Características de los objetos.

Al principio de la unidad veíamos que el mundo real está compuesto de objetos, y podemos considerar objetos casi cualquier cosa que podemos ver y sentir. Cuando escribimos un programa en un lenguaje orientado a objetos, debemos identificar cada una de las partes del problema con objetos presentes en el mundo real, para luego trasladarlos al modelo computacional que estamos creando.

En este contexto, un objeto de software es una representación de un objeto del mundo real, compuesto de una serie de características y un comportamiento específico.

Un objeto es un conjunto de datos con las operaciones definidas para ellos. Los objetos tienen un estado y un comportamiento.

Por tanto, estudiando los objetos que están presentes en un problema podemos dar con la solución a dicho problema. Los objetos tienen unas características fundamentales que los distinguen:

  • Identidad. Es la característica que permite diferenciar un objeto de otro. De esta manera, aunque dos objetos sean exactamente iguales en sus atributos, son distintos entre sí. Puede ser una dirección de memoria, el nombre del objeto o cualquier otro elemento que utilice el lenguaje para distinguirlos. Por ejemplo, dos vehículos que hayan salido de la misma cadena de fabricación y sean iguales aparentemente, son distintos porque tienen un código que los identifica.

  • Estado. El estado de un objeto viene determinado por una serie de parámetros o atributos que lo describen, y los valores de éstos. Por ejemplo, si tenemos un objeto Coche, el estado estaría definido por atributos como Marca, Modelo, Color, Cilindrada, etc.
  • Comportamiento. Son las acciones que se pueden realizar sobre el objeto. En otras palabras, son los métodos o procedimientos que realiza el objeto. Siguiendo con el ejemplo del objeto Coche, el comportamiento serían acciones como: arrancar(), parar(), acelerar(), frenar(), etc.

Características de atributo:

Los atributos son las características individuales que diferencian un objeto de otro y determinan su apariencia, estado u otras cualidades. Los atributos se guardan en variables denominadas de instancia, y cada objeto particular puede tener valores distintos para estas variables. Las variables de instancia también denominados miembros dato, son declaradas en la clase pero sus valores son fijados y cambiados en el objeto. Además de las variables de instancia hay variables de clase, las cuales se aplican a la clase y a todas sus instancias. 

Los atributos tienen las propiedades siguientes:
  • Los atributos agregan metadatos al programa. Los metadatos son información sobre los tipos definidos en un programa. Todos los ensamblados NET contienen un conjunto de metadatos especificado que describe los tipos y los miembros de tipo definidos en el ensamblado. Puede agregar atributos personalizados para especificar toda información adicional necesaria.
  • El programa puede examinar sus propios metadatos o los metadatos de otros programas mediante la reflexión.
  • Atributos como MarshallAs se utilizan mucho en los escenarios de interoperabilidad COM.

Características de estado 

En Ciencias de la computación y en Teoría de autómatas, un estado es una configuración única de información en un programa o máquina. Esto es un concepto que ocasionalmente se ha extendido en varias formas de programación de sistemas tales como lexers y Parsers.

Si el autómata en cuestión es una Máquina de estados finitos, un Autómata con pila o una auténtica Máquina de Turing, un estado es un conjunto particular de instrucciones las cuales serán ejecutadas en respuesta a la entrada de la máquina. Se puede pensar en el estado como algo análogo a la memoria principal de la computadora. El comportamiento del sistema es una función de (a) la definición del autómata, (b) la entrada y (c) el estado actual.
  • Estados Compatibles son estados de una máquina de estados los cuales no tienen conflictos para ningún valor de entrada. Así para cada entrada, ambos estados deben tener la misma salida, y ambos estados deben tener el mismo sucesor (o sucesores sin especificar) o ambos no deben cambiar. Los estados compatibles son redundantes si aparecen en la misma máquina de estados.
  • Estados Equivalentes son los estados de una máquina de estados los cuales, para cada posible secuencia de entrada, la misma secuencia de salida será producida - sin importar cual estado es el estado inicial.
  • Estados Distinguibles son estados en una máquina de estados los cuales tienen al menos una secuencia de entrada la cual causa secuencias de salida diferentes - sin importar cual estado es el estado inicial.

Mensajes y métodos

El modelado de objetos no sólo tiene en consideración los objetos de un sistema, sino también sus interrelaciones.

Mensaje

Los objetos interactúan enviándose mensajes unos a otros. Tras la recepción de un mensaje el objeto actuará. La acción puede ser el envío de otros mensajes, el cambio de su estado, o la ejecución de cualquier otra tarea que se requiera que haga el objeto.

Método

Un método se implementa en una clase, y determina cómo tiene que actuar el objeto cuando recibe un mensaje.

