Met2 07 01-introduccion_poo

1.0 Presentación
Metodologías y Técnicas de Programación II
Programación Orientada a Objeto (POO)
C++
Profesor:
José Luis Marina
jmarina@nebrija.es
Laboratorios:
José Luis Marina
jmarina@nebrija.es
Borland Builder 6.0
Puntuación:
Prácticas Laboratorio: 20%
Diarias 20%
Trabajo Laboratorio 80%

Exámen Parcial 15%
Exámen Final 65%

Exámen Final Extraordinario 70% 1

1.0 Presentación: Programa
Introducción a la POO
Historia de la Programación C++
Conceptos de POO Mi primera Clase

Repaso de Conceptos
Estándares de Programación Ficheros y E/S
Punteros y Memoria Control y Operadores

Clases y Objetos en C++
Uso y aplicación Funciones Amigas
Constructores Constantes e “inline”

Sobrecarga
De Operadores De Funciones

Herencia.
Tipos de Visibilidad Herencia Múltiple

Polimorfismo
Funciones Virtuales Polimorfismo y Sobrecarga.

Plantillas
Contenedores Iteradores 2

1.1 Historia de la Programación
¿Qué es programar?
Programar es tener en cuenta

●
Un problema:
Quiero saber mi nota final en la asignatura.

●
Un Conjunto de Datos
En las prácticas diarias tengo un : 8
En la práctica final tengo un : 9
En el exámen parcial un : 6
En el exámen final un : 7

●
Unas funciones o algoritmos
Nota Prácticas = (20% Prac.D) + (80%* Prac.F)
Nota Final = 20% Nota.Prac. + 15% Parcial + 65% Final

Y entonces...
Aplicar las funciones para resolver el problema (7,21)
3

¿Qué es programar?
Queremos por supuesto que nuestro programa:
●
Sea Correcto:
Funciona bien y de acuerdo a los requisitos.
El resultado se corresponde con unas especificaciones.

Pero que además:
●
Sea Eficaz
Lo hace en un tiempo admisible.
Especificaciones No Funcionales o de Calidad.

●
Sea Adaptable o Flexible
¿Qué pasa si cambian las especificaciones?

●
Sea Reutilizable
Sería ideal que ante problemas parecidos, no tenga que
volver a escribir todo el código y pueda aprovechar la
mayor parte de él.
4

Evolución
Código Binario
Con “ceros” y “unos”. 0010101 --> SUMAR

Código Máquina. Ensamblador
Tengo Nemotécnicos y puedo llamar a rutinas (funciones)

Lenguajes Procedimentales
Puedo pasar argumentos a funciones, devolver valores.
Separo interfaz de implementación.

Programación Orientada a Objeto
Todo es un objeto.
Ayuda a abstraer, imaginarme las cosas del mundo real simplificando.
Puedo encapsular los datos para evitar operaciones no permitidas.

Patrones de Diseño Librerías de Clases, Frameworks
Pares de solución/problema Reutilización masiva

Programación Orientada a Aspectos, a Servicios, a Modelos,...
5

1.2 Reutilización

Informe de Standish Group de 2004:
Sólo el 29% de los proyectos software satisfacen los requisitos de los clientes, se
entregan a tiempo y se ajustan a los presupuestos.
El 53% acaban incumpliendo algún requisito, se entregan fuera de plazo o cuestan más
de lo presupuestado.
El 18% se cancelan antes de su finalización o jamás llegan a utilizarse.

Reutilizar ayuda a sacar más con menos esfuerzo: Copio o reutilizo código,
estructuras o ideas.
Menos Equivocaciones:
Reutilizo algo que ya funciona. Se ha corregido sus errores.
Escribo menos código nuevo.
Menos Pruebas
Pruebo sólo lo nuevo y su integración.
Más Creativo
No rehago siempre lo mismo. Codifico nuevas funcionalidades.
Mejoran las Probabilidades de Éxito 6

1.2 Tipos de Reutilización
Reutilización Oportunista

En general se da porque un programador copia código y lo pega en el suyo.
Está bien pero tiene problemas a la larga: genero líneas diferentes para lo
mismo y si algo está mal en el origen hay que buscar todos los sitios en
donde se ha pegado para corregirlo.

