HerencyPolim_PAvanz09

7/30/2019 HerencyPolim_PAvanz09

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Herencia y Polimorfismo

Programacin Avanzada en Java

FCC BUAP 2009

Adaptado de UPM


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Herencia en el mundo real

Medio de

transporte

Vehiculo areo

Objeto de

oficina

Cosa

Coche

Medio de tele-comunicacin


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Introduccin La idea bsica es poder crear clases basadas en

clases ya existentes. Cuando heredamos de una clase existente,

estamos re-usando cdigo (mtodos y

campos). Podemos agregar mtodos y variables para

adaptar la clase a la nueva situacin.

Java tambin permite consultar por laestructura de una clase (cules son susmtodos y variables). A esto se le llama

reflexin.


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Introduccin (cont.)

La herencia la identificamos cuandoencontramos la relacin es-un entre la nuevaclase y la ya existente. Un estudiante es una

persona. La clase ya existente se le llama superclase,

clase base , o clase padre.

A la nueva clase se le llama subclase, clasederivada, o clase hija.


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Herencia en Java

Java permite definir unaclase como subclase de una

clase padre.classclase_hija extendsclase_padre{

//cuerpo de la clase

.........

}

Clase Padre

Clase Hija


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Ejemplo de Herencia

+set_values()

#width

#height

Polygon

+area()

Rectangle

+area()

Triangle

class Polygon {protected int width, height;

public void set_values (int a, int b) {

width=a; height=b;} }

class Rectangle extends Polygon {

public int area() { return (width * height); } }

class Triangle extends Polygon {

public int area() { return (width * height / 2); }

public static void main(String[] args) {

Rectangle rect; Triangle trgl;

rect = new Rectangle(); trgl = new Triangle();

rect.set_values (4,5); trgl.set_values (4,5);

System.out.print("area" + rect.area() + '\n' +

trgl.area() + '\n');

}}


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Constructores y Herencia

Cuando se declara un objeto de una clasederivada, se ejecutan los constructoressiguiendo el orden de derivacin, es decir,

primero el de la clase base, y despus losconstructores de las clases derivadas de arribaa abajo.

Para pasar parmetros al constructor de laclase padre:

super(para1, para2, ..., paraN)


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Formato de la referencia super

Nombre_subclase (lista de parametros){

Super(lista de parmetros);

//Cuerpo del constructor de la subclase

}


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Ejemplo de super

class Persona {private String nombre;private int edad;public Persona() {}public Persona (String n, int e)

{ nombre = n; edad = e; }}class Alumno extends Persona {

private int curso;private String nivelAcademico;public Alumno (String n, int e, int c, String nivel) {

super(n, e);curso = c; nivel_academico = nivel;}public static void main(String[] args) {

Alumno a = new Alumno("Pepe", 1, 2, "bueno");}

}


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Redefinir funciones miembros de la

clase padreclass Persona {

private String nombre;private int edad;...................public String toString() { return nombre + edad; }

public void setEdad(int e) { edad = e; }}class Alumno extends Persona {

private int curso;private String nivelAcademico;

...................public String toString() {

return super.toString() + curso + nivelAcademico;

}

public void setCurso(int c) { curso = c; }

}


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Referencias a objetos de claseshijas

Si tenemos ClaseHijo hijo = new ClaseHijo(...);

entonces es posiblepadre=hijo dondepadre es unavariable de tipo ClasePadre.pero no es posible!! hijo=padre (s que es posible con

casting hijo= (ClaseHijo) padre)

Ahora bien:Conpadre slo podemos acceder a atributos y mtodos

definidos en la clase padre.


