Buscar este blog

Cargando...

Noticias

Loading...

miércoles, 28 de septiembre de 2011

Programacion Orientada a Objetos


PARADIGMA DE LENGUAJE

DE PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS

ORIGEN

Los conceptos de la programación orientada a objetos tienen origen en  Simula 67, un lenguaje diseñado para hacer simulaciones, creado por Ole-Johan Dahl y Kristen Nygaard del Centro de Cómputo Noruego en Oslo. En este centro, se trabajaba en simulaciones de naves, que fueron confundidas por la explosión combinatoria de cómo las diversas cualidades de diferentes naves podían afectar unas a las otras. La idea ocurrió para agrupar los diversos tipos de naves en diversas clases de objetos, siendo responsable cada clase de objetos de definir sus propios datos y comportamientos. Fueron refinados más tarde en Smalltalk, que fue desarrollado en Simula en Xerox PARC (cuya primera versión fue escrita sobre Basic) pero diseñado para ser un sistema completamente dinámico en el cual los objetos se podrían crear y modificar “en marcha” (en tiempo de ejecución) en lugar de tener un sistema basado en programas estáticos.
La programación orientada a objetos tomó posición como el estilo de programación dominante a mediados de los años ochenta, en gran parte debido a la influencia de C++, una extensión del lenguaje de programación C. Su dominación fue consolidada gracias al auge de las Interfaces gráficas de usuario, para las cuales la programación orientada a objetos está particularmente bien adaptada. En este caso, se habla también de programación dirigida por eventos.
Las características de orientación a objetos fueron agregadas a muchos lenguajes existentes durante ese tiempo, incluyendo Ada, BASIC, Lisp, Pascal, entre otros. La adición de estas características a los lenguajes que no fueron diseñados inicialmente para ellas condujo a menudo a problemas de compatibilidad y en la capacidad de mantenimiento del código. Los lenguajes orientados a objetos “puros”, por su parte, carecían de las características de las cuales muchos programadores habían venido a depender. Para saltar este obstáculo, se hicieron muchas tentativas para crear nuevos lenguajes basados en métodos orientados a objetos, pero permitiendo algunas características imperativas de maneras “seguras”. El Eiffel de Bertrand Meyer fue un temprano y moderadamente acertado lenguaje con esos objetivos pero ahora ha sido esencialmente reemplazado por Java, en gran parte debido a la aparición de Internet, y a la implementación de la máquina virtual de Java en la mayoría de navegadores. PHP en su versión 5 se ha modificado, soporta una orientación completa a objetos, cumpliendo todas las características propias de la orientación a objetos.
Los objetos son entidades que combinan estado (atributo), comportamiento (método) e identidad:
·                    El estado está compuesto de datos, será uno o varios atributos a los que se habrán asignado unos valores concretos (datos).
·                    El comportamiento está definido por los procedimientos o métodos con que puede operar 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.
Los métodos (comportamiento) y atributos (estado) están estrechamente relacionados por la propiedad de conjunto. Esta propiedad destaca que una clase requiere de métodos para poder tratar los atributos con los que cuenta. El programador debe pensar indistintamente en ambos conceptos, sin separar ni darle mayor importancia a alguno de ellos. Hacerlo podría producir el hábito erróneo de crear clases contenedoras de información por un lado y clases con métodos que manejen a las primeras por el otro. De esta manera se estaría realizando una programación estructurada camuflada en un lenguaje de programación orientado a objetos.
La POO difiere de la programación estructurada tradicional, en la que los datos y los procedimientos están separados y sin relación, ya que lo único que se busca es el procesamiento de unos datos de entrada para obtener otros de salida. La programación estructurada anima al programador a pensar sobre todo en términos de procedimientos o funciones, y en segundo lugar en las estructuras de datos que esos procedimientos manejan. En la programación estructurada sólo se escriben funciones que procesan datos. Los programadores que emplean POO, en cambio, primero definen objetos para luego enviarles mensajes solicitándoles que realicen sus métodos por sí mismos. 

 

CARACTERISTICAS DE LA PROGRAMACION ORIENTADA A OBJETO:

 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 a 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 que se puedan compilar por separado, pero que 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 específica 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 pueden cambiar el estado interno de un objeto de maneras inesperadas, 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 están 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 enrejados que reflejan un comportamiento común. Cuando un objeto hereda de más de una clase se dice que hay herencia múltiple.
Recolección de basura: la recolección de basura o garbage collector 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 Objeto Pascal, esta característica no existe y la memoria debe desasignarse manualmente.

