Programación Orientada a Objetos
La programación orientada a
objetos o POO (OOP según sus siglas en inglés) es un paradigma de programación que usa objetos en sus
interacciones, para diseñar aplicaciones y programas informáticos. Está basado en varias técnicas, incluyendo herencia, cohesión, abstracción, polimorfismo, acoplamiento y encapsulamiento. Su uso se
popularizó a principios de la década de los años 1990. En la actualidad, existe
una gran variedad de lenguajes de programación que soportan la orientación a
objetos.
Los objetos son entidades que tienen un determinado estado, comportamiento (método) e identidad:
·
El estado está
compuesto de datos o informaciones; serán uno o varios atributos a los que se
habrán asignado unos valores concretos (datos).
·
El comportamiento está
definido por los métodos o
mensajes a los que sabe responder dicho objeto, es decir, qué operaciones se
pueden realizar con él.
·
La identidad es
una propiedad de un objeto que lo diferencia del resto; dicho con otras
palabras, es su identificador (concepto análogo al de identificador de una variable o una constante).
Un objeto
contiene toda la información que permite definirlo e identificarlo frente a otros
objetos pertenecientes a otras clases e incluso frente a objetos de una misma
clase, al poder tener valores bien diferenciados en sus atributos. A su vez,
los objetos disponen de mecanismos de interacción llamados métodos, que favorecen la comunicación entre ellos. Esta comunicación favorece a
su vez el cambio de estado en los propios objetos. Esta característica lleva a
tratarlos como unidades indivisibles, en las que no se separa el estado y el
comportamiento.
La programación
orientada a objetos es una forma de programar que trata de encontrar una
solución a estos problemas. Introduce nuevos conceptos, que superan y amplían
conceptos antiguos ya conocidos. Entre ellos destacan los siguientes:
Clase
Definiciones de las propiedades y comportamiento de un tipo de objeto
concreto. La instanciación es la lectura de estas definiciones y la creación de
un objeto a partir de ella.
Herencia
(Por ejemplo, herencia de la clase C a la clase D) es la facilidad mediante
la cual la clase D hereda en ella cada uno de los atributos y operaciones de C,
como si esos atributos y operaciones hubiesen sido definidos por la misma D.
Por lo tanto, puede usar los mismos métodos y variables públicas declaradas en
C. Los componentes registrados como "privados" (private) también se
heredan, pero como no pertenecen a la clase, se mantienen escondidos al
programador y sólo pueden ser accedidos a través de otros métodos públicos. Esto
es así para mantener hegemónico el ideal de POO.
Objeto
Instancia de una clase. Entidad provista de un conjunto de propiedades o
atributos (datos) y de comportamiento o funcionalidad (métodos), los mismos que
consecuentemente reaccionan a eventos. Se corresponden con los objetos reales
del mundo que nos rodea, o con objetos internos del sistema (del programa). Es
una instancia a una clase.
Método
Algoritmo asociado a un objeto (o a una clase de objetos), cuya ejecución
se desencadena tras la recepción de un "mensaje". Desde el punto de
vista del comportamiento, es lo que el objeto puede hacer. Un método puede
producir un cambio en las propiedades del objeto, o la generación de un
"evento" con un nuevo mensaje para otro objeto del sistema.
Evento
Es un suceso en el sistema (tal como una interacción del usuario con la
máquina, o un mensaje enviado por un objeto). El sistema maneja el evento
enviando el mensaje adecuado al objeto pertinente. También se puede definir
como evento la reacción que puede desencadenar un objeto; es decir, la acción
que genera.
Atributos
Características que tiene la clase.
Mensaje
Una comunicación dirigida a un objeto, que le ordena que ejecute uno de sus
métodos con ciertos parámetros asociados al evento que lo generó.
Propiedad o atributo
Contenedor de un tipo de datos asociados a un objeto (o a una clase de
objetos), que hace los datos visibles desde fuera del objeto y esto se define
como sus características predeterminadas, y cuyo valor puede ser alterado por
la ejecución de algún método.
Estado interno
Es una variable que se declara privada, que puede ser únicamente accedida y
alterada por un método del objeto, y que se utiliza para indicar distintas
situaciones posibles para el objeto (o clase de objetos). No es visible al
programador que maneja una instancia de la clase.
Componentes de un objeto
Atributos, identidad, relaciones y métodos.
Identificación de un objeto
Un objeto se representa por medio de una tabla o entidad que esté compuesta
por sus atributos y funciones correspondientes.
En comparación
con un lenguaje imperativo, una "variable" no es más que un
contenedor interno del atributo del objeto o de un estado interno, así como la
"función" es un procedimiento interno del método del objeto.