Reutilización Sistemática - (POO)

Buscamos reutilizar y con un plan calculado. Queremos escribir sólo el
código necesario, equivocarnos menos, poner y quitar funcionalidad de
forma fácil. Queremos aprovechar los conocimientos y experiencia de otros
que han estado antes “por aquí”.

7

1.3 Programación Orientada a Objeto

Conceptos int i; ClaseEnteros mi_entero;
i=33; mi_entero.asignar(33);
cout << i; mi_entero.imprime_lo_que_vales();
Todo es un Objeto:
Un objeto es como una variable mejorada.
Cogemos un componente conceptual de nuestro problema y lo
representamos como un objeto en nuestro programa (perro, edificio,
tuerca, ventana,...)

Los objetos se comunican mediante mensajes:
Haremos programas que serán grupos de objetos enviando mensajes a
otros para decirles qué hacer. Petición de invocación a una función que
pertenece a un objeto en particular.

Datos Propios:
Podemos crear un nuevo tipo de objeto haciendo un paquete con otros
objetos. Oculto la complejidad. Coche (ruedas, motor,etc)

Cada objeto es de un tipo:
Un clase define el tipo de un objeto. Clase Enteros -> un_entero.
Un objeto es una instancia de una clase determinada. 8


Conceptos II
Todos los Objetos de un tipo en particular pueden recibir los mismos
mensajes:

Esto es muy potente. Nos abre un montón de posibilidades para
REUTILIZAR CÓDIGO.

Clase Figura Clase Círculo
Clase Cuadrado
Clase Triángulo

Un objeto del tipo o clase Círculo también es del tipo Figura.
Está garantizado que un círculo recibirá los mensajes de Figura.

Si hacemos código que habla con objetos de tipo Figura, SIN TOCAR NADA,
ese código también funciona con objetos de la clase Círculo.

mi_figura.dibujar_en_pantalla(); 9


Conceptos III
Clases:

Una clase describe un conjunto de objetos que tienen:
Las mismas características. > Datos
Los mismos comportamientos. > Funciones

Una clase es un tipo de datos. Un entero también tiene unas características
y unas funciones específicas.

Crearemos nuevas clases y el lenguaje de programación las tratará como si
fueran tipos de datos propios.

Una vez definida una clase podremos crear tantos objetos como queramos.

Circulo circulo1, circulo2;
Circulo my_nuevo_circulo;

10


Ocultando la Implementación
Creadores de Clases:
Programadores que proporcionan un interfaz a otros programadores
clientes. No dejamos que los clientes accedan a la implementación. Así
podemos cambiarla sin preocuparnos. Mejoro la función “dibujar()”.

Programadores Clientes:
Utilizan clases creadas por otros para hacer programas u otros objetos sin
preocuparse de la implementación. Si mejoras el método “dibujar()” yo no
tengo que cambiar nada de mi código.

Implementación 1

Implementación 2 Interfaz

11


Reutilizando la implementación
Si hemos hecho bien nuestra clase se convierte en una unidad de código
útil para los demás y para nosotros mismos. La utilizamos cuando nos
venga bien. La REUTILIZAMOS.

Podemos crear un objeto de esa clase directamente:

ClaseMotor mi_motor;
mi_motor.poner_a_punto();

Utilizar el objeto dentro de una clase
Composición o Agregación
1
Coche Motor Se lee “X tiene n Y”
suelen ser privados
dinámica o estática
muy potente
Abstracción
de la
complejidad


Reutilizando el Interfaz
Hay veces en que queremos crear un nuevo tipo, cuyo interfaz se parece a
uno ya creado.
Es más sencillo clonar una clase y añadir y modificar cosas al clon.

Herencia
Base o padre Vehículo
“es un” “es como un”

Vehículo
Pública. Permito que lo
Hija o Vehículo
a Motor sin motor vean mis herederos.
derivada
Privado. Sólo para mi.

Coche Autobús Bicicleta


Características
Abstraccción:
Nos permite representar una realidad compleja en términos de un modelo
simplificado.

