Actividad 2

Programación Orientada a Objetos POO (bases de datos)

1.-  Fundamentos de la Programación Orientada a Objetos

Fundamentos

La POO es una técnica para desarrollar soluciones computacionales utilizando componentes de software (objetos de software).

La POO es un paradigma de la programación de computadores; esto hace referencia al conjunto de teorías, estándares, modelos y métodos que permiten organizar el conocimiento, proporcionando un medio bien definido para visualizar el dominio del problema e implementar en un lenguaje de programación la solución a ese problema.

La POO se basa en el modelo objeto donde el elemento principal es el objeto, el cual es una unidad que contiene todas sus características y comportamientos en sí misma, lo cual lo hace como un todo independiente pero que se interrelaciona con objetos de su misma clase o de otras clase, como sucede en el mundo real.

Anterior al paradigma de objetos, está el paradigma algorítmico o de procesos, el cual se fundamenta en los procesos o funciones que se llevan a cabo en el mundo real dentro del dominio del problema analizado. Se refiere a lo que entra, como lo maneja el proceso, y lo que sale del proceso. La programación tradicional la sustentan los procesos, algoritmos, bloques de construcción modulares cuya abstracción va de lo general a lo particular, mientras que en la POO tiene como marco de referencia conceptual el objeto, el cual pertenece a una clase que agrupa a todos compañeros con las mismas características y un comportamiento similar.

Una ventaja de la POO frente al paradigma algorítmico es la facilidad que brinda a través de sus herramientas, de concebir, analizar, modelar, diseñar e implementar el mundo real de manera fiel a como se presenta en la realidad; el paso que hay desde la concepción y asimilación del problema hasta la implementación del mismo es un proceso que se hace de manera casi natural. Esto porque el mundo está lleno de objetos reales, los cuales se pueden representar como tales en una solución computarizada.

Qué es el software

Las personas que nos dedicamos a la programación no deberíamos tener dudas a la hora de definir un concepto tan importante como el "software". La mayoría de nosotros, si tratamos de definirlo, lo haremos de mala manera. Una buena definición de lo que es el software sería “La información, de todo tipo, que das al ordenador para manipular la entrada de datos de un usuario”. Es decir, el software es información.

Cuando estamos escribiendo un código estamos dando una información al ordenador. Si la manera en la que ponemos la información no es la adecuada, nos encontraremos con un código desordenado, que hará que el trabajo sea poco eficiente a corto y largo plazo. El código tiene que estar bien escrito, para que a la hora de realizar algún cambio no tengamos que perder nuestro tiempo... y alterar nuestros nervios.

La Crisis del Software

El grupo Standish realizó un estudio en el año 1994 en el que se analizaban 50.000 proyectos. De esos 50.000 proyectos sólo el 16% fueron exitosos, y de ese 16% tan sólo el 61% cumplió toda la funcionalidad prometida. Los proyectos que fueron problemáticos sufrieron retrasos, costaron más de lo previsto y algunos fueron incluso cancelados al cabo de un tiempo.

Esta situación se detectó en los años 70, y fue denominada la Crisis del Software. Actualmente seguimos en ella.

De este estudio podemos llegar a la conclusión de que el software es información voluminosa y compleja que no podemos tratar de manera desordenada, pues esto marcará la diferencia entre que un proyecto salga adelante o fracase.

La historia del software

Al principio se empezaron a hacer lenguajes de alto nivel, orientados a procesos. Esa forma de trabajar daba más importancia a los procesos que a los datos.

Entonces muchas personas se dieron cuenta de que los datos merecían mayor atención y así aparecieron los lenguajes orientados a datos. Estos lenguajes tenían mucho cuidado con los datos, pero los procesos eran muy sencillos o casi inexistentes. El problema era que cuando había que cambiar la forma de los datos era necesario revisar todas las estructuras anteriores.

De la síntesis entre la programación orientada a procesos y de la programación orientada a datos nace la Programación Orientada a Objetos, un equilibrio entre las dos anteriores, que cuida tanto datos como procesos y evita los problemas de acoplamiento de los otros paradigmas.

Extraida de: https://1.bp.blogspot.com/-0EknRiw1VrA/Vt2xRULYMLI/AAAAAAAAB74/QS2MTbVoNbM/s1600/Poopilares.jpg

Aporte personal:

La POO es una tecnica orientada a mejorar la manera de programar software, basada en el concepto de objeto como pilar principal para definir un modelo a partir del cual podemos dar un gran avance en el desarrollo de nuestro proyectos de software, puesto que este paradigma de programacion toma como ejemplo objetos para estructurar un programa teniendo asi mismo en cuenta que un objeto cuenta con atributos y acciones asi mismo plasmamos de manera mas facil y rapida estas caracterisiticas en nuestros proyectos.