La programación orientada a objetos es una forma de programación avanzada. PHP5 incorpora una nueva forma de POO, la cual contribuye a mejorar su rendimiento y aumentar sus posibilidades.
Las aplicaciones se desarrollan creando clases, que están compuestas por funciones, variables o atributos. De las cuales se crean objetos, que obtienen las propiedades definidas en la clase
Cuando se escribe un programa en un lenguaje orientado a objetos, definimos una plantilla o clase que describe las características y el comportamiento de un conjunto de objetos similares. La clase automóvil describe las características comunes de todos los automóviles: sus atributos y su comportamiento. Los atributos o propiedades se refieren a la marca o fabricante, el color, las dimensiones, si tienen dos, tres, cuatro o más puertas, la potencia, si utiliza como combustible la gasolina o gasoil, etc. El comportamiento se refiere a la posibilidad de desplazarse por una carretera, frenar, acelerar, cambiar de marcha, girar, etc.
Luego, tenemos automóviles concretos, por ejemplo el automóvil propio  de una determinada marca, color, potencia, etc, el automóvil del vecino de otra marca, de otro color, etc. El automóvil de un amigo, etc.
Una clase es por tanto una pantalla implementada en software que describe un conjunto de objetos con atributos y comportamiento similares.
Una instancia u objeto de una clase es una representación concreta y específica de una clase y que reside en la memoria del ordenador.

Atributos

 

Los atributos son las características individuales que diferencian un objeto de otro y determinan su apariencia, estado u otras cualidades. Los atributos se guardan en variables denominadas de instancia, y cada objeto particular puede tener valores distintos para estas variables.
Las variables de instancia también denominados miembros dato, son declaradas en la clase pero sus valores son fijados y cambiados en el objeto.
Además de las variables de instancia hay variables de clase, las cuales se aplican a la clase y a todas sus instancias. Por ejemplo, el número de ruedas de un automóvil es el mismo cuatro, para todos los automóviles.
Comportamiento
El comportamiento de los objetos de una clase se implementa mediante funciones miembro o métodos. Un método es un conjunto de instrucciones que realizan una determinada tarea y son similares a las funciones de los lenguajes estructurados.
Del mismo modo que hay variables de instancia y de clase, también hay métodos de instancia y de clase. En el primer caso, un objeto llama a un método para realizar una determinada tarea, en el segundo, el método se llama desde la propia clase.

 

 

Mensajes

 

Un objeto por si solo no tiene mucho significado. Ejemplo: el objeto “bicicleta” no tiene mucho sentido si no interactúa con un objeto “persona” que pedalee.
La interacción entre objetos se produce mediante mensajes. Los mensajes son llamados a métodos de un objeto en particular.
Podemos decir que el objeto persona envía el mensaje “girar a la izquierda” al objeto bicicleta.
Los mensajes pueden contener parámetros. Por ejemplo teniendo un método en la clase bicicleta llamado “Girar” que recibe como parámetro la dirección (derecha o izquierda).
Un mensaje está compuesto por los siguientes tres elementos:
1.            El objeto destino, hacia el cual el mensaje es enviado.
2.            El nombre del método a llamar.
3.            Los parámetros solicitados por el método.

LENGUAJES ORIENTADOS A OBJETOS

Simula (1967) es aceptado como el primer lenguaje que posee las características principales de un lenguaje orientado a objetos. Fue creado para hacer programas de simulación, en donde los “objetos” son la representación de la información más importante. Smalltalk (1972 a 1980) es posiblemente el ejemplo canónico, y con el que gran parte de la teoría de la programación orientada a objetos se ha desarrollado.
Entre los lenguajes orientados a objetos se destacan los siguientes:
Ø     ABAP
Ø     ABL Lenguaje de programación de OpenEdge de Progress Software
Ø     ActionScript
Ø     ActionScript 3
Ø     Ada
Ø     C++
Ø     C#
Ø     Clarion
Ø     Clipper (lenguaje de programación) (Versión 5.x con librería de objetos Class(y))
Ø     D
Ø     Object Pascal (Delphi)
Ø     Gambas
Ø     Harbour
Ø     Eiffel
Ø     Java
Ø     JavaScript (la herencia se realiza por medio de la programación basada en prototipos)
Ø     Lexico (en castellano)
Ø     Objective-C
Ø     Ocaml
Ø     Oz
Ø     R
Ø     Perl (soporta herencia múltiple. La resolución se realiza en preorden, pero puede modificarse al algoritmo linearization C3 por medio del módulo Class::C3 en CPAN)
Ø     PHP (a partir de su versión 5)
Ø     PowerBuilder
Ø     Python
Ø     Ruby
Ø     Smalltalk (Proyecto investigativo. Influenció a Java.)
Ø     Magik (SmallWorld)
Ø     Vala
Ø     VB.NET
Ø     Visual FoxPro (en su versión 6)
Ø     Visual Basic 6.0
Ø     Visual Objects
Ø     XBase++
Ø     Lenguaje DRP

