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Adentrándonos a la Programación
Definición de Algoritmo
Es un conjunto pre-escrito de instrucciones o reglas bien definidas, ordenadas y finitas que
permite realizar una actividad mediante pasos sucesivos que no generen dudas a quien deba
realizar dicha actividad. En otras palabras un algoritmo consta de tres fases, una entrada, un
proceso y una salida.
!
A estas fases también se les suele conocer como módulos en donde un algoritmo consta de
tres módulos siendo:
Módulo1: representa la operación o acción para ingresar los datos o variables al
problema.
Módulo2: representa a la operación o conjunto de operaciones secuenciales que
permitan solucionar el problema.
Módulo3: representa la operación para comunicar al exterior los resultados alcanzados
!
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Las propiedades que presenta un algoritmo son:
Finitud: Número finito de pasos.
Definibilidad: Cada paso definido de un modo preciso.
Conjunto de entradas: Datos iniciales del algoritmo.
Conjunto de Salidas: Respuesta que obtenemos del algoritmo.
Efectividad: Las operaciones a realizar deben ser lo más básicas posibles para que
el procesador pueda realizarlas de modo exacto y en tiempo finito.
Por lo tanto llamamos “algoritmo” al conjunto finito y ordenado de acciones con las que
podemos resolver un determinado problema. Llamamos “problema” a una situación que se
nos presenta y que, mediante la aplicación de un algoritmo, pretendemos resolver.
Los algoritmos están presentes en nuestra vida cotidiana y, aún sin saberlo, aplicamos
algoritmos cada vez que se nos presenta un problema sin importar cuál sea su grado de
complejidad. Por ello los aplicamos de manera inadvertida, inconscientemente o
automáticamente. Esto se da generalmente debido a que ese problema lo conocemos y lo
hemos resuelto con anterioridad un gran número de veces.
Por lo tanto podemos resumir con lo siguiente:
Un Algoritmo describe el método para realizar una tarea.
Es una secuencia de instrucciones que, ejecutadas adecuadamente, dan lugar al resultado
deseado.
Ejemplo de algoritmos no pertenecientes al área de programación:
Planos de una casa
Procedimiento de una lavadora
Receta de cocina
Diagramas de Flujo
Es la representación gráfica de los algoritmos, usan símbolos conectados con flechas para
indicar la secuencia de instrucciones y estos símbolos están regidos por la normatividad
ISO(International Organization for Standardization) y la ANSI (American National Standards
Institute).
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Los símbolos utilizados para representar estos algoritmos son usados a nivel internacional,
siendo los que se muestran a continuación:
!
Las reglas de los diagramas de flujo son:
1. Todo Diagrama de flujo debe tener n inicio y un fin.
2. Las líneas utilizadas para indicar la dirección del flujo del diagrama deben ser
rectas, verticales y horizontales.
3. Todas las líneas utilizadas para indicar la dirección del flujo del diagrama deben
estar conectadas a un símbolo.
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4. El diagrama se construye de arriba hacia abajo.
5. La notación utilizada debe ser independiente al lenguaje de programación.
6. Es conveniente poner comentarios que ayuden a comprender lo realizado.
7. Si el diagrama es muy extenso, se debe usar conectores para cambiar de pagina y
enumerar las hojas.
8. No puede llegar más de una línea a un símbolo.
Pseudocódigo
Es una descripción de alto nivel de un algoritmo que emplea una mezcla de lenguaje natural
con algunas convenciones sintácticas propias de lenguajes de programación, como
asignaciones, ciclos y condicionales, aunque no está regido por ningún estándar.
!
Int X = 0; Int Y =2; Int Suma = 0; Etiqueta A If (X < 5); Entonces Suma = X + Y; X = X +1; Regresa a Etiqueta A
Programación Orientada a Objetos
Cuando hablamos de Programación Orientada a Objetos (POO), nos referimos al paradigma
de programación más utilizado en el mundo, esto es cuando nos referimos al área del
desarrollo de software. Este paradigma se enfatiza en los datos, esto es en la información que
vamos a procesar.
Un paradigma orientado a objetos tiene la característica de estar estructurado por clases y
objetos. Una clase es una especie de estructura que agrupa datos y funciones. Un objeto es
una variable cuyo tipo de dos es una clase.
Algo que debemos tener claro para poder realizar un correcto diseño de nuestros algoritmos
orientados a objetos es que los programas se organizan a imagen y semejanza de la
organización de objetos del mundo real.
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Los objetos poseen:
Propiedades o atributos
Métodos
Un mecanismo importante de la POO, son las clases y los objetos que están contenidos dentro
de ellas, por eso se dice que un objeto es la instancia de una clase.
Un programa orientado a objetos se compone únicamente de objetos, siendo que cada uno de
ellos es una entidad que tiene propiedades particulares, atributos y métodos. Por ejemplo,
una página Web es un objeto, tiene color de fondo, anchura, altura, etc. (propiedades y
atributos) y las rutinas que ejecuta el usuario de cerrar, abrir, recorrer, etc. son los métodos.
Objeto
Datos
Método
Método
!
Objeto
Objeto
Datos
Datos
Método
Método
Método
Método
Organización de un programa orientado a objetos
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Cuando se ejecuta un programa orientado a objetos, los objetos están recibiendo,
interpretando y respondiendo mensajes de otros objetos y por lo tanto ejecutando métodos
asociados con el objeto.
Los métodos se escriben en una clase de objetos y determinan como tiene que actuar el objeto
cuando recibe el mensaje vinculado con ese método. A su vez, un método puede enviar
mensajes a otros objetos, solicitando una interacción con el método de otro objeto.
