Introducción y conceptos del lenguaje JAVA


Java
Java es un lenguaje de programación creado por Sun Microsystems, (empresa que posteriormente fue comprada por Oracle) para poder funcionar en distintos tipos de procesadores. Su sintaxis es muy parecida a la de C o C++, e incorpora como propias algunas características que en otros lenguajes son extensiones: gestión de hilos, ejecución remota, etc.


El código Java, una vez compilado, puede llevarse sin modificación alguna sobre cualquier máquina, y ejecutarlo. Esto se debe a que el código se ejecuta sobre una máquina hipotética o virtual, la Java Virtual Machine, que se encarga de interpretar el código (ficheros compilados .class) y convertirlo a código particular de la CPU que se esté utilizando (siempre que se soporte dicha máquina virtual).

2. Conceptos previos de POO
Java es un lenguaje orientado a objetos (OO), por lo que, antes de empezara ver qué elementos componen los programas Java, conviene tener claros algunos conceptos de la programación orientada a objetos (POO).

2.1. Concepto de clase y objeto
El elemento fundamental a la hora de hablar de programación orientada a objetos es el concepto de objeto en sí, así como el concepto abstracto de clase. Un objeto es un conjunto de variables junto con los métodos relacionados con éstas. Contiene la información (las variables) y la forma de manipular la información (los métodos).
Una clase es el prototipo que define las variables y métodos que va a emplear un determinado tipo de objeto, es la definición abstracta de lo que luego supone un objeto en memoria. Poniendo un símil fuera del mundo de la informática, la clase podría ser el concepto de coche, donde nos vienen a la memoria los parámetros que definen un coche (dimensiones, cilindrada, maletero, etc), y las operaciones que podemos hacer con un coche (acelerar, frenar, adelantar, estacionar). La idea abstracta de coche que tenemos es lo que equivaldría a la clase, y la representación concreta de coches concretos (por ejemplo, Peugeot 307, Renault Megane, Volkswagen Polo...) serían los objetos de tipo coche.

2.2. Concepto de campo, método y constructor
Toda clase u objeto se compone internamente de constructores, campos y/o métodos. Veamos qué representa cada uno de estos conceptos: un campo es un elemento que contiene información relativa a la clase, y un método es un elemento que permite manipular la información de los campos. Por otra parte, un constructor es un elemento que permite reservar memoria para almacenar los campos y métodos de la clase, a la hora de crear un objeto de la misma.

2.3. Concepto de herencia y polimorfismo
Con la herencia podemos definir una clase a partir de otra que ya exista, de forma que la nueva clase tendrá todas las variables y métodos de la clase a partir de la que se crea, más las variables y métodos nuevos que necesite. A la clase base a partir de la cual se crea la nueva clase se le llama superclase.

Por ejemplo, podríamos tener una clase genérica Animal, y heredamos de ella para formar clases más específicas, como Pato, Elefante, o León. Estas clases tendrían todo lo de la clase padre Animal, y además cada una podría tener sus propios elementos adicionales. Una característica derivada de la herencia es que, por ejemplo, si tenemos un método dibuja(Animal a), que se encarga de hacer un dibujo del animal que se le pasa como parámetro, podremos pasarle a este método como parámetro tanto un Animal como un Pato, Elefante, o cualquier otro subtipo directo o indirecto de Animal. Esto se conoce como polimorfismo.

2.4. Modificadores de acceso
Tanto las clases como sus elementos (constructores, campos y métodos) pueden verse modificados por lo que se suelen llamar modificadores de acceso, que indican hasta dónde es accesible el elemento que modifican.
Tenemos tres tipos de modificadores:
• privado: el elemento es accesible únicamente dentro de la clase en la que se encuentra.

• protegido: el elemento es accesible desde la clase en la que se encuentra, y además desde las subclases que hereden de dicha clase.

• público: el elemento es accesible desde cualquier clase.

2.5. Clases abstractas e interfaces
Mediante las clases abstractas y los interfaces podemos definir el esqueleto de una familia de clases, de forma que los subtipos de la clase abstracta o la interfaz implementen ese esqueleto para dicho subtipo concreto. Por ejemplo, volviendo con el ejemplo anterior, podemos definir en la clase Animal el método dibuja() y el método imprime(), y que Animal sea una clase abstracta o un interfaz.

Vemos la diferencia entre clase, clase abstracta e interfaz con este supuesto:

• En una clase, al definir Animal tendríamos que implementar el código de los métodos dibuja() e imprime(). Las subclases que hereden de Animal no tendrían por qué implementar los métodos, a no ser que quieran redefinirlos para adaptarlos a sus propias necesidades.

• En una clase abstracta podríamos implementar los métodos que nos interese, dejando sin implementar los demás (dejándolos como métodos abstractos). Dichos métodos tendrían que implementarse en las clases hijas.

• En un interfaz no podemos implementar ningún método en la clase padre, y cada clase hija tiene que hacer sus propias implementaciones de los métodos. Además, las clases hijas podrían implementar otros interfaces.

3. Componentes de un programa Java
En un programa Java podemos distinguir varios elementos:

3.1. Clases
Para definir una clase se utiliza la palabra reservada class, seguida del nombre de la clase: Es recomendable que los nombres de las clases sean sustantivos (ya que suelen representar entidades), pudiendo estar formados por varias palabras. La primera letra de cada palabra estará en mayúscula y el resto de letras en minúscula. Por ejemplo, DatosUsuario, Cliente, GestorMensajes.
Cuando se trate de una clase encargada únicamente de agrupar un conjunto de recursos o de constantes, su nombre se escribirá en plural. Por ejemplo, Recursos, MensajesError.

3.2. Campos y variables
Dentro de una clase, o de un método, podemos definir campos o variables, respectivamente, que pueden ser de tipos simples, o clases complejas, bien de la API de Java, bien que hayamos definido nosotros mismos, o bien que hayamos copiado de otro lugar.
Al igual que los nombres de las clases, suele ser conveniente utilizar sustantivos que describan el significado del campo, pudiendo estar formados también por varias palabras. En este caso, la primera palabra comenzará por minúscula, y el resto por mayúscula. Por ejemplo, apellidos, fechaNacimiento, numIteraciones.

3.3. Métodos
Los métodos o funciones se definen de forma similar a como se hacen en C: indicando el tipo de datos que devuelven, el nombre del método, y luego los argumentos entre paréntesis:

void imprimir(String mensaje)
{
... // Código del método
}
double sumar(double... numeros){
//Número variable de argumentos
//Se accede a ellos como a un vector:
//numeros[0], numeros[1], ...
}
Vector insertarVector(Object elemento, int posicion)
{
... // Código del método
}

Al igual que los campos, se escriben con la primera palabra en minúsculas y el resto comenzando por mayúsculas. En este caso normalmente utilizaremos verbos.

Nota
Una vez hayamos creado cualquier clase, campo o método, podremos modificarlo pulsando con el botón derecho sobre él en el explorador de Eclipse y seleccionando la opción Refactor > Rename... del menú emergente. Al cambiar el nombre de cualquiera de estos elementos, Eclipse actualizará automáticamente todas las referencias que hubiese en otros lugares del código. Además de esta opción para renombrar, el menú Refactor contiene bastantes más opciones que nos permitirán reorganizar automáticamente el código de la aplicación de diferentes formas.


Referencia
Dept. Ciencia de la Computación. (2012). Introducción al lenguaje Java. jtech. http://www.jtech.ua.es/dadm/restringido/java/sesion01-apuntes.pdf

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