Este documento describe los conceptos fundamentales de encapsulamiento en programación orientada a objetos. Explica que el encapsulamiento permite crear componentes de software autónomos ocultando los detalles de implementación e interfaz. También describe la división entre interfaz, que define los servicios disponibles, e implementación, que define cómo se proveen esos servicios. Finalmente, destaca que un encapsulamiento efectivo requiere abstracción, ocultamiento de implementación y división adecuada de responsabilidades.

1. Encapsulamiento
FAUSTO TORRES
4 SISTEMAS
PUYO – ECUADOR

2. 2
Definición de encapsulamiento
 El encapsulamiento es la característica de autonomía de la OO.
Esta característica permite generar componentes autónomos
de software tomando una parte de funcionalidad y ocultando los
detalles de la implementación al mundo exterior.
 Los términos módulo, componente o bean se suelen utilizan en
lugar de “componente encapsulado de software”.
 Una vez encapsulada, una entidad de software se puede
visualizar como una caja negra.
Interfaz
Interfaz
MensajeMensaje
Interfaz
Interfaz

3. 3
Interfaz e implementación
 Una interfaz lista los servicios proporcionados por un
componente. La interfaz actúa como un contrato con
el mundo exterior que define exactamente lo que una
entidad externa puede hacer con el objeto.
 Una interfaz es equivalente a la API (Interfaz de
Programación de Aplicaciones) para un objeto.
 La implementación define la manera en que un
objeto proporciona realmente un servicio. La
implementación define los detalles internos del
componente.

4. 4
Interfaz e implementación:
Ejemplo
public class Log {
public void debug( String mensaje ) {
print( "DEBUG", mensaje );
}
public void info( String mensaje ) {
print( "INFO", mensaje );
}
public void warning( String mensaje ) {
print( "WARNING", mensaje );
}
public void error( String mensaje ) {
print( "ERROR", mensaje );
}
public void fatal( String mensaje ) {
print( "FATAL", mensaje );
System.exit( 0 );
}
private void print( String mensaje, String severidad ) {
System.out.println( severidad + ": " + mensaje );
}
}

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Interfaz e implementación:
Ejemplo
 La clase Log da a sus objetos una forma para enviar
mensajes de depuración, informativos, de
advertencia y de error durante la ejecución.
 La interfaz pública de Log contiene estos métodos:
public void debug ( String mensaje )
public void info ( String mensaje )
public void warning ( Sting mensaje )
public void error ( String mensaje )
public void fatal ( String mensaje )
 Todo lo demás en la definición de la clase Log,
aparte de estos cinco métodos, es implementación.
 La implementación define el cómo se realiza algo.
Pero, la interfaz oculta completamente el cómo, en
vez de ello, define un contrato con el mundo exterior.

6. 6
Interfaz e implementación:
Ejemplo
 Lo importante es lo que la interfaz no dice. Estos
métodos
public void degub ( String mensaje )
public void info ( String mensaje )
public void warning ( Sting mensaje )
public void error ( String mensaje )
public void fatal ( String mensaje )
no indican que se va a imprimir un mensaje en la
pantalla.
 La implementación se encarga de decidir qué hacer
con el mensaje. La implementación podría enviar el
mensaje a la pantalla, descargarlo a un archivo,
escribirlo en una base de datos o enviarlo a un
cliente de monitoreo de red.

7. 7
Interfaz e implementación:
Ejemplo
 La interfaz pública no contiene
private void print ( String mensaje, String severidad )
pues el objeto Log restringe el acceso a print () para sí
mismo.
 Tres niveles de acceso:
 Public: Permite acceso a todos los objetos.
 Protected: Permite acceso a la instancia y a cualquiera de
las subclases.
 Private: Sólo permite acceso a la instancia.
 Un comportamiento que se quiera poner a
disposición del mundo exterior debe tener acceso
público. Por el contrario, lo que se desee ocultar del
mundo exterior debe tener acceso protegido o
privado.

8. 8
Características de un
encapsulamiento eficaz
 Un encapsulamiento eficaz permite escribir
componentes autónomos de software.
 Las tres características de un
encapsulamiento eficaz son:
 Abstracción.
 Ocultamiento de la implementación.
 División de la responsabilidad.

