Clases y Objetos

Objetos Un objeto es una cosa tangible, algo a que se puede aprehender intelectualmente o algo hacia lo que se puede dirigir una acción o pensamiento. Un objeto representa un item individual e identificable, o una entidad real o abstracta, con un papel definido en el dominio del problema Un objeto tiene: Estado Comportamiento Identidad La estructura y el comportamiento de objetos similares se definen en sus clases comunes. El término objeto y ejemplo (instance) de una clase son intercambiables. Estado de un objeto El estado de un objeto abarca todas las propiedades del objeto, y los valores actuales de cada una de esas propiedades. Las propiedades de los objetos suelen ser estáticas, mientras los valores que toman estas propiedades cambian con el tiempo. El hecho de que los objetos tengan estado implica que ocupan un espacio, ya en el mundo físico , ya en la memoria del ordenador. El estado de un objeto está influido por la historia del objeto. No deben confundirse los objetos, que existen en el tiempo, son mutables, tienen estado, pueden ser creados, destruidos y compartidos..., con los valores (los asignados a una variable, por ejemplo) que son cantidades con las propiedades de ser atemporales, inmutables. El estado de un objeto representa el efecto acumulado de su comportamiento. Identidad de un objeto Identidad es la propiedad de un objeto que lo lleva a distinguirse de otros. Comportamiento de un objeto Comportamiento es como un objeto actua y reacciona, en términos de sus cambios de estado y de los mensajes que intercambia. El comportamiento de un objeto representa su actividad externamente visible y testable. Son las operaciones que una clase realiza (llamadas también mensajes) las que dan cuenta de como se comporta la clase. Por operación se denota el servicio que una clase ofrece a sus clientes. Un objeto puede realizar cinco tipos de operaciones sobre otro, con el proposito de provocar una reacción: Modificador: altera el estado de un objeto. Selector: accede al estado de un objeto, sin alterarlo. Iterador: permite a todas las partes de un objeto ser accedidas en un orden. Constructor: crea un objeto y/o inicializa su estado. Destructor: libera el estado de un objeto y/o destruye el objeto. C++ soporta, ademas de las operaciones, subprogramas libres. En la terminología de C++ las operaciones que un cliente puede realizar sobre un objeto se declaran como funciones miembro. Relaciones entre objetos Las relaciones entre objetos abarcan las operaciones, resultados y suposiciones que unos hacen sobre los otros. Links Son conexiones físicas o conceptuales entre objetos. Denota la asociación específica por la que un objeto (cliente) usa o solicita el servicio de otro objeto (servidor). El paso de mensajes entre objetos los sincroniza. Agregaciones Denota relaciones todo/parte, con capacidad para governar desde el todo las partes. Es equivalente a la relación "tener un". El todo puede contener a la parte. Agregación es conveniente en las ocasiones en que el encapsulamiento de las partes es prioritario. Si se requiere que las relaciones entre objetos esten vagamente acopladas, se utilizan links. Clases Una clase es un conjunto de objetos que comparten una estructura y comportamiento comunes. Clase representa una abstracción, la esencia que comparten los objetos. Un objeto es un ejemplo de una clase. Un objeto no es una clase, y una clase no es un objeto (aunque puede serlo, p.e. en Smalltalk). Las clases actuan como intermediarias entre una abstracción y los clientes que pretenden utilizar la abstracción. De esta forma, la clase muestra: visión externa de comportamiento (interface), que enfatiza la abstracción escondiendo su estructura y secretos de comportamiento. visión interna (implementación), que abarca el código que se ofrece en la interface de la clase. Relaciones entre clases Representan tipos de compartición entre clases, o relaciones semánticas. Asociación. Indica relaciones de mandato bidireccionales (Punteros ocultos en C++). Conlleva dependencia semántica y no establece una dirección de dependencia. Tienen cardinalidad. Herencia. Por esta relación una clase (subclase) comparte la estructura y/o comportamiento definidos en una (herencia simple) o más (herencia múltiple) clases, llamadas superclases. Representa una relación del tipo "es un" entre clases. Una subclase aumenta o restringe el comportamiento o estructura de la superclase (o ambas cosas). Una clase de la que no existen ejemplos se denomina {\it abstracta}. C++ declara como virtuales todas aquellas funciones que quiere modificar en sus subclases. Agregación. Representa una relación del tipo "tener un" entre clases. Cuando la clase contenida no existe independientemente de la clase que la contiene se denomina agregación por valor y además implica contenido físico, mientras que si existe independientemente y se accede a ella indirectamente, es agregación por referencia. Uso. Es un refinamiento de la asociación donde se especifica cual es el cliente y cual el servidor de ciertos servicios, permitiendo a los clientes acceder sólo a las interfaces públicas de los servidores, ofreciendo mayor encapsulación de la información. Ejemplificación Se usa en lenguajes que soportan genericidad (declaración de clases parametrizadas y argumentos tipo template). Representa las relaciones entre las clases parametrizadas, que admiten parámetros formales, y las clases obtenidas cuando se concretan estos parámetros formales, ejemplificados o inicializados con un ejemplo. Metaclases Son clases cuyos ejemplos son a su vez clases. No se admiten en C++. Relaciones entre clases y objetos Todo objeto es el ejemplo de una clase, y toda clase tiene 0 ó más objetos. Mientras las clases son estáticas, con semántica, relaciones y existencia fijas previamente a la ejecución de un programa, los objetos se crean y destruyen rápidamente durante la actividad de una aplicación. El diseño de clases y objetos es un proceso incremental e iterativo. Debe asegurar la optimización en los parámetros: Acoplamiento: Grado de acoplamiento entre módulos. Cohesión: Mide el grado de conectividad entre elementos de un módulo, y entre objetos de una clase. Suficiencia: Indica que las clases capturan suficientes características de la abstracción para conseguir un comportamiento e interacción eficiente y con sentido. Completitud: Indica que la interface de la clase captura todo el significado característico de una abstracción, escrito en el mínimo espacio. Primitividad: Las operaciones deben implementarse si dan acceso a una representación fundamental de la abstracción. Cuales son operaciones primitivas y cuales no (se pueden realizar a partir de otras) es un asunto subjetivo y afecta a la eficiencia en la implementación.