Cuando escribimos un algoritmo en un paradigma orientado a objetos lo que hacemos
realmente es diseñar un conjunto de clases, desde las cuales se crearán los objetos necesarios
cuando el programa se ejecute. La estructura más interna de un objeto queda oculta para los
usuarios, como si fuera una caja negra, la cual mantiene la integridad del objeto, esto hace
que el usuario solamente mantenga contacto con el programa a través de mensajes emitidos
por el objeto.
Propiedades fundamentales de la Programación Orientada a Objetos
Las principales propiedades del paradigma orientado a objetos son:
Abstracción
Encapsulado de datos
Ocultación de datos
Herencia
Polimorfismo
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Java
Introducción
Historia de Java
Sun Microsystems creo el lenguaje Java en un intento por resolver simultáneamente todos los
problemas que se planteaban a los desarrolladores de software por la proliferación de
arquitecturas incompatibles, tanto entre las diferentes maquinas como entre los diversos
sistemas operativos y sistemas de ventanas que funcionan sobre una misma máquina,
añadiendo la dificultad de crear aplicaciones distribuidas en una red como Internet.
El lenguaje de programación Java (llamado inicialmente Oak) se originó en 1991 como parte
de un proyecto de investigación para desarrollar un lenguaje capaz de romper el vacío de
comunicación existente entre muchos productos electrónicos de consumo general, como los
hornos de microondas, las televisiones y las videograbadoras. Dado que el concepto original
falló, el equipo de programadores que diseñó este lenguaje (conocido formalmente como el
Green Team) se vio obligado a encontrarle otro uso.
Afortunadamente el world wide web comenzó a ser más popular y el lenguaje Oak probó ser
ideal para desarrollar pequeños componentes que permitieran enriquecer con multimedia el
contenido de las páginas de Internet. Estas pequeñas aplicaciones conocidas hoy en día como
applets, se convirtieron en la punta de lanza de lo que en breve sería el lenguaje de
programación más usado del mundo.
En 1995 Sun Microsystems lanza al mercado la tecnología de programación Java,
promoviéndola como la primera plataforma de software universal bajo el eslogan “Write
Once, Run Anywhere”.
Principales Características de Java
Simple: Se diseño para ser parecido a C++ para facilitar su aprendizaje, añade un reciclador
de memoria dinámica, lo que hace que no sea necesario preocuparse por ello. Reduce en un
50% los errores más comunes de programación con lenguajes como C y C++.
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Orientado a Objetos: Trabaja con sus datos como objetos y con interfaces a esos objetos.
Soporta las tres características propias del paradigma de la orientación a objeto:
encapsulación, herencia y polimorfismo. Las plantillas de los objetos son llamadas clases y
sus copias instancias.
Distribuido: En si no es distribuido, sino que proporciona las librerías y herramientas para
que los programas puedan ser distribuidos, es decir, que se ejecuten en varias maquinas.
Robusto: Realiza verificaciones en busca de problemas tanto en tiempo de compilación como
en tiempo de ejecución. Obliga a la declaración explícita de métodos, rediciendo así las
posibilidades de error.
Arquitectura neutral: El compilador Java compila su código a un fichero objeto en formato
independiente de la arquitectura de la máquina en que se ejecutará, por lo que cualquier
maquina sin importar su S.O. que tenga el sistema de ejecución (run-time) puede ejecutar este
objeto.
Seguro: El código Java pasa por muchas comprobaciones antes de ejecutarse en una
maquina, así como pasa por un verificador de ByteCode, el cual comprueba el formato de los
fragmentos de código para detectar código ilegal (punteros falsos, violación de derechos de
acceso, intentar cambiar el tipo de clase de un objeto). Además, cuenta con un Cargador de
Clases, el cual separa los archivos locales de los procedentes de la red. En el caso de los
Applets, Java imposibilita el abrir archivos locales.
Portable: Mas allá de ser una arquitectura independiente, implementa otros estándares de
portabilidad para facilitar el desarrollo.
Interpretado: Su intérprete (sistema run-time), puede ejecutar directamente el código objeto,
dado que enlazar un programa consume menos recursos que compilarlo.
Multitarea o Multihilo: Permite realizar muchas actividades simultáneas en un programa, su
beneficio es en tener un mejor rendimiento interactivo y mejor comportamiento en termino
real.
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Dinámico: Al usar la programación orientada a objetos, no carga todos los módulos al
momento de ejecución, si no que los carga conforme son requeridos.
Difundido: En la actualidad es el lenguaje más utilizado, lo que hace que sea fácil encontrar
documentación en línea, ejemplos y muchos otros recursos referentes al lenguaje.
Tarea 1: Investigación historia Java.
Elaborar un resumen que contenga los orígenes de Java, principales características, así como
un cuadro donde se muestren los diferentes tipos de variables.
Como Instalar Java
1.
Identifica tu Sistema Operativo (S.O.) y su versión (32 o 64 bits)
2.
Ir a la página de Oracle y descargar la última versión de Java JDK Standard Edition, en
este momento la versión es JDK SE 8u25 para el sistema operativo que te corresponda
ya sea Windows, Linux, Mac o Solaris, recuerda que es muy importante conocer si la
versión de tu S.O. es de 32 o 64 bits. http://www.oracle.com/technetwork/java/
javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html?ssSourceSiteId=otnes
!
3.
Antes de poder descargar tu versión de Java recuerda aceptar la licencia de JAVA SE.
4.
Una vez descargado seguir las instrucciones de instalación del JDK.
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5.
Configurar las variables de entorno, para esto dar clic derecho en mi PC y en la pestaña
de Propiedades del Sistema dar clic Variables de entorno.
6.
Buscar la variable “Path” y le damos editar y le agregamos la siguiente línea ;C:
\Program Files\Java\jdk1.6.0_21\bin
7.