Muchos de estos lenguajes de programación no son puramente orientados a objetos, sino que son híbridos que combinan la POO con otros paradigmas.
Al igual que C++ otros lenguajes, como OOCOBOL, OOLISP, OOPROLOG y Object REXX, han sido creados añadiendo extensiones orientadas a objetos a un lenguaje de programación clásico.
Un nuevo paso en la abstracción de paradigmas de programación es la Programación Orientada a Aspectos (POA). Aunque es todavía una metodología en estado de maduración, cada vez atrae a más investigadores e incluso proyectos comerciales en todo el mundo.

 

VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA ORIENTADA A OBJETOS.

FLEXIBILIDAD: Si partimos del hecho que mediante la definición de clases establecemos módulos independientes, a partir de los cuales podemos definir nuevas clases, entonces podemos pensar en estos módulos como bloques con los cuales podemos construir diferentes programas.
REUSABILIDAD: Una vez que hemos definido a la entidad persona para utilizarla en una aplicación de negocios, por mencionar un ejemplo, y deseamos construir a continuación una aplicación, digamos de deportes, en donde requerimos definir a la misma entidad persona, no es deseable volver a escribir la definición para la entidad persona. Por medio de la reusabilidad podemos utilizar una clase definida previamente en las aplicaciones que nos sea conveniente. Es claro que la flexibilidad con la que se definió la clase va a ser fundamental para su reutilización.
MANTENIBILIDAD: Las clases que conforman una aplicación, vistas como módulos independientes entre sí, son fáciles de mantener sin afectar a los demás componentes de la aplicación.
EXTENSIBILIDAD: Gracias a la modularidad y a la herencia una aplicación diseñada bajo el paradigma de la orientación a objetos puede ser fácilmente extensible para cubrir necesidades de crecimiento de la aplicación.


DESVENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA ORIENTADA A OBJETOS

A pesar de que las ventajas de la programación orientada a objetos superan a las limitaciones de la misma, podemos encontrar algunas características no deseables en ésta.
LIMITACIONES PARA EL PROGRAMADOR: No obstante que la tecnología orientada a objetos no es nueva, un gran porcentaje de programadores no están familiarizados con los conceptos de dicha tecnología. En otras palabras, la lógica de la programación estructurada sigue siendo predominante en la mayoría de los desarrolladores de software, después de haber revisado de forma breve los principios de la programación orientada a objetos, nos es claro que en ésta se requiere una lógica de pensamiento totalmente diferente a la lógica comúnmente utilizada para la programación estructurada.

TAMAÑO EXCESIVO EN LAS APLICACIONES RESULTANTES: La gran mayoría de los equipos de cómputo cuentan con capacidades tanto de almacenamiento como de memoria lo suficientemente buena como para ejecutar la mayoría de las aplicaciones que puedan desarrollarse con la tecnología orientada a objetos, sin embargo existen casos en los que lo anterior no se cumple.
Una de las desventajas de la programación orientada a objetos es que cuando se heredan clases a partir de clases existentes se heredan de forma implícita todos los miembros de dicha clase aun cuando no todos se necesiten, lo que produce aplicaciones muy grandes que no siempre encajan en los sistemas con los que se disponga.
VELOCIDAD DE EJECUCIÓN: Esto tiene que ver, en cierto modo, con el punto anterior, una aplicación innecesariamente pesada en muchas ocasiones es más lenta de ejecutar que una aplicación conformada únicamente por los módulos necesarios.

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada