Documento 89541

Departamento de Informática
Universidad Técnica Federico Santa María
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Lenguajes de Programación
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Paradigmas de Desarrollo de
Software
3.2 Programación Orientada a
Objetos
• Programación orientada a procedimientos
(años ´70)
– Subprogramas y bibliotecas de subprogramas
• Programación orientada a datos
(años ´80)
Herencia, polimorfismo y ligado
dinámico
– Tipos abstractos de datos
• Programación orientada a objetos
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Visión Computacional OO
(PURA)
OO en el Diseño de Lenguajes
• OO Puros (e.g. Smalltalk)
• OO no puros
• Un programa es un conjunto de objetos (instancias
de alguna clase), que corresponden a una
abstracción del mundo real (problema)
– mantienen elementos de otros paradigma (e.g.
Java y Eiffel de los imperativos)
• Un objeto se comunica con otro objeto enviando
un mensaje a algún método de este último, el cual
le puede retornar otro objeto como resultado
• Lenguajes Extendidos a OO
– Extensión de imperativo (e.g. C++ y Ada 95)
• Procesamiento del mensaje puede alterar el estado
del objeto (sus variables internas).
– Extensión de funcional (e.g. CLOS)
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Soporte para Programación
Orientada a Objetos
Problemas de Reuso con TDAs
• Los TDAs son las unidades a reusar, pero:
• Tipos de Datos Abstractos
• Generalmente, requieren ser adaptadas para el nuevo
uso
• Hacer las modificaciones implicaría entender los
detalles de implementación del TDA reutilizado
• ¿Cómo representar relaciones entre distintos
TDAs?
• Por ejemplo, relación padre-hijo (relación de
subordinación)
– Clases y Objetos
• Herencia
– Simple y múltiple
• Polimorfismo, con especie particular de
ligado dinámico de métodos a mensajes
– Clases y métodos virtuales
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Concepto Herencia
Clases y Objetos
• Una clase define un tipo abstracto de dato
• Los objetos son instancias de una clase, y por lo
tanto ocupan memoria.
• Se les puede instanciar en forma estática, del stack
o del heap (C++ permite las tres formas).
• Si se crean del heap, su destruccción es explícita o
implícita (e.g. C++ es explícita y Java es implícita)
• Permite reusar tipos de datos abstractos ya
definidos, sin alterarlos.
• La reutilización se realiza definiendo
nuevos TDA que modifican o agregan
(datos y/o métodos) al TDA de base.
• Por lo tanto, permite adaptar un TDA a las
condiciones particulares de un problema
con menor esfuerzo
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Mecanismo de Herencia
Jerarquía de Herencia
• Un TDA se denomina clase, y las que
heredan de una clase base se denominan
clases derivadas (o subclases)
• Un TDA se deriva de una clase padre
denominada superclase
usa
Cliente
Datos
Clase (base)
Métodos
Hereda (es un)
Subclase
Datos
Métodos
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Herencia Simple
Ejemplo: Herencia en C++
class empleado {
char
*nombre;
short edad;
short depto;
int
sueldo;
public :
empleado
*proximo;
void imprimir ();
//
}
• La nueva clase hereda sus propiedades a
partir de una sola clase base
Clase base
class jefe : public empleado {
short nivel;
public :
empleado* esclavos;
void imprimir (); // es diferente a empleado::imprimir
//
};
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Subclase
Subclase
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Herencia Múltiple
Problemas con Herencia Múltiple
• La nueva clase hereda sus propiedades a
partir de dos o más clases
• Colisión de nombres introduce una
complicación
• Pérdida de eficiencia por su mayor
complejidad (en el ligado de los métodos)
• No está claro que su uso mejore el diseño y
mantención de sistemas, considerando la
mayor complejidad de organización
...
Clases bases
Subclase
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Polimorfismo mediante
Ligado Dinámico de Métodos
Ejemplo:
Ligado Dinámico de Métodos
• Permite crear variables del tipo de la clase del
padre que pueden referenciar objetos de cualquier
subclase (polimorfismo)
Figura
Datos
dibujar
rotar
• Las subclases pueden tener métodos que llevan el
mismo nombre del padre, pero que las subclases
las adaptan con otra implementación (override)
• Cuando se invoca un método de este tipo, se debe
dinámicamente hacer el ligado al método que
corresponde (dynamic binding).
Triángulo
Cuadrado
Datos
dibujar
rotar
Datos
dibujar
rotar
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Clases y Métodos Virtuales
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Polimorfismo en C++
class figura {
// ...
public:
virtual void rotar (int) = 0;
virtual void dibujar (void) = 0;
// ...
};
• A veces, la jerarquía de clases hace que para una
clase particular, no tenga sentido la creación de
objetos.
• En tal caso, la clase puede definir el prototipo de
métodos genéricos que son implementados en
todas las clases derivadas.
– Tales métodos se denominan métodos virtuales.
– La clase que posee estos métodos se denomina clase
virtual.
class circulo: public figura {
real radio;
public:
void rotar (int) {}
// anula figura::rotar
void dibujar (void);
// anula figura::dibujar
circulo (punto p, real radio);
};
figura *f[100];
...
for (int i=0; i<n; i++)
f[n]->dibujar();
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