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Referencias a objetos de claseshijas

public static void main(String[] args) {Persona p;Alumno a = new Alumno(pepe,23,1,universitario);

p=a; //referecnia padre seala al objeto hijo// acceso al objeto hijo mediante la referencia padre

p.setEdad(24);/* no es posible acceder a un miembro de la clase hija usandouna ref a la clase padre*/

p.setCurso(88); // ERROR}


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Ejemplo

class Persona { ................... }class Alumno extends Persona {

......................public String toString() {

return super.toString() + curso + nivelAcademico;

}}class Profesor extends Persona {

private String asignatura;

public Profesor (String n, int e, String asign) {

super(n, e);

asignatura = asign;}

public String toString() {

return super.toString() + asignatura;

}

}

bli t ti id i (St i [] ){


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public static void main(String[] args){Dictionary webster = new Dictionary();

webster.message();

webster.defMessage();

}

public class Book {

protectedint pages = 1500;

public String message() {System.out.println(Number of pages: + pages);

}}

public class Dictionary extends Book {

private int definitions = 52500;

public void defMessage() {System.out.println(Number of definitions +

definitions);System.out.println(Definitions per page: +

(definitions/pages));}

}

Number of pages: 1500

Number of definitions: 52500

Definitions per page: 35

Otro Ejemplo


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El permisoprotected

Los modificadores de visibilidad determina qumiembros de la clase son heredados y cules NO.

Variables y metodos declarados con el permiso publicson heredados, los declardos private NO.

Pero variables public violan el principio delencapsulamiento.

Existe un tercer permiso de acceso a los miembros deuna clase: protected T que ayuda a las situacionesde herencia


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El permisoprotected

El protected modificador permite que unmiembro de una clase base sea heredado a unaclase hija.

El permiso protected provee:

mayor encapsulamiento que el permiso public.

Tel mejor encapsumiento que permite la herencia


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Polimorfismo

Una misma llamada ejecuta distintas sentencias dependiendode la clase a la que pertenezca el objeto al que se aplica elmtodo.

Supongamos que declaramos:Persona p;

Podra suceder que durante la ej. del programa, p referencie aun profesor o a un alumno en distintos momentos, y Entonces:

Si p referencia a un alumno, con p.toString(), se ejecuta el toString dela clase Alumno.

Si p referencia a un profesor, con p.toString(), se ejecuta el toString de

la clase Profesor. Enlace dinmico: Se decide en tiempo de ejecucin qu

mtodo se ejecuta. OJO!: Sobrecarga de fs => enlace esttico (t. de compilacin).


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Ejemplo de Polimorfismo

public static void main(String[] args) {Persona v[]=new Persona[10];

// Se introducen alumnos, profesores y personas en vfor (int i=0 ; i


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Mtodos abstractos

Tenemos un mtodo f() aplicable a todos los objetos de laclase A. rea de un polgono.

La implementacin del mtodo es completamente diferente encada subclase de A. rea de un tringulo. rea de un rectngulo......................................

Para declarar un mtodo como abstracto, se pone delante lapalabra reservada abstracty no define un cuerpo:

abstract tipo nombreMtodo(....);

Luego en cada subclase se define un mtodo con la mismacabecera y distinto cuerpo.


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Clases Abstractas

Si una clase contiene al menos un mtodoabstracto, entonces es una clase abstracta.

Una clase abstracta es una clase de la que no

se pueden crear objetos, pero puede serutilizada como clase padre para otras clases.

Declaracin:

abstract class NombreClase {..............

}


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Ejemplo de clase abstracta

+toString() : String

+cambiarEdad()

-nombre-edad

persona

+cambiarCurso()


+pagoMensual() : double

+mostrarAsignaturas()

-curso-nivelAcademico

alumno


-asignaturaprofesor

-pedirAsignaturas()



-listaAsignaturas

-precioPorHora

-noHorasDiarias

libre



-matriculaCurso

-noConvocatoria

-plusPorConvocatoria

presencial


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abstract class Alumno extends Persona {

protected int curso;private String nivelAcademico;public Alumno (String n, int e, int c, String nivel) {

super(n, e);

curso = c; nivelAcademico = nivel;}

public String toString() {return super.toString() + curso + nivelAcademico;

}

abstract double pagoMensual();abstract String getAsignaturas();

}


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class Libre extends Alumno {private String []listaDeAsignaturas;private static float precioPorHora=10;private int noHorasDiarias;private void pedirAsignaturas() {}// se inicializa listaDeAsignaturas

public double pagoMensual() {return precioPorHora*noHorasDiarias*30; }

public String getAsignaturas() {

String asignaturas="";

for (int i=0; i


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class Presencial extends Alumno {private double matriculaCurso;private double plusPorConvocatoria;private int noConvocatoria;public double pagoMensual()

