes

Diseado para internacionalizacin

Comillas simples: a, A, !, 1, ...

Forma hexadecimal \u0008 (Unicode backspace)

El byte menos significativo corresponde al ASCII de 8 bits.

No visibles : Ej:

\b backspace \t tab

\n linefeed \r return

\ double quote \ single quote

\\ el mismo backslash!

Constantes

Se usa la palabra reservada final

Ej: public final float CM_PER_INCH=2.54;

Si deseamos crear slo una instancia de esta constante para todos los objetos de una clase, usamos:

public class Constante

{

public static final float MC_PER_INCH=2.54;

...}

El valor se accede: Constante.CM_PER_INCH

Cambios de tipo automticos

byte int

char

float

short

double

long Puede perder

informacin

Operadores y su precedencia

[] . ( ) (invocacin)

! ~ ++ -- + - ( ) new

* / %

+ -

> >>>

< >= instance of

== !=

&

^

|

&&

||

? :

= += -= *= /= %= &= |= ^= = >>>=

String

Java tiene una clase pre-definida llamada String.

Todos los string son objetos y su comportamiento est dado por la clase (ver documentacin).

El operador + concatena strings. Si uno de los operandos no es string, Java lo convierte string y

luego lo concatena. Ej: int nCanal=13; String estacion = Canal+nCanal;

Para comparar dos strings, usar el mtodo equals.

El nombre de un objeto es una referencia al objeto (direccin), no el objeto mismo.

Entrada y Salida

La salida de texto por consola es simple haciendo uso del objeto System.out. Es decir atributo out de la clase System.

Hasta la versin 1.4 la entrada era bastante engorrosa. Esto se simplifica en

V1.5

Formas grficas de entrada y salida se vern despus.

Las clases principales a estudiar son:

Java.io.PrintStream (desde Java 1.0), y

Java.util.Scanner (desde Java 1.5)

Salida de datos simple a consola

Desde la versin 1.0 de Java existe la clase java.io.PrintStream.

Define mtodos para la salida de stream va buffer.

Los caracteres son puestos en memoria

temporalmente antes de salir a consola.

Los mtodos son:

print(Object o): invoca mtodo toString e

imprime resultado.

print(String s): imprime string s.

print(tipo_bsico b): imprime el valor de b

println(String s): Imprime s seguido de newline.

Entrada de datos simples por consola

El objeto especial para efectuar entrada de datos es System.in; sin embargo, ste no ofrece mtodos

cmodos (es instancia de InputStream).

Para facilitar la entrada de datos se cre a partir de

la versin 1.5 la clase Scanner, en paquete java.util,

la cual trabaja como envoltorio o recubriendo

(wrapper) la clase InputStream.

Scanner tiene varios mtodos convenientes para la

entrada de datos.

Ver ejemplo: InputExample.java

Mtodos de Java.util.Scanner

Ver documentacin

Revisar mtodos:

hasNext(): hay ms datos en entrada?

next(): retorna prximo token.

hasNextType(): Type es tipo bsico. verdadro si

hay dtal dato a continuacin. Type es boolena,

Byte, Double, Float, Int, Long y Short.

nextType(): retorna el dato del tipo Type a

continuacin.

Ver tambin: hasNextLine(), nextLine();

findInLine(String s);

Entrada de datos simple va grfica

Otra forma de ingresar datos es va la clase JoptionPane, en particular uno de sus mtodos: JoptionPane.showInputDialog(promptString); este llamado retorna el string ingresado por el usuario.

Ver ejemplo: InputTest.java

Sentencias

IF

if( exp ) statement1; else statement2;

if (a>b) x = a; else x = b;

else // es opcional

if ( x[i] > max ) max =

x[i];

Sentencias - Bucles

while while( exp ) statement1;

while( exp ) { statements; }

while (a>b) a = x[i++]; while ( x < 0 ) {

x = getX( ... );

y = y + x;

}

while permite evitar el viaje al bloque interno

Sentencias - Bucles

do do statement; while( exp );

do { statements; } while( exp

);

do a = x[i++]; while( a>z );

do { x = getX( ... );

y = y + x;

} while ( x > 0 );

do implica al menos un viaje

Sentencias - Bucles

for for( exp1; exp2; exp3 ) { s; }

equivalente a: exp1;

while ( exp2 )

{ s; exp3; }

for( k=0; k

Sentencias - switch

switch( exp1 ) { case x1: s1; break;

case x2: s2; break;

default: s3;

}

Ejemplo: switch( x ) {

case 1: y = a; break;

case 2: y = b; break;

default: y = c;

}

Break y continue

La sentencia break permite salir fuera del lazo de repeticin sin terminarlo (adems de su uso en switch).

Tambin puede ser usada en conjunto con un rtulo para salir fuera de cualquier bloque. El rtulo va inmediatamente antes del bloque en cuestin.

La sentencia continue transfiere el control de flujo al encabezado del lazo ms interno.