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Abstracción
 La abstracción es el proceso de simplificar un problema complejo.
 La abstracción permite resolver un problema una vez y utilizar la
solución posteriormente en todo el dominio del problema.
 Ejemplo 1
 Imaginemos una cola de personas ante un cajero en un banco.
 Tan pronto como el cajero está listo, la primera persona de la cola avanza a
la ventanilla.
 La gente mantiene este orden: primero en entrar, primero en salir.
 Ejemplo 2
 Consideremos un establecimiento de venta rápida de hamburguesas.
 Conforme una hamburguesa llega al final de la banda transportadora, es
colocada tras la última hamburguesa por preparar.
 Así, la primera hamburguesa que se toma es también la primera que se
preparó.
 Ambos dominios son un ejemplo de una cola primero en entrar,
primero en salir (orden de elementos tipo FIFO).
Entrada Salida

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Ocultamiento de la
implementación
 El ocultamiento de la implementación
presenta dos beneficios:
 Proteger al objeto de los usuarios.

Mediante los Tipos Abstractos de Datos.
 Proteger a sus usuarios del objeto.

Mediante la utilización de código moderadamente ligado.

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Tipos Abstractos de Datos
 Un Tipo Abstracto de Dato (TDA) es un conjunto de
datos y un conjunto de operaciones que se realizan
con esos datos.
 Los TDA permiten definir nuevos tipos del lenguaje
mediante el ocultamiento de los datos internos y el
estado en una interfaz bien definida. Esta interfaz
presenta al TDA como una sola unidad indivisible.
 La creación de la clase Articulo de la Lección 1 añade
un nuevo tipo de dato.
 A continuación, vamos a ver un ejemplo de esta
misma clase pero sin encapsular.

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ArticuloSinEncapsular.java
public class ArticuloSinEncapsular {
public double precio_unitario;
public double descuento; // porcentaje de descuento que se aplicará al precio
public int cantidad;
public String descripcion;
public String id;
public ArticuloSinEncapsular( String id, String descripcion, int cantidad, double precio ) {
this.id = id;
this.descripcion = descripcion;
if ( cantidad >= 0 )
this.cantidad = cantidad;
else
this.cantidad = 0;
this.precio_unitario = precio;
}
….
}

13. 13
ArticuloSinEncapsular.java
 Todas los atributos son públicos.
 ¿Qué pasaría si alguien escribiera el siguiente
programa: EjemploArticuloSinEncapsular.java, donde
se crean objetos de la nueva clase Articulo?

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EjemploArticuloSinEncapsular.jav
a
public class EjemploArticuloSinEncapsular extends Object {
public static void main( String [] args ) {
ArticuloSinEncapsular monitor = new ArticuloSinEncapsular( "electrónicos-012", "Monitor
SVGA de 17"", 1, 2500.00 );
monitor.descuento = 1.25; // inválido, ¡el descuento debe ser menor a 100%!
double precio = monitor.getTotalAjustado();
System.out.println( "Total incorrecto: " + precio + “ € ");
monitor.setDescuento( 1.25 ); // inválido
// no obstante, el monitor atrapará el error
precio = monitor.getTotalAjustado();
System.out.println( "Total correcto: " + precio + “ € ");
}
}

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EjemploArticuloSinEncapsular.jav
a
 El resultado de la ejecución es el siguiente:
Total incorrecto: -625.0 €
Total correcto: 2500.0 €
Process exited with exit code 0.
 Se crea un objeto de la clase ArticuloSinEncapsular y
se aplica un descuento inválido. Por tanto, el resultado
es un precio ajustado erróneo.

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¿Cómo proteger a los usuarios
mediante el ocultamiento de la
implementación?
 El ocultamiento de la implementación conduce a un
diseño más flexible porque evita que los usuarios del
objeto dependan estrechamente de la
implementación del objeto.
 Así, el ocultamiento de la implementación no sólo
protege al objeto, sino también a aquellos que lo
utilizan pues fomenta la creación de código
moderadamente ligado al objeto.
 El código moderadamente ligado es independiente de la
implementación de otros componentes.
 El código estrechamente ligado depende intensamente de la
implementación de otros componentes.

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¿Cómo proteger a los usuarios
mediante el ocultamiento de la
implementación?
 El encapsulamiento y el ocultamiento de la
implementación no son mágicos. Si se
realizan cambios en una interfaz, será
necesario actualizar el código dependiente
de esa interfaz. Mediante el ocultamiento de
los detalles y la escritura de software para
una interfaz, se crea código moderadamente
ligado.
 El código estrechamente ligado choca con el
propósito del encapsulamiento: crear objetos
independientes y reutilizables.