{ return (matriculaCurso+plusPorConvocatoria*noConvocatoria)/12; }

public String getAsignaturas(){

return todas las del curso + curso;

}

public Presencial(String n, int e, int c, String nivel,double mc, double pc, int nc) {

super(n,e,c,nivel);matriculaCurso=mc;plusPorConvocatoria=pc;noConvocatoria=nc;

}}


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// FUNCIONES GLOBALES

voidmostrarAsignaturas(Alumno v[]) {

for (int i=0; i


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Interfaces

Podra suceder que los objetos de varias clases compartan lacapacidad de ejecutar un cierto conjunto de operaciones.

Y dependiendo de la clase de objeto, cada operacin se realicede diferente manera.

Ejemplo: Clases: Circulo, Elipse, Triangulo, .... Todas esas clases incluyen los mtodos: rea, perimetro,

cambiarEscala, etc.

Podramos definir una interfaz comn que agrupe todos losmtodos comunes (como mtodos abstractos).

Y luego definir varias clases de modo que implementen unamisma interfaz.


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Ejemplo de Interfaz

public interface Figura {

abstract double area();

abstract double perimetro();

}

public class Circulo implements Figura {private double radio;private static double PI=3.1416;..............public double area() { return PI*radio*radio; }public double perimetro() { return 2*PI*radio; }

}

public class Cuadrado implements Figura {private double lado;..............public double area() { return lado*lado; }public double perimetro() { return 4*lado; }

}


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Ejemplo de Interfaz

double totalArea(Figura v[]) {

double t=0;

for (int i=0; i


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Interfaces

Design Abstraction and a way for

loosing realizing Multiple Inheritance


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Interfaces

Interface is a conceptual entity similar to a Abstractclass.

Can contain only constants (final variables) and

abstract method (no implementation) - Different fromAbstract classes.

Use when a number of classes share a commoninterface.

Each class should implement the interface.


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Interfaces: An informal way of

realising multiple inheritance An interface is basically a kind of classit contains

methods and variables, but they have to be onlyabstract classes and final fields/variables.

Therefore, it is the responsibility of the class thatimplements an interface to supply the code formethods.

A class can implement any number of interfaces, butcannot extend more than one class at a time.

Therefore, interfaces are considered as an informalway of realising multiple inheritance in Java.


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Interface - Example

speak()

Politician Priest

Speaker

speak() speak()

Lecturer

speak()


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Interfaces Definition

Syntax (appears like abstract class):

Example:

interface InterfaceName {// Constant/Final Variable Declaration// Methods Declaration only method body

}

interface Speaker {public void speak( );

}


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Implementing Interfaces

Interfaces are used like super-classes whoproperties are inherited by classes. This isachieved by creating a class that implements

the given interface as follows:

class ClassName implements InterfaceName [, InterfaceName2, ]

{// Body of Class

}


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Implementing Interfaces Example

class Politician implements Speaker {

public void speak(){System.out.println(Talk politics);

}}

class Priest implements Speaker {public void speak(){

System.out.println(Religious Talks);}

}

class Lecturer implements Speaker {public void speak(){

System.out.println(Talks Object Oriented Design and Programming!);}

}


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Extending Interfaces

Like classes, interfaces can also be extended. Thenew sub-interface will inherit all the members of thesuperinterface in the manner similar to classes. This is

achieved by using the keyword extends as follows:

interface InterfaceName2 extendsInterfaceName1

{ // Body of InterfaceName2}


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Inheritance and Interface

Implementation A general form of interface implementation:

This shows a class can extended another class whileimplementing one or more interfaces. It appears like a multiple

inheritance (if we consider interfaces as special kind of classeswith certain restrictions or special features).

class ClassName extends SuperClass implements InterfaceName [,InterfaceName2, ]