Buscamos la variable “Classpath”, si no está la creamos y le agregamos la siguiente línea
;C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_25\src.zip
8.
Verificamos que este correctamente instalado entrando a la linea de comandos CMD y
escribimos el comando “java -version” y el comando “javac -version”, si ambos
comandos corren bien y nos muestra la versión de Java instalada, entonces tendremos
nuestra maquina virtual y compilador correctamente instalados.
Primer programa en Java
La primera aplicación sencilla y simple es la de “¡Hola Mundo!”, su código es el siguiente
//Ejemplo de aplicación Hola Mundo // public class HolaMundo{ public static void main(String args[]) { System.out.println("¡Hola Mundo!"); } }
!
Las primeras dos líneas son comentarios se distinguen por llevar //, este comentario es de
tipo orientado a línea. La línea de “public class HolaMundo” especifica al archivo fuente que
se utilizara un fichero HolaMundo.class, el cual será generado al compilar y no tener ningún
error en el código.
El “public static void main(String[] args)”, especifica el método que el interprete
Java busca para ejecutar en primer lugar.
El “public” significa que el método main() puede ser llamado por
cualquiera.
“Static”, es una palabra clave que le dice al compilador que main() se refiere
a su propia clase HolaMundo y no a ninguna instancia de la clase.
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“Void” significa es un método que no devuelve nada.
“main” significa que es el método principal (ojo todo programa de Java debe
tener un método main)
Y por último “args[]” es la declaración de un array de Strings.
Se usa el método println() de la clase out que está ubicada en el paquete System.
Compilación y Ejecución
El compilador javac se encuentra en el directorio bin, de la carpeta donde se ubique el JDK, el
cual para no tener problemas de compilación debe de estar declarado en la variable de
entorno “path” del sistema operativo.
Una vez creado el archivo fuente, en la línea de comandos se puede compilar con el
comando:
Javac nombrearchivo.java
En el caso del programa de Hola Mundo quedaría así:
javac HolaMundo.java
Si no hay errores, el compilador creará un archivo con extensión .class en el mismo directorio
donde se encuentra el archivo fuente. En caso que se muestren errores, el compilador
mostrará en donde se encuentran para poder corregirlos.
Para ejecutar el programa, desde la línea de comandos se escribe el comando:
java nombrearchivo
En el caso del programa de Hola Mundo quedaría así:
java HolaMundo
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Actividad de Clase
1.- Verificar que se tenga instalado Java en el equipo que se este utilizando
2.- Si se encuentra instalado anotar la versión de Java instalada
3.- Identificar el Sistema Operativo y versión del S.O.
4.- ¿Cómo ingresas a la linea de comandos en Windows?
5.- ¿Cuál es el comando para compilar un programa en Java?
6.-¿Cuál es el comando para ejecutar un programa en Java?
7.- Si el código no tiene errores, ¿Cuál es la extensión del archivo generado por el
compilador?
8.- Cual es el editor utilizado para crear códigos en Java
9.- ¿Que pasa cuando el compilador te marca un error en tu código, y lo ejecutas?, ¿Qué
mensaje de marca la consola?
10.- Elaborar los siguientes códigos en Java, primero hay que hacerlos en papel y después
pasarlos a la computadora.
Mostrar el mensaje de “Hola Mundo”
Mostrar pantalla la matricula y nombre del alumno.
Mostrar las materias que estas cursando.
Conceptos básicos
Objeto: es una instanciación de una clase y tiene un estado y un funcionamiento. El estado
está contenido en sus variables y está determinado por sus métodos.
Clase: Todo en Java forma parte de una Clase, las acciones de los programas se colocan
dentro del bloque de una clase o un Objeto, el cual es una instancia de una clase y todos los
métodos se definen dentro del bloque de la clase.
Método: Son funciones que pueden ser llamadas dentro de la clase o por otras clases. Consta
de dos partes, una declaración y un cuerpo. Si no retorna ningún valor se declara de tipo
Void, pero si retorna algún valor debe declararse de ese tipo de valor y para devolver ese
valor se utiliza la palabra clave “return();”
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Subclase: Cuando se pueden crear nuevas clases por herencia de clases ya existentes, las
nuevas clases se llaman subclases, mientras que las clases de donde hereda se llama
superclases. Cualquier objeto de la subclase contiene todas las variables y todos los métodos
de la superclase y sus antecesores.
Constructor: Es un método en especifico que siempre tiene el mismo nombre que la clase y se
utiliza para construir objetos de esa clase. No tiene tipo de dato específico de retorno, ni
siquiera void, esto es, porque un constructor de clase devuelve a su misma clase. Su función
principal es inicializar el nuevo objeto que se instancia de la clase.
Tipos de Clases
Public: son accesibles desde otras clases, ya sea directamente o por herencia, para acceder a
ellas desde otros paquetes, primero se tienen que importar.
Abstract: son aquellas que cuentan con un método abstracto, las cuales no se instancian, sino
que se utiliza como clase base para la herencia.
Final: Cuando se usan herencias, esta clase se utiliza para definir donde termina la cadena de
herencias.
Synchronizable: especifica que todos los métodos definidos en la clase son sincronizados, es
decir, que no se puede acceder al mismo tiempo a ellos desde distintas tareas.
Uso de Comentarios
En java existen tres tipos de comentarios
// comentarios para una sola línea
/* Texto */ comentarios de una o más líneas
/** Texto */ comentario de documentación para una o más líneas, usado también
para generar automáticamente la documentación del programa con el comando
“javadoc”
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Palabras Reservadas
!
Cabe hacer notar que aunque las palabras const y goto están reservadas, no se utilizan.
