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Herencia
     Hay clases que comparten gran parte de sus características.


          El mecanismo conocido con el nombre de herencia
           permite reutilizar clases: Se crea una nueva clase
         que extiende la funcionalidad de una clase existente
       sin tener que reescribir el código asociado a esta última.


   La nueva clase, a la que se denomina subclase, puede poseer
   atributos y métodos que no existan en la clase original.

   Los objetos de la nueva clase heredan los atributos y los
   métodos de la clase original, que se denomina superclase.




§ Trabajador es una clase genérica que sirve para almacenar
  datos como el nombre, la dirección, el número de teléfono
  o el número de la seguridad social de un trabajador.
§ Empleado es una clase especializada para representar los
  empleados que tienen una nómina mensual (encapsula datos
  como su salario anual o las retenciones del IRPF).
§ Consultor es una clase especializada para representar a
  aquellos trabajadores que cobran por horas (por ejemplo,
  registra el número de horas que ha trabajado un consultor
  y su tarifa horaria).
OOP – Clases y objetos: Java      -2-                   © Fernando Berzal
Las clases Empleado y Consultor,
      además de los atributos y de las operaciones que definen,
     heredan de Trabajador todos sus atributos y operaciones.




                  Un empleado concreto tendrá,
    además de sus atributos y operaciones como Empleado,
todos los atributos correspondientes a la superclase Trabajador.

OOP – Clases y objetos: Java    -3-                  © Fernando Berzal
En Java:

import java.util.Date;                       // Para las fechas

public class Trabajador
{
  private String nombre;
  private String puesto;
  private String direccion;
  private String telefono;
  private Date   fecha_nacimiento;
  private Date   fecha_contrato;
  private String NSS;

    // Constructor

    public Trabajador (String nombre, String NSS)
    {
      this.nombre = nombre;
      this.NSS = NSS;
    }

    // Métodos get & set
    // ...

    // Comparación de objetos

    public boolean equals (Trabajador t)
    {
      return this.NSS.equals(t.NSS);
    }

    // Conversión en una cadena de caracteres

    public String toString ()
    {
      return nombre + " (NSS "+NSS+")";
    }
}
               NOTA:           Siempre es recomendable definir
                               los métodos equals() y toString()

OOP – Clases y objetos: Java           -4-               © Fernando Berzal
public class Empleado extends Trabajador
{
  private double sueldo;
  private double impuestos;
    private final int PAGAS = 14;

    // Constructor
    public Empleado
          (String nombre, String NSS, double sueldo)
    {
      super(nombre,NSS);
        this.sueldo    = sueldo;
        this.impuestos = 0.3 * sueldo;
    }

    // Nómina
    public double calcularPaga ()
    {
      return (sueldo-impuestos)/PAGAS;
    }

    // toString
    public String toString ()
    {
      return "Empleado "+super.toString();
    }
}

           Con la palabra reservada extends indicamos que
           Empleado es una subclase de Trabajador.

           Con la palabra reservada super accedemos a miembros
           de la superclase desde la subclase.
               Generalmente, en un constructor, lo primero que nos
               encontramos es una llamada al constructor de la clase
               padre con super(…). Si no ponemos nada, se llama al
               constructor por defecto de la superclase antes de
               ejecutar el constructor de la subclase.
OOP – Clases y objetos: Java       -5-                  © Fernando Berzal
class Consultor extends Trabajador
{
  private int    horas;
  private double tarifa;

    // Constructor
    public Consultor (String nombre, String NSS,
                      int horas, double tarifa)
    {
      super(nombre,NSS);

        this.horas = horas;
        this.tarifa = tarifa;
    }

    // Paga por horas
    public double calcularPaga ()
    {
      return horas*tarifa;
    }

    // toString
    public String toString ()
    {
      return "Consultor "+super.toString();
    }
}
           La clase Consultor también define un método llamado
           calcularPaga(), si bien en este caso el cálculo se hace
           de una forma diferente por tratarse de un trabajador de un
           tipo distinto.

           Tanto la clase Empleado como la clase Consultor
           redefinen el método toString() que convierte un objeto
           en una cadena de caracteres.
                      De hecho, Trabajador también redefine este
                      método, que se hereda de la clase Object, la clase
                      base de la que heredan todas las clases en Java.