Clases para tipos de datos primitivos

Envoltorios (Wrappers)

Crean objetos para los tipos estndares. java.lang

Boolean

Integer

Long

Character

Float

Double

Un mtodo importante en estas clases nos permite transformar un string que contiene nmeros en un

tipo bsico. Ej: int a = Integer.parseInt(3425); hace que a tome el valor 3425. Se us en ejemplo InputTest.java

Objetos y Clases en Java

Creacin de objetos nuevos

Se usa el constructor de la clase MiClase a = new MiClase();

Todos los objetos son creados en el heap (memoria asignada dinmicamente durante la ejecucin).

Lo que se retorna es una referencia al nuevo objeto (puede ser pensada como puntero).

Nota no existe destructor (en C++ s) Java tiene un proceso de recoleccin de

basura (Garbage Collection) que automticamente recupera zonas no

referenciadas.

Constructores

Tiene igual nombre que la clase

Pueden tener parmetros

Son invocados principalmente con new

No tiene tipo retornado

No return explcito

Java provee constructor por defecto ()

Podemos proveer uno o ms constructores. Esto es un tipo de sobrecarga de mtodos (igual nombre con distintos parmetros)

El compilador busca el constructor usando firma nombre constructor + lista de parmetros

Constructores

Inicializa objetos nuevos:

1. Localiza memoria

2. Asigna valores por defecto a variables (0, 0.0, null, )

3. Llama constructor de Superclase (ms adelante)

4. Sentencias restantes son ejecutadas

La primera sentencia puede ser:

super( ) para llamar al constructor de la clase base (o padre o superclase)

this( ) invoca a otro constructor

Referencias

Los objetos son referenciados

Esta es una forma controlada de usar: Direcciones y punteros

Al declarar una variable de una clase obtenemos una referencia a la variable.

En caso de tipos primitivos (8) se tiene la variable y acceso directo (no es referencia)

byte, short, int, long, float, double, char, boolean

pejAcct.deposit(1000000); // error

pejAcct = new Cheque("Peter", 1000, 40);

pejAcct name

balance

chqNum

Cheque pejAcct;

pejAcct Referencia nula

Definiendo variables

Este ejemplo asume que la clase Cheque ya existe y posee miembros datos: name, balance y chqNum

Asignacin

Cheque jmAcct;

jmAcct

jmAcct = pejAcct;

pejAcct

name

balance

chqNum

jmAcct

Implicancias de referencias

La identidad de objetos son referencias referencia significa puntero (i.e. no el contenido)

= es copiar la referencia Usar mtodo clone para crear copia del objeto

completo.

== es comparacin de referencias Usar equals para comparar contenidos

aMethod(pejAcct) pasa un referencia

aMethod(tipo_bsico) pasa el valor

return pejAcct retorna una referencia Usar clone para crear una copia, y luego retornarla

Control de acceso

Modificador de acceso

public

protected

omitido

private

Visibilidad

Todas partes

en sub-classes & pkg

En el paquete

Slo en la clase

public

private

package

protected

Modificador Clase

si si si si

si si si no

omitido si si no no

si no no no

Package Subclass World

public

protected

private

Paquetes en Java (package)

Existen para garantizar unicidad en los nombres de clases.

Si queremos referirnos a la clase Date, podemos usar:

java.util.Date hoydia = new java.util.Date();

Una forma reducida es usar:

import java.util.Date;

Date hotdia = new Date();

Si deseamos usar varias clases de un mismo paquete:

import java.util.*;

Paquetes en Java (cont.)

Para incluir una clase en un paquete, al inicio del archivo indicar:

Package unmsm.sistemas.algoii.g2

Esto implica que debe existir los directorios: unmsm, dentro de l sistemas, dentro de ste algoiiy finalmente el directorio g2. En este ltimo ponemos los archivos del

paquete.

Para compilar estos archivos usamos:

javac unmsm/sistemas/algoii/g2/archivo.java Para correr el archivo usamos:

java unmsm.sistemas.algoii.g2.archivo

Documentacin

Para la clase ponerla inmediatamente antes de la clase y ser encerrado entre /** y */

Para los mtodos: usar los rtulos

@param variable descripcin

@return descripcin

@throws descripcin de clase

Para los datos pblicos: /** ...*/

Comentarios Generales:

@author nombre

@version texto

@since texto

@see link

Ejemplo: @see

unmsm.sistemas.algoii.Employee#raiseSalary(double)

Documentacin

Se pueden usar todo tipo de rtulos html incrustados.

Cmo generar la documentacin?: javadoc -d docDirectory *.java

Para la documentacin de un paquete: javadoc -d docDirectory nameOfPackage

Ejemplo: Account.java

index.html generado con javadoc -d AccountDoc *.java

Rutas para clases

Primero incluir la ruta del compilador y mquina virtual java en la variable PATH.

Luego la ruta para la bsqueda de todas las clases: CLASSPATH

El compilador y el interprete java buscan los archivos en el directorio actual.

Si el proyecto est compuesto por varias clases en diferentes directorios, javac y java buscan las clases en los directorios indicados en la variable de ambiente CLASSPATH.

En Linux ELO sta se configura con

export CLASSPATH=/home/user/classdir1: /home/user/classdir2:.

El Windows tambin se debe fijar la variable de ambiente.

algo prg2 intro

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