Adicionalmente, Java emplea los nombres (los cuales tampoco pueden utilizarse como
propios):
true,
false y
null
Espacios en blanco
En Java, un espacio entre dos palabras, un tabulador o un carácter de nueva línea son
considerados un espacio en blanco. Los espacios en blanco son obligatorios únicamente para
delimitar elementos del código que no están separados de antemano por algún operador o
separador válido.
Así, técnicamente hablando (aunque no es lo más recomendable) podríamos tener todo un
código escrito en una sola línea o dividido en centenares de ellas.
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if (i > 5) System.out.println(“Y es mayor que 5”); Es exactamente lo mismo que: if(i>5)System.out.println(“Y es mayor que 5”); Y que: if( i> 5) System. out.println (“Y es mayor que 5” ) ;
!
Es inválido sin embargo dividir identificadores, palabras reservadas o cadenas literales con
caracteres de nueva línea; lo siguiente por ejemplo causaría un error de compilación:
System.out.println(“Y es mayor que 5”);
!
Para separar una cadena literal en dos líneas, coloque una diagonal invertida ( \ ) antes del
carácter de nueva línea de la siguiente forma:
System.out.println(“Y es mayor\ que 5”);
!
Práctica #1: Primer aplicación en Java
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Identificadores
Los identificadores nombran variables, funciones, clases, y objetos; cualquier cosa que
queramos identificar o usar. Se caracterizan por comenzar con una letra, guión bajo (_) o un
símbolo de peso ($), de ahí los siguientes caracteres pueden ser letras o dígitos. Se distinguen
mayúsculas y minúsculas y no hay longitud máxima.
Ejemplo: tipo identificador [= valor], [identificador [= valor]]; int variable; char nombre, apellido_paterno; float $cantidad;
!
Tipos de Valores
En Java se utilizan cinco tipos de elementos:
Enteros, almacenan datos numéricos que no contienen punto decimal: byte (8bits),
short (16 bits), int 32( bits),
long (64 bits).
Reales o punto flotante, almacenan datos numéricos que contienen punto decimal:
float (32 bits), doublé (64 bits).
Booleanos o lógicos: True, False.
Caracteres: char
Cadenas: String
Para almacenar más de un carácter se usan las variables de tipo String. Se recomienda
(cuando la longitud del valor lo permita) utilizar el tipo double para números reales o de
punto flotante y el tipo int para los enteros.
Separadores
Los separadores definen la forma y función del código, los admitidos en Java son:
( ) Paréntesis: Para contener listas de parámetros, llamada a métodos, definir
precedencia de expresiones, contener expresiones para el control de flujo.
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{ } Llaves: Para contener los valores de matrices inicializadas automáticamente,
definir un bloque de código, clases, métodos y ámbitos locales.
[ ] Corchetes: Para declarar tipos matriz y cuando se hace referencia a valores de
una matriz.
; Punto y coma: Separa sentencias.
, Coma: Separa identificadores consecutivos en la declaración de variables, para
encadenar sentencias dentro de un for.
. Punto: Para separar nombres de paquetes, subpaquetes, clases, además de separar
una variable o método de una variable de referencia.
Operadores
Operadores Aritméticos
+ Suma (también utilizado para concatenar cadenas)
- Resta
* Multiplicación
/ División
% Modulo (obtiene el residuo de una división)
Operadores Unarios
+ Valor Positivo
- Valor Negativo
++ Suma 1 al operando
-- Resta 1 al operando
Operadores Relacionales y Condicionales
> El operando izquierdo es mayor que el derecho
>= El operando izquierdo es mayor o igual que el derecho
< El operando izquierdo es menor que el derecho
<= El operando izquierdo es menor o igual que el derecho
== El operando izquierdo es igual que el derecho
!= El operando izquierdo es distinto que el derecho
&& Ambas expresiones son verdaderas, también conocido como AND
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|| Alguna de las expresiones es verdadera, también conocido como OR
! La expresión de la derecha es false
Operadores a nivel de Bits
Operadores de Asignación
Son operadores compuestos de otros operadores para realizar la operación deseada y luego
asignar el valor obtenido al operando situado a la izquierda del operador de asignación, de
este modo se pueden hacer dos operaciones con un solo operador.
+=
%=
-=
&=
*=
|=
/=
^=
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Operador Ternario if - then - else
La forma general de este operador es la siguiente:
Expresión ? sentencia1 : sentencia2
En donde Expresión puede ser cualquiera que nos de cómo resultado un valor booleano, en
caso de ser verdadero ejecuta la sentencia1, y en caso de ser falso ejecutará la sentencia2.
class EjemploTernario { public static void main( String args[] ) { int a = 28; int b = 4; int c = 45; int d = 0; int e = (b == 0) ? 0 : (a / b); int f = (d == 0) ? 0 : (c / d); System.out.println( "a = " + a ); System.out.println( "b = " + b ); System.out.println( "c = " + c ); System.out.println( "d = " + d ); System.out.println(); System.out.println( "a / b = " + e ); System.out.println( "c / d = " + f ); } }
!
Operadores Constantes
Java permite el uso de expresiones constantes, las cuales sirven para declarar datos desde un
inicio que son constantes y que no van a variar, la forma de hacerlo es utilizando la palabra
final antes de declarar una variable tal como se muestra:
final float PI = 3.1415926
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Manejo de Arreglos
En java se pueden declarar arreglos de cualquier tipo e incluso arreglos de arreglos. Para
declarar un arreglo se debe escribir la siguiente sintaxis:
TipoElemento[] = nombreDelArreglo = new TipoElemento[tamañoArreglo] char s[]; int Arreglo[] = new int[50]; int Tabla[][] = new int[4][5]; Crear un arreglo ya con variables String nombres [] = {“Juan”,”Pedro”,”Hugo”,”Luis”}; Lo que es equivalente a: String nombres[]; nombres = new String[4]; nombres[0] = new String (“Juan”); nombres[1] = new String (“Pedro”); nombres[2] = new String (“Hugo”); nombres[4] = new String (“Luis”);
!