OOP – Clases y objetos: Java         -6-                  © Fernando Berzal
Redefinición de métodos
  Como hemos visto en el ejemplo con el método toString(),
     cada subclase hereda las operaciones de su superclase
      pero tiene la posibilidad de modificar localmente el
 comportamiento de dichas operaciones (redefiniendo métodos).

// Declaración de variables
Trabajador trabajador;
Empleado   empleado;
Consultor consultor;

// Creación de objetos
trabajador = new Trabajador ("Juan", "456");
empleado = new Empleado          ("Jose", "123", 24000.0);
consultor = new Consultor ("Juan", "456", 10, 50.0);


// Salida estándar con toString()
System.out.println(trabajador);
               Juan (NSS 456)
System.out.println(empleado);
               Empleado Jose (NSS 123)
System.out.println(consultor);
               Consultor Juan (NSS 456)



// Comparación de objetos con equals()
System.out.println(trabajador.equals(empleado));
               false
System.out.println(trabajador.equals(consultor));
               true

OOP – Clases y objetos: Java    -7-              © Fernando Berzal
Polimorfismo
         Al redefinir métodos, objetos de diferentes tipos
     pueden responder de forma diferente a la misma llamada
  (y podemos escribir código de forma general sin preocuparnos
     del método concreto que se ejecutará en cada momento).


Ejemplo
Podemos añadirle a la clase Trabajador un método
calcularPaga genérico (que no haga nada por ahora):


public class Trabajador…
   public double calcularPaga ()
   {
     return 0.0;                // Nada por defecto
   }


En las subclases de Trabajador, no obstante, sí que definimos el
método calcularPaga() para que calcule el importe del pago
que hay que efectuarle a un trabajador (en función de su tipo).


public class Empleado extends Trabajador…
   public double calcularPaga ()                // Nómina
   {
     return (sueldo-impuestos)/PAGAS;
   }


class Consultor extends Trabajador…
   public double calcularPaga ()                // Por horas
   {
     return horas*tarifa;
   }


OOP – Clases y objetos: Java   -8-                 © Fernando Berzal
Como los consultores y los empleados son trabajadores, podemos
crear un array de trabajadores con consultores y empleados:
 …
 Trabajador trabajadores[] = new Trabajador[2];
 trabajadores[0] = new Empleado
                   ("Jose", "123", 24000.0);
 trabajadores[1] = new Consultor
                   ("Juan", "456", 10, 50.0);
  …

Una vez que tenemos un vector con todos los trabajadores de una
empresa, podríamos crear un programa que realizase los pagos
correspondientes a cada trabajador de la siguiente forma:
   …
   public void pagar (Trabajador trabajadores[])
   {
     int i;
       for (i=0; i<trabajadores.length; i++)
           realizarTransferencia ( trabajadores[i],
                     trabajadores[i].calcularPaga());
   }
   …
               Para los trabajadores del vector anterior, se realizaría
                                                       '%¤#" ¦¨©§¦¤¢ 
                                                       ¨$ ! £  ¡  ¨  ¨ £¥£ ¡
               una transferencia de 1200  @¤29£¤#!8¥ 765$31©§¦¤)(¤ 
                                                4  4 2 0 ¨ £¥£ ¡
               otra transferencia, esta vez de 500


Cada vez que se invoca el método calcularPaga(), se busca
automáticamente el código que en cada momento se ha de
ejecutar en función del tipo de trabajador (enlace dinámico).

La búsqueda del método que se ha de invocar como respuesta a
un mensaje dado se inicia con la clase del receptor. Si no se
encuentra un método apropiado en esta clase, se busca en su clase
padre (de la hereda la clase del receptor). Y así sucesivamente
hasta encontrar la implementación adecuada del método que se ha
de ejecutar como respuesta a la invocación original.

OOP – Clases y objetos: Java            -9-                          © Fernando Berzal
El Principio de Sustitución de Liskov

    “Debe ser posible utilizar cualquier objeto instancia de una
      subclase en el lugar de cualquier objeto instancia de su
    superclase sin que la semántica del programa escrito en los
            términos de la superclase se vea afectado.”

                                              Barbara H. Liskov  Stephen N. Zilles:
                                           “Programming with Abstract Data Types”
                Computation Structures Group, Memo No 99, MIT, Project MAC, 1974.
                                (ACM SIGPLAN Notices, 9, 4, pp. 50-59, April 1974.)