Encapsulación:
Nos permite ocultar cómo está construido un objeto. Otros componentes de
nuestro sistema no necesitan conocer los datos y las funncionamiento
interno del objeto. Datos y Funciones se empaquetan juntos. Los diferentes
componentes, como no pueden acceder a sus partes internas, se
comunican mediante mensajes.

Herencia:
Permite que un objeto incorpore todo o parte de su definición de otro
objeto. Parte de la definición de Felino se corresponde con la definición de
Mamífero.

Polimorfismo:
Propiedad que poseen algunas operaciones de tener un comportamiento
diferente dependiendo del objeto (o tipo de dato) sobre el que se aplican
14

1.4 C++: El lenguaje de Programación

C++
Es un lenguaje de programación de
●
Propósito general
●
Orientado a Objeto.

Se basa en C. Un compilador de C++ compila también C.

Lo diseñó y lo implementó Bjarne Stroustrup y empezó a hacerlo en 1979.
La primera versión se llamó “C con clases”.

La primera versión comercial salió al mercado en 1985.

Se diseñó para que cumpliera con dos requisitos:
●
Eficiente
●
Elegante

C++ es un lenguaje estandarizado. Se reúnen representantes de países y
grandes empresas. El primer estándar sale en 1997 después de 8 años de
esfuerzo. El estándar facilita enseñarlo en universidades de todo el mundo.
15

¿Alguien usa C++?
El número de programadores C++ en el mundo se estima que es de tres
millones – 3.000.000 (IDS 2004)
Hay más de 400 libros sobre C++ en las librerías o en versión electrónica.
Todos los proveedores grandes tienen compiladores para C++.
Linux está en gran parte hecho en C++.

¿Es mejor C++ que Java o C#?
¿Quién es mejor programador/a?
a) Juan que sabe 3 lenguajes
b) Ana que sabe uno.
c) No sabe no contesta.

Algunos datos
Aprendiendo C++ aprendes también C.
Pasar de C++ a Java o a C# es relativamente sencillo.
Hay mucho código para reutilizar.
Hay librerías que nos dan facilidades como el “Recolector de Basura”.

C++ sigue evolucionando : C++0x (Estándar ISO en 2008)
16

Portabilidad
Puedes compilar el mismo código C++ en diferentes plataformas.

Brevedad
El ćodigo escrito en C++ es muy corto comparado con el de otros
lenaguajes. Podemos utliizar caracteres especiales en lugar palabras
evitando algo de esfuerzo al programador.

Modularidad
Podemos hacer una aplicación software usando varios ficheros de código
fuente, que se compilan de manera separada y luego se enlanzan para
generar el ejecutable. No tenemos que recompilar todo; sólo el fichero que
hemos tocado se compila y se enlaza el código objeto con el resto
generado antes. Podemos enlazar código objeto de C++ con código que
proviene de ensamblador.

Velocidad
El código resultante de una compilación de C++ es muy eficiente. C++ es
un lenguaje que podemos tratar a muy alto nivel o a muy bajo nivel.
17


18

1.5 Ejemplo de Clase
Definición
Queremos poder calcular la nota de los alumnos de la asignatura de
Métodos II de programación sabiendo que la nota final se calcula:

20 % Por las prácticas de laboratorio (20% diarias 80% trabajo final)
15 % Por exámen parcial.
65 % Por exámen final

y suponiendo que todos los alumnos aprobarán y no irán al exámen
extraordinario.

Los alumnos deberán ser identificados por nombre, apellido1, apellido2 y
DNI.
Alumno nombre, apellido1, apellido2, dni

Alumno nota_practica_diaria nota_parcial
de Métodos II nota_practica_final nota_final

19

1.5 Ejemplo de Clase

Alumno Nombre Alumno_M2
de la Clase
nombre_: string nota_p_dia_: float
apellido1_: string nota_p_fin_: float
apellido2_: string Datos nota_parcial_: float
dni_: string Atributos nota_final_: float
edad_: int
privado
+ público + nombre(string nom) Métodos
+ inicializar(): void
+ apellido1(string a1) Funciones
+ nota_p_dia(float n)
+ apellido2(string a2)
+ nota_p_fin(float n)
+ dni(string dni)
+ nota_parcial(float n)
+ edad(int anios)
+ nota_final(float n)
+ nombre() : string
+ nota_p_dia():float
+ apellido1() : string
+ nota_p_fin():float
+ apellido2() : string
+ nota_parcial():float
+ dni() : string
+ nota_final():float
+ edad(): int
+ calificacion(): float
+ imprime_notas(): void