No se pueden crear arreglos estáticos en tiempo de compilación:
int lista[50]; //Generará un error en tiempo de compilación
Tampoco se puede rellenar un arreglo sin declarar el tamaño con el operador “new”:
int lista[];
for (int i=o; i<9; i++)
lista[i] = i;
Todos los arreglos en Java cuentan con el atributo “length”, el cual se utiliza para conocer la
longitud del arreglo.
int a[][] = new int[10][3];
a.length; //10
a[0].length; //3
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Práctica #2: Uso de Variables y Arreglos
Tarea 2: Responder a las preguntas y realizar los programas solicitados.
1. ¿En línea de comandos, que comando hace posible cambiarnos de carpeta?
2. ¿En línea de comandos, que comando hace posible ver los archivos y directorios que se encuentran
en la carpeta en donde nos ubicamos?
3. ¿Cómo se compila un programa en Java?
4. ¿Cómo se ejecuta un programa en Java?
5. Crear un programa que muestre en pantalla las preguntas anteriores con sus respectivas respuestas
6. Crear un programa que guarde con un arreglo que imprima 10 números.
7. Crear un programa que imprima en pantalla 15 comandos reservados de Java
8. Crear un programa en el cual realicen las operaciones matemáticas de Suma, Resta, Multiplicación
y División.
9. Crea un programa en donde manejes el operador ternario
Uso de Clases
Declaración de una clase
Es recomendable crear un archivo de texto en donde declararemos una clase por cada objeto
identificado en nuestro problema, aunque es posible declarar varios objetos dentro de un
mismo archivo de texto.
[Tipo Clase] class nombreclase{ } Si declaramos más clases en el mismo documento en donde se encuentra nuestra clase
principal, la sintaxis es la siguiente:
class nombreclase{ }; En donde:
[Tipo Clase] determinan la accesibilidad de otras clases a la clase que se está
declarando, así como el comportamiento de su herencia. Todos son opcionales y
por el momento se empleará public.
GUÍA DE CLASE - PROGRAMACIÓN
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La palabra reservada class es obligatoria y le dice al compilador que el bloque de
código siguiente es una declaración de clase.
nombreclase será el nombre de la clase según las reglas vistas con anterioridad.
Como se mencionó ya, el nombre de la clase debe coincidir exactamente con el
nombre del archivo .java que la contiene.
Las llaves de apertura y cierre ( { } ) delimitan el cuerpo de nuestra definición de
clase. Todas las variables y métodos de la clase deberán ir encerrados en este
bloque.
Declaración e inicialización de los atributos de una clase
Las variables de clase, conocidas formalmente como atributos, se colocan después de la llave
de apertura de la clase. Como cualquier tipo de variable, los atributos se utilizan para
almacenar y recuperar datos en nuestros programas.
Los atributos deben colocarse de manera obligatoria afuera de cualquier método. También se
les conoce como variables miembro o variables de instancia dado que cuando un objeto es
instanciado, estas variables se encargarán de contener los datos específicos de cada objeto
creado (en otras palabras, habrá una copia de ellas por objeto). Aunque inicialmente todas las
variables miembro de un objeto contendrán el mismo valor, esto podrá cambiar después.
La declaración e inicialización de los atributos de una clase tiene la siguiente sintaxis:
[modificadores] tipo variable [= valor]; En donde:
[modificadores] representan diversas palabras reservadas que definen la forma en
que las variables de la clase son accedidos. Todos son opcionales y por ahora se
empleará el modificador public.
tipo representa el tipo de dato primitivo que la variable contendrá. Así, algunas
variables contendrán números enteros, reales, caracteres o valores booleanos.
variable será el nombre que se le asignará a la variable según las reglas vistas con
anterioridad.
valor será el valor que se desea asignar a la variable y es opcional.
GUÍA DE CLASE - PROGRAMACIÓN
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public int shirtID = 0; public char colorCode = „G‟; public float orderTotal; !
Es posible de hecho, declarar simultáneamente (e incluso inicializar) varios atributos del
mismo tipo; para ello se emplea el separador coma con la siguiente sintaxis:
[modificadores] tipo identificador[=valor][,identificador2[=valor]…]; public String Nombre, Apellido, Direccion; public int contador=0, total=1; !
Declaración de los métodos de una clase
Los métodos siguen a los atributos de la clase; su sintaxis es la siguiente:
[modificadores] tipoderetorno identificador([argumentos]){ bloque_de_instrucciones } En donde:
[modificadores] representan diversas palabras reservadas que definen la forma en
que los métodos son accedidos. Todos son opcionales y por el momento se
empleará public.
tipoderetorno indica el tipo de valor que el método regresa (en caso de haberlo).
Los valores retornados por un método pueden ser empleados por el método que
los invoca y podrá ser a lo mucho uno. Si el método no retorna nada, la palabra
clave void deberá usarse como tipo de retorno.
identificador será el nombre del método según las reglas vistas con anterioridad.
[argumentos] representa la lista de variables cuyos valores son pasados al método
para que éste trabaje y son opcionales. Los paréntesis de apertura “( “ y cierre “ ) “
son obligatorios aún cuando el método no requiera ningún argumento.
GUÍA DE CLASE - PROGRAMACIÓN
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bloque_de_instrucciones será la lista de sentencias que el método ejecuta. Una
gran variedad de tareas pueden realizarse en el bloque de código o cuerpo de un
método. Así como en otros lenguajes de programación, podrán crearse tantos
bloques de instrucciones internos como se desee o convenga.