El cumplimiento del Principio de Sustitución de Liskov
permite obtener un comportamiento y diseño coherente:

       Ejemplo
       Cuando tengamos trabajadores,
       sean del tipo particular que sean,
       el método calcularPaga() siempre calculará
       el importe del pago que hay que efectuar
       en compensación por los servicios del trabajador.




Acerca de la sobrecarga de métodos
No hay que confundir el polimorfismo con la sobrecarga de métodos
(distintos métodos con el mismo nombre pero diferentes parámetros).

       Ejemplo
       Podemos definir varios constructores
       para crear de distintas formas objetos de una misma clase.

OOP – Clases y objetos: Java            - 10 -                     © Fernando Berzal
Un ejemplo clásico: Figuras geométricas




public class Figura
{
  protected double x;
  protected double y;
  protected Color color;
  protected Panel panel;


    public Figura (Panel panel, double x, double y)
    {
      this.panel = panel;
      this.x     = x;
      this.y     = y;
    }

    public void setColor (Color color)
    {
      this.color = color;
      panel.setColor(color);
    }

    public void dibujar ()
    {
      // No hace nada aquí…
    }
}

OOP – Clases y objetos: Java   - 11 -     © Fernando Berzal
public class Circulo extends Figura
{
  private double radio;
    public Circulo(Panel panel,
                   double x, double y, double radio)
    {
      super(panel,x,y);
      this.radio = radio;
    }
    public void dibujar ()
    {
      panel.drawEllipse(x,y, x+2*radio, y+2*radio);
    }
}


public class Cuadrado extends Figura
{
  private double lado;
    public Cuadrado(Panel panel,
                    double x, double y, double lado)
    {
      super(panel,x,y);
      this.lado = lado;
    }
    public void dibujar ()
    {
      panel.drawRectangle(x,y, x+lado, y+lado);
    }
}




OOP – Clases y objetos: Java   - 12 -     © Fernando Berzal
La palabra reservada final
En Java, usando la palabra reservada final, podemos:

1. Evitar que un método se pueda redefinir en una subclase:

       class Consultor extends Trabajador
       {
         …
         public final double calcularPaga ()
         {
           return horas*tarifa;
         }
         …
       }
           Aunque creemos subclases de Consultor, el dinero
               que se le pague siempre será en función de las horas
               que trabaje y de su tarifa horaria (y eso no podremos
               cambiarlo aunque queramos).


2. Evitar que se puedan crear subclases de una clase dada:

       public final class Circulo extends Figura
       …

       public final class Cuadrado extends Figura
       …

               Al usar final, tanto Circulo como Cuadrado son
               ahora clases de las que no se pueden crear subclases.

       En ocasiones, una clase será “final”…
            porque no tenga sentido crear subclases o, simplemente,
            porque deseamos que la clase no se pueda extender.


RECORDATORIO:
En Java, final también se usa para definir constantes simbólicas.