Cuando un objeto A necesita que el objeto B ejecute alguno de sus métodos, el objeto A le manda un mensaje al objeto B.


Al recibir el mensaje del objeto A, el objeto B ejecutará el método adecuado para el mensaje recibido.

Características de Clase

En informática, una clase es una plantilla para la creación de objetos de datos según un modelo predefinido. Las clases se utilizan para representar entidades o conceptos, como los sustantivos en el lenguaje. Cada clase es un modelo que define un conjunto de variables y métodos apropiados para operar con dichos datos. Cada objeto creado a partir de la clase se denomina instancia de la clase.

La programación orientada a objetos es la base principal para los tipos de objetos. Permiten abstraer los datos y sus operaciones asociadas al modo de una caja negra. Los lenguajes de programación que soportan clases difieren sutilmente en su soporte para diversas características relacionadas con clases. La mayoría soportan diversas formas de herencia. Muchos lenguajes también soportan características para proporcionar encapsulación, como especificadores de acceso.

Una clase también puede tener una representación (metaobjeto) en tiempo de ejecución, que proporciona apoyo en tiempo de ejecución para la manipulación de los metadatos relacionados con la clase.

Superclase y Subclases

El concepto de herencia conduce a una estructura jerárquica de clases o estructura de árbol, lo cual significa que en la OOP todas las relaciones entre clases deben ajustarse a dicha estructura.

En esta estructura jerárquica, cada clase tiene sólo una clase padre. La clase padre de cualquier clase es conocida como su superclase. La clase hija de una superclase es llamada una subclase.

* Una superclase puede tener cualquier número de subclases.

* Una subclase puede tener sólo una superclase.


A es la superclase de B, C y D.
D es la superclase de E.
B, C y D son subclases de A.
E es una subclase de D.

Herencia

La herencia es un mecanismo que permite la definición de una clase a partir de la definición de otra ya existente. La herencia permite compartir automáticamente métodos y datos entre clases, subclases y objetos.

La herencia está fuertemente ligada a la reutilización del código en la OOP. Esto es, el código de cualquiera de las clases puede ser utilizado sin más que crear una clase derivada de ella, o bien una subclase.

La herencia es uno de los mecanismos de los lenguajes de programación orientada a objetos basados en clases, por medio del cual una clase se deriva de otra de manera que extiende su funcionalidad. La clase de la que se hereda se suele denominar clase base, clase padre, superclase, clase ancestro (el vocabulario que se utiliza suele depender en gran medida del lenguaje de programación).

En los lenguajes que cuentan con un sistema de tipos fuerte y estrictamente restrictivo con el tipo de datos de las variables, la herencia suele ser un requisito fundamental para poder emplear el Polimorfismo, al igual que un mecanismo que permita decidir en tiempo de ejecución qué método debe invocarse en respuesta a la recepción de un mensaje, conocido como enlace tardío o enlace dinámico.

Estereotipos de herencia

Herencia simple

Una clase solo puede heredar de una clase base y de ninguna otra.

Herencia múltiple

Una clase puede heredar las características de varias clases base, es decir, puede tener varios padres. En este aspecto hay discrepancias entre los diseñadores de lenguajes. Algunos de ellos han preferido no admitir la herencia múltiple debido a que los potenciales conflictos entre métodos y variables con igual nombre, y eventualmente con comportamientos diferentes crea un desajuste cognitivo que va en contra de los principio de la programación orientada a objetos. Por ello, la mayoría de los lenguajes orientados a objetos admite herencia simple. En contraste, algunos pocos lenguajes admiten herencia múltiple, entre ellos: C++, Python, Eiffel, mientras que Smalltalk, Java, Ada y C# solo permiten herencia simple.

Polimorfismo

En programación orientada a objetos, el polimorfismo se refiere a la propiedad por la que es posible enviar mensajes sintácticamente iguales a objetos de tipos distintos. El único requisito que deben cumplir los objetos que se utilizan de manera polimórfica es saber responder al mensaje que se les envía.

La apariencia del código puede ser muy diferente dependiendo del lenguaje que se utilice, más allá de las obvias diferencias sintácticas.

Diagrama de clases UML, que describe gráficamente la relación entre la clase base Figura y sus posibles clases derivadas, y la entidad que utiliza esta estructura: la Aplicación, también identificado como objeto Cliente..

Se puede clasificar el polimorfismo en dos grandes clases:

  • Polimorfismo dinámico (o polimorfismo paramétrico) es aquel en el que el código no incluye ningún tipo de especificación sobre el tipo de datos sobre el que se trabaja. Así, puede ser utilizado a todo tipo de datos compatible.
  • Polimorfismo estático (o polimorfismo ad hoc) es aquél en el que los tipos a los que se aplica el polimorfismo deben ser explícitos y declarados uno por uno antes de poder ser utilizados