{ // Body of Class}


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Student Assessment Example

Consider a university where students who participate in thenational games or Olympics are given some grace marks.Therefore, the final marks awarded = Exam_Marks +Sports_Grace_Marks. A class diagram representing this

scenario is as follow:

Student Sports

Exam

Results

extends

extendsimplements


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Software Implementation

class Student{

// student no and access methods}interface Sport{

// sports grace marks (say 5 marks) and abstract methods}class Exam extends Student{

// example marks (test1 and test 2 marks) and access methods}class Results extends Exam implements Sport

{// implementation of abstract methods of Sport interface// other methods to compute total marks = test1+test2+sports_grace_marks;// other display or final results access methods

}


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Interfaces and Software

Engineering Interfaces, like abstract classes and methods, provide

templates of behaviour that other classes are expected toimplement.

Separates out a design hierarchy from implementation

hierarchy. This allows software designers to enforce/passcommon/standard syntax for programmers implementingdifferent classes.

Pass method descriptions, not implementation Java allows for inheritance from only a single superclass.

Interfaces allow forclass mixing. Classes implementinterfaces.


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Manejo de una excepcin

Supongamos que en una funcinfde Java sedetecta una situacin anmala, entonces:

Se ejecuta:thrownew NombreExcepcin([msg]);

Para que pueda ser capturada:try {// bloque try

f(...); // u otra func que llame a f.

}


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Manejo de una excepcin

El tratamiento de la excepcin se especifica mediante unasentencia catch:

try {

f(...) // fuente de la excepcin

........

} catch (tipo_excepcion1 parmetro1) {tratamiento de la excepcin1

} catch (tipo_excepcion2 parmetro2) {

................................

} catch (tipo_excepcionN parmetroN) {

tratamiento de la excepcinN} [finally {

bloque que se ejecuta siempre

}]


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Creacin de clases de Excepciones

class MiExcepcion extends Exception {

public MiException() { }

// si se quiere mostrar un cierto mensaje

// se debe definir este segundo constructor

public MiException(String msg) {

super(msg);}

}

Se debe definir una nueva clase subclase de laclase Exception.


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Jerarqua de Excepciones


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Igualdad y Asignacin entre

objetos El operador de asignacin no sirve para crear una copia de un objeto. Cmo crear una copia a nivel de bits?

Solucin: utilizar el mtodo clone(). Para poder utilizarlo con los objetos de una clase A, la clase A debe

implementar la interfaz Cloneable y se debe incluir el siguiente mtodoclone() en la clase A:

public Object clone(){

Object obj=null;

try{

obj=super.clone();

}catch(CloneNotSupportedException ex){System.out.println(" no se puede duplicar");

}

return obj;

}


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Ejemplo con clone()

class Date implements Cloneable {....................public Object clone(){

Object obj=null;

try{

obj=super.clone();

}catch(CloneNotSupportedException ex){System.out.println(" no se puede duplicar");

}

return obj;

}

public static void main(String[] args) {Date ob1, ob2;

ob1 = new Date(12, 4, 96);ob2 = (Date) ob1.clone(); // ob2 es una copia de ob1// las alias de ob1 y ob2 son diferentesSystem.out.println(ob1 == ob2);// el contenido de ob1 y ob2 es el mismoSystem.out.println(ob1.equals(ob2));

}}


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Problemas con el clone()

Si se quiere hacer una copia de un objeto quecontiene otros objetos, no sirve el clone() queproporciona Java.Ejemplo: clase Persona con un atributo fecha de

nacimiento.

Solucin: redefinir el mtodo clone() para la clase

Persona de modo que haga una copia del objetofecha de nacimiento.


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Ejemplo con clone() redefinido

public class Persona implements Cloneable {private String nombre;private Date fechaNacimiento;public Persona(String nombre, Date fechaNacimiento){

this.nombre = nombre;

this.fechaNacimiento = fechaNacimiento;}public Object clone(){

return (new Persona(nombre, (Date) (fechaNacimiento.clone())));

}

public static void main(String[] args) {Persona p1, p2;p1 = new Persona("Pepe", new Date(1,1,2006));p2 = (Persona) p1.clone();

}}

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