OOP – Clases y objetos: Java       - 13 -                © Fernando Berzal

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Herencia clase

  • 1. Herencia Hay clases que comparten gran parte de sus características. El mecanismo conocido con el nombre de herencia permite reutilizar clases: Se crea una nueva clase que extiende la funcionalidad de una clase existente sin tener que reescribir el código asociado a esta última. La nueva clase, a la que se denomina subclase, puede poseer atributos y métodos que no existan en la clase original. Los objetos de la nueva clase heredan los atributos y los métodos de la clase original, que se denomina superclase. § Trabajador es una clase genérica que sirve para almacenar datos como el nombre, la dirección, el número de teléfono o el número de la seguridad social de un trabajador. § Empleado es una clase especializada para representar los empleados que tienen una nómina mensual (encapsula datos como su salario anual o las retenciones del IRPF). § Consultor es una clase especializada para representar a aquellos trabajadores que cobran por horas (por ejemplo, registra el número de horas que ha trabajado un consultor y su tarifa horaria). OOP – Clases y objetos: Java -2- © Fernando Berzal
  • 2. Las clases Empleado y Consultor, además de los atributos y de las operaciones que definen, heredan de Trabajador todos sus atributos y operaciones. Un empleado concreto tendrá, además de sus atributos y operaciones como Empleado, todos los atributos correspondientes a la superclase Trabajador. OOP – Clases y objetos: Java -3- © Fernando Berzal
  • 3. En Java: import java.util.Date; // Para las fechas public class Trabajador { private String nombre; private String puesto; private String direccion; private String telefono; private Date fecha_nacimiento; private Date fecha_contrato; private String NSS; // Constructor public Trabajador (String nombre, String NSS) { this.nombre = nombre; this.NSS = NSS; } // Métodos get & set // ... // Comparación de objetos public boolean equals (Trabajador t) { return this.NSS.equals(t.NSS); } // Conversión en una cadena de caracteres public String toString () { return nombre + " (NSS "+NSS+")"; } } NOTA: Siempre es recomendable definir los métodos equals() y toString() OOP – Clases y objetos: Java -4- © Fernando Berzal
  • 4. public class Empleado extends Trabajador { private double sueldo; private double impuestos; private final int PAGAS = 14; // Constructor public Empleado (String nombre, String NSS, double sueldo) { super(nombre,NSS); this.sueldo = sueldo; this.impuestos = 0.3 * sueldo; } // Nómina public double calcularPaga () { return (sueldo-impuestos)/PAGAS; } // toString public String toString () { return "Empleado "+super.toString(); } } Con la palabra reservada extends indicamos que Empleado es una subclase de Trabajador. Con la palabra reservada super accedemos a miembros de la superclase desde la subclase. Generalmente, en un constructor, lo primero que nos encontramos es una llamada al constructor de la clase padre con super(…). Si no ponemos nada, se llama al constructor por defecto de la superclase antes de ejecutar el constructor de la subclase. OOP – Clases y objetos: Java -5- © Fernando Berzal
  • 5. class Consultor extends Trabajador { private int horas; private double tarifa; // Constructor public Consultor (String nombre, String NSS, int horas, double tarifa) { super(nombre,NSS); this.horas = horas; this.tarifa = tarifa; } // Paga por horas public double calcularPaga () { return horas*tarifa; } // toString public String toString () { return "Consultor "+super.toString(); } } La clase Consultor también define un método llamado calcularPaga(), si bien en este caso el cálculo se hace de una forma diferente por tratarse de un trabajador de un tipo distinto. Tanto la clase Empleado como la clase Consultor redefinen el método toString() que convierte un objeto en una cadena de caracteres. De hecho, Trabajador también redefine este método, que se hereda de la clase Object, la clase base de la que heredan todas las clases en Java. OOP – Clases y objetos: Java -6- © Fernando Berzal
  • 6. Redefinición de métodos Como hemos visto en el ejemplo con el método toString(), cada subclase hereda las operaciones de su superclase pero tiene la posibilidad de modificar localmente el comportamiento de dichas operaciones (redefiniendo métodos). // Declaración de variables Trabajador trabajador; Empleado empleado; Consultor consultor; // Creación de objetos trabajador = new Trabajador ("Juan", "456"); empleado = new Empleado ("Jose", "123", 24000.0); consultor = new Consultor ("Juan", "456", 10, 50.0); // Salida estándar con toString() System.out.println(trabajador); Juan (NSS 456) System.out.println(empleado); Empleado Jose (NSS 123) System.out.println(consultor); Consultor Juan (NSS 456) // Comparación de objetos con equals() System.out.println(trabajador.equals(empleado)); false System.out.println(trabajador.equals(consultor)); true OOP – Clases y objetos: Java -7- © Fernando Berzal