Existe un acuerdo acerca de qué características contempla la
"orientación a objetos". Las características siguientes son las más
importantes:
Abstracción
Denota las características esenciales de un objeto, donde se capturan sus
comportamientos. Cada objeto en el sistema sirve como modelo de un
"agente" abstracto que puede realizar trabajo, informar y cambiar su
estado, y "comunicarse" con otros objetos en el sistema sin revelar cómo se
implementan estas características. Los procesos, las funciones o los métodos
pueden también ser abstraídos, y, cuando lo están, una variedad de técnicas son
requeridas para ampliar una abstracción. El proceso de abstracción permite
seleccionar las características relevantes dentro de un conjunto e identificar
comportamientos comunes para definir nuevos tipos de entidades en el mundo
real. La abstracción es clave en el proceso de análisis y diseño orientado a
objetos, ya que mediante ella podemos llegar a armar un conjunto de clases que
permitan modelar la realidad o el problema que se quiere atacar.
Encapsulamiento
Significa reunir todos los elementos que pueden considerarse pertenecientes
a una misma entidad, al mismo nivel de abstracción. Esto permite aumentar la cohesión de los
componentes del sistema. Algunos autores confunden este concepto con el
principio de ocultación, principalmente porque se suelen emplear conjuntamente.
Modularidad
Se denomina modularidad a la propiedad que permite subdividir una
aplicación en partes más pequeñas (llamadas módulos), cada una de las cuales
debe ser tan independiente como sea posible de la aplicación en sí y de las
restantes partes. Estos módulos se pueden compilar por separado, pero tienen
conexiones con otros módulos. Al igual que la encapsulación, los lenguajes
soportan la modularidad de diversas formas.
Principio de ocultación
Cada objeto está aislado del exterior, es un módulo natural, y cada tipo de
objeto expone una interfaz a otros objetos que especifica cómo
pueden interactuar con los objetos de la clase. El aislamiento protege a las
propiedades de un objeto contra su modificación por quien no tenga derecho a
acceder a ellas; solamente los propios métodos internos del objeto pueden
acceder a su estado. Esto asegura que otros objetos no puedan cambiar el estado
interno de un objeto de manera inesperada, eliminando efectos secundarios e
interacciones inesperadas. Algunos lenguajes relajan esto, permitiendo un
acceso directo a los datos internos del objeto de una manera controlada y
limitando el grado de abstracción. La aplicación entera se reduce a un agregado
o rompecabezas de
objetos.
Polimorfismo
Comportamientos diferentes, asociados a objetos distintos, pueden compartir
el mismo nombre; al llamarlos por ese nombre se utilizará el comportamiento
correspondiente al objeto que se esté usando. O, dicho de otro modo, las
referencias y las colecciones de objetos pueden contener objetos de diferentes
tipos, y la invocación de un comportamiento en una referencia producirá el
comportamiento correcto para el tipo real del objeto referenciado. Cuando esto
ocurre en "tiempo de ejecución", esta última característica se llama asignación
tardía o asignación dinámica. Algunos lenguajes
proporcionan medios más estáticos (en "tiempo de compilación") de
polimorfismo, tales como las plantillas y la sobrecarga de operadores de C++.
Herencia
Las clases no se encuentran aisladas, sino que se relacionan entre sí,
formando una jerarquía de clasificación. Los objetos heredan las propiedades y
el comportamiento de todas las clases a las que pertenecen. La herencia
organiza y facilita el polimorfismo y el encapsulamiento, permitiendo a los
objetos ser definidos y creados como tipos especializados de objetos
preexistentes. Estos pueden compartir (y extender) su comportamiento sin tener
que volver a implementarlo. Esto suele hacerse habitualmente agrupando los
objetos en clases y estas en árboles o enrejadosque
reflejan un comportamiento común. Cuando un objeto hereda de más de una clase
se dice que hay herencia múltiple; siendo de alta complejidad
técnica por lo cual suele recurrirse a la herencia virtual para evitar la
duplicación de datos.
Recolección de basura
La recolección de basura o garbage collection es la
técnica por la cual el entorno de objetos se encarga de destruir
automáticamente, y por tanto desvincular la memoria asociada, los objetos que
hayan quedado sin ninguna referencia a ellos. Esto significa que el programador
no debe preocuparse por la asignación o liberación de memoria, ya que el
entorno la asignará al crear un nuevo objeto y la liberará cuando nadie lo esté
usando. En la mayoría de los lenguajes híbridos que se extendieron para
soportar el Paradigma de Programación Orientada a Objetos como C++ u Object Pascal,
esta característica no existe y la memoria debe desasignarse expresamente.
Java es un
lenguaje de programación orientado a objetos que se popularizó a partir
del lanzamiento de su primera versión comercial de amplia difusión, la
JDK 1.0 en 1996. Actualmente es uno de los lenguajes más usados para la
programación en todo el mundo.