Las llaves de apertura y cierre ( { } ) delimitan el cuerpo de nuestro método.
public void mensaje(){ String Mensaje = “Hola a todos!”; imprimeMensaje(Mensaje); }//Fin del método mensaje public void imprimeMensaje(String Mensaje){ System.out.println(Mensaje); }// Fin del método imprimeMensaje !
Declaración, instanciamiento e inicialización de objetos
Normalmente todo programa en Java deberá emplear cuando menos un objeto. Para usar
objetos debemos:
1. Definir la clase del objeto en un archivo fuente en donde se detallen sus atributos y
métodos.
2. Definir la clase principal que usará el o los objetos creados.
3. Declarar, instanciar e inicializar los objetos en la clase principal.
4. Invocar sus métodos de las instancias creadas.
Tomemos por ejemplo el siguiente código Java en donde se define a una clase de objeto
llamada Message:
GUÍA DE CLASE - PROGRAMACIÓN
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public class Message{ public void mensaje(){ String Mensaje = “Hola a todos!”; imprimeMensaje(Mensaje); }//Fin del método mensaje }
public void imprimeMensaje(String Mensaje){ System.out.println(Mensaje); }// Fin del método imprimeMensaje !
Como podemos notar, esta clase no tiene atributo alguno y únicamente cuenta con dos
método llamados mensaje() e imprimeMensaje(), los cuales no retornan ningún valor, pero
imprimeMensaje(String Mensaje) si recibe un valor.
Dado que esta clase no contiene un método main(), será imposible ejecutarla, únicamente
podremos compilarla. Para usarla, deberemos crear una clase principal o de prueba que
llamaremos MessageTest en donde crearemos una instancia del objeto de clase Message e
invocaremos su único método:
!
public class MessageTest{ public static void main(String args[]){ Message myMessage = new Message(); myMessage.printMessage(); } } En el código anterior notamos una sintaxis nueva en la tercera línea; ésta es la declaración,
instanciamiento e inicialización de un objeto de clase Message. La sintaxis genérica es la
siguiente:
nombredeclase identificador = new nombredeclase(); GUÍA DE CLASE - PROGRAMACIÓN
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En donde:
nombredeclase representa el nombre de la clase de objeto a instanciar.
identificador será el nombre que se le asignará a la instancia (también llamada
referencia de objeto).
new será la palabra clave encargada de instanciar un objeto empleando como
plantilla a la clase especificada por nombredeclase.
Lo anterior puede realizarse también en dos líneas:
nombredeclase identificador; identificador = new nombredeclase(); Para el caso anterior tendríamos:
Message myMessage; myMessage = new Message(); Por último, analicemos la cuarta línea; aquí invocamos el método del objeto empleando una
sintaxis genérica:
identificadordeobjeto.identificadordemétodo(); Dado que la sintaxis completa que se emplea para invocar un método varía
considerablemente según la situación, se verá con detalle en un apartado más adelante.
Java no permite el uso de apuntadores por parte del programador, lo cual podría verse como
una desventaja aunque en realidad es todo lo contrario, gracias a que no puede haber
manipulación de memoria es imposible invadir entornos ajenos al de nuestras aplicaciones y
por lo tanto la seguridad de nuestro sistema estará siempre garantizada.
Ejemplo del Elevador:
Las principales funciones de un elevador son:
Subir
Bajar
Abrir Puerta
GUÍA DE CLASE - PROGRAMACIÓN
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Cerrar Puerta
Por lo que estas son métodos forman parte de la clase funciones del elevador, quedando en
código así:
//Ejemplo del Elevador // public class Elevador{ public static void main(String args[]) { //Creamos la instancia a la clase FuncionesElevador FuncionesElevador Funcion = new FuncionesElevador(); //Mandamos a llamar a los métodos de la clase FuncionesElevador Funcion.abrir(); Funcion.cerrar(); Funcion.subir(); Funcion.abrir(); Funcion.cerrar(); Funcion.bajar(); Funcion.abrir(); } } !
class FuncionesElevador{ public void subir(){ System.out.println("Elevador subiendo"); } public void bajar(){ System.out.println("Elevador bajando"); } public void abrir(){ System.out.println("Abriendo Puerta"); } public void cerrar(){ System.out.println("Cerrando Puerta"); } }; GUÍA DE CLASE - PROGRAMACIÓN
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Práctica #3: Uso de Clases y Métodos
Tarea 3: Ejercicio básico en Java e Investigación.
1.- Crear un programa que calcule el año en que nació una persona con proporcionar en una variable
la edad.
2.- Investigar sobre las sentencias de salto (if/else y switch), como se usan y cuando se usan.
Control de Flujo
If / Else
En el ciclo “if” el código se ejecutará siempre y cuando la expresión_booleana sea evaluada
como verdadera, en caso de que sea evaluada como falsa, se podrá incluir un “else”. Cuando
se trate de un solo enunciado, se podrá hacer caso omiso de las llaves que delimitan al
bloque. Además, se podrá hacer el uso de anidaciones, esto quiere decir que se puede poner
un if, dentro del código de un if, tal como se muestra:
!
if (x == y) System.out.println("x es igual a y"); else if (x > y) System.out.println("x es mayor que y"); else System.out.println("x es menor que y"); GUÍA DE CLASE - PROGRAMACIÓN
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//Ejemplo de Menu public class Principal{ public static void main(String args[]) { Menu menuP = new Menu(); menuP.muestraMenu(); menuP.elijeOpcion(4); } } class Menu{ public void muestraMenu(){ System.out.println("Menu de Catalogo de Ropa"); System.out.println("1.-­‐ Agregar Valor"); System.out.println("2.-­‐ Borrar Valor"); System.out.println("3.-­‐ Mostrar Valores"); System.out.println("4.-­‐ Salir"); } public void elijeOpcion(int opcion){ switch(opcion){ case 1: System.out.println("Opcion elegida 1"); break; case 2: System.out.println("Opcion elegida 2"); break; case 3: System.out.println("Opcion elegida 3"); break; case 4: System.out.println("Opcion elegida 4"); break; default: System.out.println("Opcion no valida"); break; } } }; !
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Switch
Permite que el programa ejecute diferentes bloques de instrucciones basado en una expresión
que puede tener más de dos valores. Su sintaxis es la siguiente:
!
switch (variable){ case Valor_1: bloque_1; break; case Valor _2: bloque_2; break; ... case Valor _n: bloque_n; break; [default: bloque_default;] } En donde la variable podrá ser de cualquier tipo y se compara contra cada case:
En caso de encontrar igualdad, la ejecución es transferida al bloque de enunciados
que se encuentra a continuación del caso correspondiente.
De no encontrar una igualdad, se ejecuta la opción default.
Si no hay igualdad ni sentencia default, la ejecución pasa al primer enunciado
después de la llave de cierre del switch.
El case podrá estar constituido por una constante entera o por valores literales válidos, pero
nunca variables o llamados a métodos. En caso de buscar coincidencia con caracteres,
deberán estar encerrados en comillas simples. Es de suma importancia el agregar un
enunciado break después del último enunciado de cada bloque, ya que de lo contrario todos
los enunciados posteriores pertenecientes a los bloques restantes, se ejecutarán también.
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Bucle For
Este bucle es una construcción que ejecuta un bloque de uno o más enunciados una
determinada cantidad de veces. En Java, tiene la siguiente estructura:
for(inicial; expresión_booleana; incremento){ bloque; } En donde:
inicial será por lo general una expresión de asignación que ponga una variable a
un valor determinado de inicio y dicha variable será típicamente la que controle el
ciclo.
expresión_booleana será la expresión a evaluar; el ciclo se ejecutará mientras sea
verdadera y terminará cuando sea falsa.
incremento será la expresión que determine el incremento o decremento de la
variable controladora.
bloque será el o los enunciados a realizar en el ciclo.
for (int count = 1; count <= 20; count++) System.out.println(count); !
La flexibilidad del ciclo for permite que la variable controladora no necesariamente debe ser
inicializada dentro del ciclo, además, el incremento o decremento puede ser hecho en
cualquier otra parte del ciclo:
int count = 1; for ( ; count < 1000; ) System.out.println(count++); !
Al igual que una instrucción condicional, un ciclo for puede ser ejecutado dentro de otro,
logrando así una construcción más compleja y efectiva.
GUÍA DE CLASE - PROGRAMACIÓN
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A partir de la versión J2SE 5, el lenguaje Java incorpora otra forma de utilización del bucle for
en la cual no es necesario indicar el índice para recuperar un elemento, haciendo más claro el
código.
for ( parámetro : expresión ) sentencias Esta forma se utiliza principalmente para los arreglos, donde expresión debe ser un array o
una instancia de la interfaz Iterable, que permite el uso de esta nueva forma del bucle for. Por
ejemplo, si se quieren recuperar los valores de un arreglo, se puede hacer de la siguiente
forma clásica:
int impares [] = {1,3,5,7,9,11,13}; for (int i =0; i<7; i++) System.out.println(“Numero impar: “ + impares[i]); !
Pero al utilizar la nueva forma introducida por la versión J2SE 5, se puede escribir el mismo
código de la siguiente forma:
int impares [] = {1,3,5,7,9,11,13}; for (int num : impares) System.out.println(“Numero impar: “ + num); !
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public class EjemploFor2{ public static void main (String args[]){ Arreglo miArreglo = new Arreglo(); miArreglo.llenaArreglo(); miArreglo.imprimeArreglo(); } } class Arreglo{ int arreglo[] = new int[10]; public void llenaArreglo(){ for(int x = 0; x<10; x++) arreglo[x] = x; } public void imprimeArreglo(){ for(int x : arreglo) System.out.println(arreglo[x]); } }; !
Práctica #4: Uso de control de flujo
Tarea 4: Ejercicio Elevador.
1.- Retomar el código fuente de “Elevador”, e implementar el uso de if/else el cual envíe instrucciones
para abrir y cerrar puertas, esto es, si la puerta esta abierta, no puedes subir de piso, si la puerta esta
cerrada puedes moverte entre pisos. Además de un switch para indicar a que piso se requiere ir,
también el programa debe indicar si el elevador sube o baja. Guardar el archivo como Elevador2.java.
Compilar el archivo mediante la línea de comandos, en caso que el compilador marque un error,
corregir el código fuente, y compilar nuevamente. Si no hay error en el código fuente, ejecutar el
programa.
2. Crear un programa llamado “Ejemplo_if.java”, en el cual elaboren utilizando clases un método que
compare si un número almacenado en una variable es mayor que otro número almacenado en una
segunda variable (los números los eligen ustedes aleatoriamente desde el block de notas), si el
número es mayor imprimir en pantalla “El número X es mayor que el número Y”, en caso contrario
imprimir “El número Y es mayor que el número X”.
3. Crear un programa llamado “Ejemplo_swich.java”, en el cual inicializamos en una variable X con
un número del 1 al 10, y al entrar al switch, este debe elegir la opción correcta e imprimir en pantalla
el número en forma de texto por ejemplo si X=2, el sistema debe imprimir en pantalla “El número
ingresado es Dos”, en caso que X sea diferente del rango especificado que imprima “Número
invalido”.
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Bucle While
Es la sentencia más básica de Java, se ejecuta repetidamente una vez tras otra mientras una
expresión booleana sea verdadera. Se utiliza para crear una condición de entrada, la cual
controla el bucle y se comprueba antes de ejecutar cualquiera de las sentencias que se
encuentran situadas en el interior del bucle, de tal modo que si la comprobación desde un
inicio es false, el código dentro de la sentencia while no se ejecutará.
while (expresión booleana){ sentencias; [iteración] } !