  • 7. Polimorfismo Al redefinir métodos, objetos de diferentes tipos pueden responder de forma diferente a la misma llamada (y podemos escribir código de forma general sin preocuparnos del método concreto que se ejecutará en cada momento). Ejemplo Podemos añadirle a la clase Trabajador un método calcularPaga genérico (que no haga nada por ahora): public class Trabajador… public double calcularPaga () { return 0.0; // Nada por defecto } En las subclases de Trabajador, no obstante, sí que definimos el método calcularPaga() para que calcule el importe del pago que hay que efectuarle a un trabajador (en función de su tipo). public class Empleado extends Trabajador… public double calcularPaga () // Nómina { return (sueldo-impuestos)/PAGAS; } class Consultor extends Trabajador… public double calcularPaga () // Por horas { return horas*tarifa; } OOP – Clases y objetos: Java -8- © Fernando Berzal
  • 8. Como los consultores y los empleados son trabajadores, podemos crear un array de trabajadores con consultores y empleados: … Trabajador trabajadores[] = new Trabajador[2]; trabajadores[0] = new Empleado ("Jose", "123", 24000.0); trabajadores[1] = new Consultor ("Juan", "456", 10, 50.0); … Una vez que tenemos un vector con todos los trabajadores de una empresa, podríamos crear un programa que realizase los pagos correspondientes a cada trabajador de la siguiente forma: … public void pagar (Trabajador trabajadores[]) { int i; for (i=0; i<trabajadores.length; i++) realizarTransferencia ( trabajadores[i], trabajadores[i].calcularPaga()); } … Para los trabajadores del vector anterior, se realizaría '%¤#" ¦¨©§¦¤¢  ¨$ ! £ ¡ ¨ ¨ £¥£ ¡ una transferencia de 1200 @¤29£¤#!8¥ 765$31©§¦¤)(¤  4 4 2 0 ¨ £¥£ ¡ otra transferencia, esta vez de 500 Cada vez que se invoca el método calcularPaga(), se busca automáticamente el código que en cada momento se ha de ejecutar en función del tipo de trabajador (enlace dinámico). La búsqueda del método que se ha de invocar como respuesta a un mensaje dado se inicia con la clase del receptor. Si no se encuentra un método apropiado en esta clase, se busca en su clase padre (de la hereda la clase del receptor). Y así sucesivamente hasta encontrar la implementación adecuada del método que se ha de ejecutar como respuesta a la invocación original. OOP – Clases y objetos: Java -9- © Fernando Berzal
  • 9. El Principio de Sustitución de Liskov “Debe ser posible utilizar cualquier objeto instancia de una subclase en el lugar de cualquier objeto instancia de su superclase sin que la semántica del programa escrito en los términos de la superclase se vea afectado.” Barbara H. Liskov Stephen N. Zilles: “Programming with Abstract Data Types” Computation Structures Group, Memo No 99, MIT, Project MAC, 1974. (ACM SIGPLAN Notices, 9, 4, pp. 50-59, April 1974.) El cumplimiento del Principio de Sustitución de Liskov permite obtener un comportamiento y diseño coherente: Ejemplo Cuando tengamos trabajadores, sean del tipo particular que sean, el método calcularPaga() siempre calculará el importe del pago que hay que efectuar en compensación por los servicios del trabajador. Acerca de la sobrecarga de métodos No hay que confundir el polimorfismo con la sobrecarga de métodos (distintos métodos con el mismo nombre pero diferentes parámetros). Ejemplo Podemos definir varios constructores para crear de distintas formas objetos de una misma clase. OOP – Clases y objetos: Java - 10 - © Fernando Berzal
  • 10. Un ejemplo clásico: Figuras geométricas public class Figura { protected double x; protected double y; protected Color color; protected Panel panel; public Figura (Panel panel, double x, double y) { this.panel = panel; this.x = x; this.y = y; } public void setColor (Color color) { this.color = color; panel.setColor(color); } public void dibujar () { // No hace nada aquí… } } OOP – Clases y objetos: Java - 11 - © Fernando Berzal
  • 11. public class Circulo extends Figura { private double radio; public Circulo(Panel panel, double x, double y, double radio) { super(panel,x,y); this.radio = radio; } public void dibujar () { panel.drawEllipse(x,y, x+2*radio, y+2*radio); } } public class Cuadrado extends Figura { private double lado; public Cuadrado(Panel panel, double x, double y, double lado) { super(panel,x,y); this.lado = lado; } public void dibujar () { panel.drawRectangle(x,y, x+lado, y+lado); } } OOP – Clases y objetos: Java - 12 - © Fernando Berzal
  • 12. La palabra reservada final En Java, usando la palabra reservada final, podemos: 1. Evitar que un método se pueda redefinir en una subclase: class Consultor extends Trabajador { … public final double calcularPaga () { return horas*tarifa; } … } Aunque creemos subclases de Consultor, el dinero que se le pague siempre será en función de las horas que trabaje y de su tarifa horaria (y eso no podremos cambiarlo aunque queramos). 2. Evitar que se puedan crear subclases de una clase dada: public final class Circulo extends Figura … public final class Cuadrado extends Figura … Al usar final, tanto Circulo como Cuadrado son ahora clases de las que no se pueden crear subclases. En ocasiones, una clase será “final”… porque no tenga sentido crear subclases o, simplemente, porque deseamos que la clase no se pueda extender. RECORDATORIO: En Java, final también se usa para definir constantes simbólicas. OOP – Clases y objetos: Java - 13 - © Fernando Berzal