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Ejemplo de ocultamiento de la
implementación
public class Cliente {
// ... diversos métodos para el cliente ...
public Articulo [] articulos; // este arreglo contiene cualquier artículo seleccionado
}
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
...
public static void main ( String [] args ) {
Cliente cliente = new Cliente();
// … elige algunos artículos …
// asigna precio a los artículos
double total = 0.0;
for (int i = 0; i < cliente.articulos.length; i++) {
Articulo articulo = cliente.articulos[i]:
total = total + articulo.getTotalAjustado();
}
…
}
…

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Ejemplo de ocultamiento de la
implementación
 El método main() toma un cliente, agrega algunos
artículos y da el total del pedido. Aquí, el arreglo
Articulo forma parte de la interfaz externa de Cliente.
 Todo funciona, pero ¿qué pasa si deseamos cambiar
la forma en que el cliente selecciona los artículos?
 Supongamos que queremos agregar la clase Canasta.
Si esto modifica la implementación, tendremos que
actualizar todo el código que accede directamente al
arreglo Articulo.
 En el ejemplo anterior en la clase Cliente se debe
hacer privado el arreglo Articulo, y dar acceso a los
artículos a través de accesores.

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División de la responsabilidad
 Para generar código moderadamente desligado, hay
que contar con una división apropiada de la
responsabilidad.
 El ocultamiento de la implementación y la
responsabilidad van de la mano.
 Un objeto tiene la responsabilidad de saber cómo
llevar a cabo su trabajo.
 Si la implementación se deja abierta a todo el mundo
exterior, un usuario podría empezar a actuar sobre
ella, duplicando en consecuencia la responsabilidad.

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ArticuloDefectuoso.java
public class ArticuloDefectuoso {
private double precio_unitario;
private double precio_ajustado;
private double descuento; // porcentaje de descuento que se aplicará al precio
private int cantidad;
private String descripcion;
private String id;
public ArticuloDefectuoso( String id, String descripcion, int cantidad, double precio ) {
this.id = id;
this.descripcion = descripcion;
if ( cantidad >= 0 )
this.cantidad = cantidad;
else
this.cantidad = 0;
this. precio_unitario = precio;
}

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ArticuloDefectuoso.java
public double getPrecioUnitario () {
return precio_unitario;
}
// aplica un porcentaje de descuento al precio
public void setDescuento( double descuento ) {
if( descuento <= 1.00 ) {
this.descuento = descuento;
}
}
public double getDescuento() {
return descuento;
}
public int getCantidad() {
return cantidad;
}
public void setCantidad ( int cantidad ) {
this.cantidad = cantidad;
}

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ArticuloDefectuoso.java
public String getIDProducto() {
return id;
}
public String getDescripcion() {
return descripcion;
}
public double getPrecioAjustado() {
return precio_ajustado;
}
public void setPrecioAjustado ( double precio) {
precio_ajustado = precio;
}
}

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ArticuloDefectuoso.java
 ArticuloDefectuoso.java ya no contiene la
responsabilidad de calcular el precio ajustado.
 ¿Entonces cómo generará un precio ajustado?
 Consideremos el siguiente programa:
EjemploArticuloDefectuoso.java.

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EjemploArticuloDefectuoso.java
public class EjemploArticuloDefectuoso extends Object {
public static void main( String [] args ) {
// crea los artículos
ArticuloDefectuoso leche = new ArticuloDefectuoso( "lácteos-011", "1 Litro de
leche", 2, 2.50 );
// aplica cupones
leche.setDescuento( 0.15 );
// obtiene precios ajustados
double precio_leche = leche.getCantidad() * leche.getPrecioUnitario();
double descuento_leche = leche.getDescuento() * precio_leche;
leche.setPrecioAjustado( precio_leche - descuento_leche );
System.out.println( "Su leche cuesta: " + leche.getPrecioAjustado() + " € " );
}
}

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EjemploArticuloDefectuoso.java
 Cuando trabajamos con objetos que no dividen
apropiadamente la responsabilidad, al final lo
que tenemos es código procedural orientado a
datos.
 El método main() para calcular el precio
ajustado es propio de la programación
procedural. Hay que indicar paso a paso al
objeto leche lo que debe hacer.

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Mejor definición de
encapsulamiento
 El encapsulamiento eficaz se compone de:
 Abstracción más
 Ocultamiento de la implementación más
 Responsabilidad.
 Si eliminamos
 La abstracción, el rdo será código no reutilizable.
 El ocultamiento de la implementación, el rdo será código
frágil y estrechamente ligado.
 La responsabilidad, el rdo será código orientado a datos y
con una lista de procedimientos (procedural).