Bucle Do - While
Es utilizado cuando se desea que un ciclo while se ejecute al menos una vez, incluso si la
expresión booleana es falsa desde la primera vez, esto quiere decir que se utiliza cuando se
desea evaluar la expresión de terminación al final del bucle en vez de al principio como se
hace en el bucle while.
do{ sentencias; [iteración] } while (expresión booleana) !
Control general de flujo
break: Puede utilizarse en una sentencia switch o en un bucle, cuando se encuentra en una
sentencia switch, hace que el control del flujo del programa pase a la siguiente sentencia que
se encuentra fuera del entorno del switch, pero si se encuentra en un bucle, hace que el flujo
de ejecución del programa deje el ámbito del bucle y pase a la siguiente sentencia.
continue: no se puede utilizar en una sentencia switch, sino solamente en bucles, lo que hace
es que la iteración en que se encuentra finaliza y se inicia la siguiente.
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!
Uno: for(){ Dos: for(){ continue; continue uno; break uno; } } Excepciones
Java implementa excepciones para facilitar la construcción de código robusto. Cuanto ocurre
un error en un programa, el código que encuentra el error lanza una excepción, que se puede
capturar y recuperarse de ella. Java provee muchas excepciones predefinidas.
try{ sentencias; } catch(Exception) { Sentencias; } !
//Ejemplo de try-­‐catch que introduce un retardo class tryCatch{ public static void main(String[] args) { try{ System.out.print("Esperando"); for(int x=0; x<3; x++){ Thread.currentThread().sleep(1000); System.out.print("."); } } catch (Exception e){ System.out.println(e); } } } !
Lectura Estándar
La lectura estándar, es utilizada para capturar texto desde la línea de comandos en Java, esto
nos sirve para ir almacenando datos en variables y poder ir interactuando mas con los
GUÍA DE CLASE - PROGRAMACIÓN
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programas realizados en Java. Existen dos para capturar texto desde la línea de comandos, la
primera de ellas es mediante la clase IO y la segunda mediante la clase Scanner.
En el caso de la primera opción, se debe importar la librería de java.io, en la cual se
encuentran los métodos necesarios para que pueda funcionar nuestro programa. La sintaxis
básica para la lectura estándar es la siguiente:
import java.io.*; public class Lectura{ public static void main(String[] args) throws IOException { String cadena; BufferedReader stdin = new BufferedReader (new InputStreamReader(System.in)); System.out.print("Ingresa un texto: "); cadena = stdin.readLine(); System.out.println("Has escrito: " + cadena); } } !
En donde:
import java.io.* es la clase a importar para que funcionen los métodos a utilizar.
throws IOException permite atrapar todas aquellas excepciones que tengamos en
el programa.
BufferedReader
stdin
=
new
BufferedReader
(new
InputStreamReader
(System.in)), se declara una variable que pueda capturar texto de la línea de
comandos.
stdin.readLine() este comando sirve para leer el texto de la línea de comandos y
poder guardarlo en una variable de tipo String
Para la segunda opción de captura de texto desde la línea de comandos, se puede utilizar la
clase Scanner, la cual facilita la tarea de leer y analizar cadenas y tipos básicos de datos en las
aplicaciones, incorporando para ello el uso de expresiones regulares. Un ejemplo básico
donde se utiliza está clase es el siguiente código.
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import java.util.Scanner; class scanner{ public static void main(String[] args) { String nombre = ""; int edad = 0; Scanner s = new Scanner(System.in); System.out.print("Introduzce tu nombre: "); try{ nombre = s.nextLine(); } catch (Exception e){ System.out.println(e); } System.out.print("Introduzce tu edad: "); try{ edad = s.nextInt(); } catch (Exception e){ System.out.println(e); } System.out.println("Tu nombre es " + nombre + " y tienes " + edad + " anios" ); } } !
En donde:
import java.util.Scanner es la clase a importar para que funcionen los métodos a
utilizar.
Scanner s = new Scanner(System.in) declara una variable que pueda capturar
texto de la línea de comandos.
S.next() Lee una cadena de caracteres de la línea de comandos, pero al encontrar
un espacio termina la cadena.
s.nextLine() Lee una cadena de caracteres de la línea de comandos, toma en cuenta
los espacios.
S.nextInt() Lee números enteros de la línea de comandos.
S.nextDouble() Lee números de punto flotante de la línea de comandos.
Práctica #5: Uso de control de flujo, Excepciones y Lectura Estándar
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Tarea 5: Ejercicio Catalogo.
1.- Retomar el código fuente de “Catalogo”, y utilizar la línea estándar para inicializar los valores a las
variables de las clases creadas de Pantalón, Playera, entre otras. Guardar el archivo como
Catalogo3.java. Compilar el archivo mediante la línea de comandos, en caso que el compilador
marque un error, corregir el código fuente, y compilar nuevamente. Si no hay error en el código
fuente, ejecutar el programa
2. Crear un programa llamado Tarea5, el cual deberá mostrar un menú en pantalla (con al menos 5
opciones) y desde la línea de comandos el usuario podrá elegir la opción deseada. Compilar el
archivo y ejecutarlo
Practica #6: Repaso de los temas vistos
Tarea 6: Manejo de Menus.
Crear un programa llamado Tarea6. el cual deberá mostrar un menú en pantalla (con al menos 5
opciones) y desde la línea de comandos el usuario podrá elegir la opción deseada. Guardar el archivo
en la carpeta de “Practica 6”. Compilar el archivo y ejecutarlo.
Aplicar Examen Parcial
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