1.5 Ejemplo de Clase Definición de Interfaz

// Clase Alumno de Métodos II
class AlumnoM2: public Alumno
{ AlumnoM2
private:
nota_p_dia_: float
float nota_p_dia_;
nota_p_fin_: float
float nota_p_fin_;
nota_parcial_: float
float nota_parcial_;
nota_final_: float
float nota_final_;

public:
void inicializar  (void); + inicializar(): void
void nota_p_dia   (float nota); + nota_p_dia(float n)
void nota_p_fin   (float nota); + nota_p_fin(float n)
void nota_parcial (float nota); + nota_parcial(float n)
void nota_final   (float nota); + nota_final(float n)

float nota_p_dia   (void); + nota_p_dia():float
float nota_p_fin   (void); + nota_p_fin():float
float nota_parcial (void); + nota_parcial():float
float nota_final   (void); + nota_final():float

float calificacion(void); + calificacion(): float
void  imprime_notas(); + imprime_notas(): void
}
21

1.5 Ejemplo de Clase Implementación

void //
AlumnoM2::inicializar (void) void
{ AlumnoM2::nota_final (float nota);
nota_p_dia_ = 1; {
nota_p_fin_ = 1; nota_final_ = nota;
nota_parcial_ = 1; }
nota_final_ = 1; //
} float
// AlumnoM2::nota_final (void);
void {
AlumnoM2::nota_p_dia (float nota); return nota_final_;
{ }
nota_p_dia_ = nota;                 ...
} //
// float
void AlumnoM2::calificacion (void);
AlumnoM2::nota_p_fin (float nota); {
{ flota cal=0.0;
nota_p_fin_ = nota; cal = 0.2* (0.2 * nota_p_dia_ +
}                 0.8 * nota_p_fin_) +
//           0.15*nota_parcial_       +
void           0.65*nota_final_;
AlumnoM2::nota_parcial (float nota); return cal;
{ }
nota_parcial_ = nota;
} 22

1.5 Ejemplo de Clase Ejercicios

1. Método para imprimir
Codificar el método para imprimir por pantalla:
Nombre :
Apellido1 :
Apellido2 :
DNI :
Edad :

Calificación :

2. Método que devuelve la calificación en un argumento.
Codificar el método que podamos llamar así.

float cal;
calificacion(cal);
cout << “Calificacion: “ << cal << “n”;

(*) Suponemos que un “Creador de Clases” ha codificado la clase
Alumno de la que deriva la nuestra.

23

1.6 Para Recordar

1.- Los proyectos Software son complejos y difíciles de desarrollar
Sólo el 29% de los proyectos software satisfacen los requisitos de los clientes,
se entregan a tiempo y se ajustan a los presupuestos.

2.- La POO nos ayuda a reutilizar y equivocarnos menos.
Sus características son: Abstracción, encapsulación, herencia y polimorfismo.

3.- C++ es un lenguaje Orientado a Objeto.
Se utiliza extensamente. Podemos aprender otros lenguajes. Eficiente.

4.- Los diagramas UML son una buena ayuda para diseñar.

5.- Aprendemos con la Práctica.
24

Programa
Introducción a la POO
Historia de la Programación C++
Conceptos de POO Mi primera Clase

Repaso de Conceptos
Estándares de Programación Ficheros y E/S
Punteros y Memoria Control y Operadores

Clases y Objetos en C++
Uso y aplicación Funciones Amigas
Constructores Constantes e “inline”

Sobrecarga
De Operadores De Funciones

Herencia.
Tipos de Visibilidad Herencia Múltiple

Polimorfismo
Funciones Virtuales Polimorfismo y Sobrecarga.

Plantillas
Contenedores Iteradores 25

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