Programación Orientada a Objetos

en Física
Santander, 08/11/2010

metodologías que nos ayudan a enfrentar un problema.
Cada metodología tiene

diversos lenguajes que las soportan.
Algunos lenguajes soportan varias metodologías.

un método de programación en el cual los programas se

organizan en colecciones cooperativas de objetos, cada uno de los cuales representa una instancia de alguna clase, y cuyas clases son, todas ellas, miembros de una jerarquía de clases unidas mediante relaciones de herencia.
Comentarios:
Usamos objetos en lugar de algoritmos como bloque fundamental
Cada objeto es una instancia de una clase
Las clases están relacionadas entre sí por relaciones tan complejas como la herencia

objetos del mundo real
Facilita la reutilización de código
Y por tanto

el mantenimiento del mismo
Se pueden usar conceptos comunes durante las fases de análisis, diseño e implementación
Disipa las barreras entre el qué y el cómo

el flujo de datos
Pérdida de linealidad
Requiere de un lenguaje de

modelización de problemas más elaborado:
Unified Modelling Language (UML)
Representaciones gráficas más complicadas

de relaciones
Asociación
Herencia
Agregación
Instanciación

Representaciones gráficas
Diagramas estáticos (de clases, de objetos...)
Diagramas dinámicos (de

interacción...)

que
podemos manipular
Existen en el mundo real (o en nuestro entendimiento

del mismo)

Una clase describe los
objetos del mismo tipo
Todos los objetos son instancias de una clase
Describe las propiedades y el comportamiento de un tipo de objetos

real
Resaltando los aspectos relevantes de los objetos de una clase
Ocultando

los detalles particulares de cada objeto
Separaremos el comportamiento de la implementación
Es más importante saber qué se hace en lugar de cómo se hace: Un sensor de temperatura
Se define porque...
mide la temperatura
nos muestra su valor
se puede calibrar...
No sabemos... (no nos importa)
cómo mide la temperatura
de qué está hecho
cómo se calibra

cosa con ruedas, motor, volante y pedales (conductor)
Algo capaz de

transportar personas (taxista)
Una caja que se mueve (simulador de tráfico)
Conjunto de piezas (fabricante)

de los detalles internos de otra.
Complementa a la abstracción
Se consigue:
Separando

la interfaz de su implementación
Ocultando la información interna de un objeto
Escondiendo la estructura e implementación de los métodos (algoritmos).
Exponiendo solo la forma de interactuar con el objeto

punto y 2 vectores
1 punto, 1 vector, 1 ángulo y

1 lado
Transformaciones:
Escalado
Rotación
Desplazamiento
Dibujar

No vemos...
Como está representado internamente
4 puntos?
1 punto y 2 vectores?
...
Como se modifica su escala
Guardando el factor?
Escalando en el momento?
Idem para rotación, traslación, etc...

Ejemplo: Un paralelogramo

ligados entre sí: módulos.
Organización del código
Es una especie de encapsulamiento

de más alto nivel.
El C++ no lo impone aunque lo soporta (namespace)
El Java es más formal (packages)
Difícil pero muy importante en sistemas grandes.
Suele aplicarse refinando el sistema en sucesivas iteraciones
Cada módulo debe definir una interfaz clara

siguientes módulos...
Geometría: Describe el detector físicamente (forma, materiales, tamaño)
Partículas: Las partículas

cuyas interacciones nos interesan
Procesos: Aquí enlazamos la información del detector (materia) con las propiedades de las partículas.
...

Podríamos dividir el módulo de procesos en procesos electromagnéticos, procesos hadrónicos, ...
Lo mismo podríamos hacerlo con las partículas: leptones, hadrones, ...

dos jerarquías fundamentales:
Estructura de clases:
Jerarquía “es un/a”
Relaciones de herencia
Estructura de

objetos:
Jerarquía “parte de”
Relaciones de agregación
Está implementada de manera genérica en la estructura de clases

el plano
Escalable
Rotable

Un gráfico es algo que se puede dibujar en

2D

Un diagrama es un conjunto de cuadrados y círculos

Herencia simple
Un cuadrado es una figura
Un círculo es una figura

Herencia múltiple
es una figura
es un gráfico
Agregación

Ejemplo: Figuras planas y diagramas

tipo diferente no pueden ser intercambiados
El C++ y el Java

son lenguajes fuertemente “tipeados”
Ayuda a corregir errores en tiempo de compilación
Mejor que en tiempo de ejecución

tiempo y en el espacio a su creador (programa que

lo generó)
No se trata de almacenar sólo el estado de un objeto sino toda la clase (incluido su comportamiento)
No está directamente soportado por el C++
Existen librerías y sistemas completos (OODBMS) que facilitan la tarea
Frameworks (entornos) como ROOT lo soportan parcialmente (reflex)
El concepto de serialización del Java está directamente relacionado con la persistencia

de información y datos
También ayudan a comprender las propiedades de

unas clases a partir de las propiedades de otras
Existen 4 tipos de relaciones:
Asociación
Herencia
Agregación
Instanciación

para determinar una relación más compleja
Ejemplo: Relación entre un producto y

una venta. Cualquier venta está asociada a un producto, pero no es, ni forma parte de, ni posee ningún producto… al menos en una primera aproximación.

Cardinalidad: multiplicidad a cada lado
Uno a uno: Venta-Transacción
Uno a muchos: Producto-Venta
Muchos a muchos: Comprador-Vendedor

como generalización
Evita definir repetidas veces las características comunes a varias clases
Una

de las clases comparte la estructura y/o el comportamiento de otra(s) clase(s).
También se denomina relación “es un/a” (is a)

cual se hereda
Clase derivada o subclase: clase que hereda
Herencia simple:

Hereda de una sola clase
Herencia múltiple: Hereda de varias clases
Java solo la soporta parcialmente
Presenta diversos problemas (¿qué hacer cuando se hereda más de una vez de la misma clase?)
Clase abstracta: La que no lleva, ni puede llevar, ningún objeto asociado
Polimorfismo: Posibilidad de usar indistintamente todos los objetos de un clase y derivadas.

aquélla.
También se denomina relación “es parte de” (has a)
Una clase puede

contener a otra:
Por valor: Cuando los objetos de la clase contenida se crean y destruyen al mismo tiempo que los de la clase continente
Por referencia: Cuando no necesariamente ocurre lo anterior

puede implementarse independientemente del tipo (real, complejo, color...) de alguno

de sus atributos:
Definimos una clase parametrizada o template (plantilla)
Para cada uno de los tipos que necesitemos definimos una nueva clase  Instanciación

nuestro sistema
Hay múltiples vistas y tipos de diagramas:
Estáticos
Diagramas de clases

 Los de los ejemplos
Diagramas de objetos
...
Dinámicos:
Diagramas de estado: Muestra el ciclo de vida de los objetos, sistemas, etc...
Diagramas secuenciales: Muestra como los objetos interaccionan entre ellos
...