2.- Beneficios de la Programación Orientada a Objetos

Modularidad

Proceso de crear partes de un todo que se integran perfectamente entre sí para que funcionen por un objetivo general, y a las cuales se les pueden agregar más componentes que se acoplen perfectamente al todo, o extraerle componentes sin afectar su funcionamiento. En el caso que se requiera actualizar un módulo, no hay necesidad de hacer cambios en otras partes del todo. Un ejemplo clásico es un conjunto de módulos que, al integrarlos conforman un armario, el cual puede agregarle más funcionalidad si se le agregan más módulos, o al contrario. También se puede cambiar su finalidad si se acomodan esos módulos para darle otro objetivo: volverlo una mesa.

Esto ayuda a la descomposición de problemas en subproblemas, es decir,  a la solución de problemas por composición de soluciones a subproblemas.

Reutilización

Capacidad de usar un mismo código para varias implementaciones o necesidades (desarrollos).

• Reusabilidad. Cuando hemos diseñado adecuadamente las clases, se pueden usar en distintas partes del programa y en numerosos proyectos.
• Mantenibilidad. Debido a las sencillez para abstraer el problema, los programas orientados a objetos son más sencillos de leer y comprender, pues nos permiten ocultar detalles de implementación dejando visibles sólo aquellos detalles más relevantes.
• Modificabilidad. La facilidad de añadir, suprimir o modificar nuevos objetos nos permite hacer modificaciones de una forma muy sencilla.
• Fiabilidad. Al dividir el problema en partes más pequeñas podemos probarlas de manera independiente y aislar mucho más fácilmente los posibles errores que puedan surgir.

Abstracción

Es un proceso mental por el que se ignoran las características de algo, quedándonos con lo que realmente nos importa.

Encapsulación

Es el proceso por el cual se ocultan los detalles del soporte donde se almacenan las características de una abstracción. En este punto el detalle clave para entender está en la palabra "soporte". Cuando encapsulamos estamos guardando cómo se soporta algo, como se almacena, qué medio es, cuál es su nombre, etc.

3.- Qué es la programación orientada a objetos

La programación Orientada a objetos (POO) es una forma especial de programar, más cercana a como expresaríamos las cosas en la vida real que otros tipos de programación.

Con la POO tenemos que aprender a pensar las cosas de una manera distinta, para escribir nuestros programas en términos de objetos, propiedades, métodos y otras cosas que veremos rápidamente para aclarar conceptos y dar una pequeña base que permita soltarnos un poco con este tipo de programación.

Pensar en términos de objetos es muy parecido a cómo lo haríamos en la vida real. Por ejemplo vamos a pensar en un coche para tratar de modelizarlo en un esquema de POO. Diríamos que el coche es el elemento principal que tiene una serie de características, como podrían ser el color, el modelo o la marca. Además tiene una serie de funcionalidades asociadas, como pueden ser ponerse en marcha, parar o aparcar.

Pues en un esquema POO el coche sería el objeto, las propiedades serían las características como el color o el modelo y los métodos serían las funcionalidades asociadas como ponerse en marcha o parar.

4.- Métodos y atributos static en Programación Orientada a Objetos:

La definición formal de los elementos estáticos (o miembros de clase) nos dice que son aquellos que pertenecen a la clase, en lugar de pertenecer a un objeto en particular. Recuperando concetos básicos de orientación a objetos, sabemos que tenemos:

Clases: definiciones de elementos de un tipo homogéneo. 
Objetos: concreción de un ejemplar de una clase.

En las clases defines que tal obteto tendrá tales atributos y tales métodos, sin embargo, para acceder a ellos o darles valores necesitas construir objetos de esa clase. Una casa tendrá un número de puertas para entrar, en la clase tendrás definida que una de las características de la casa es el número de puertas, pero solo concretarás ese número cuando construyas objetos de la clase casa. Un coche tiene un color, pero en la clase solo dices que existirá un color y hasta que no construyas coches no les asignarás un color en concreto. En la clase cuadrado definirás que el cálculo del área es el "lado elevado a dos", pero para calcular el área de un cuadrado necesitas tener un objeto de esa clase y pedirle que te devuelva su área.

Ese es el comportamiento normal de los miembros de clase. Sin embargo, los elementos estáticos o miembros de clase son un poco distintos. Son elementos que existen dentro de la propia clase y para acceder los cuales no necesitamos haber creado ningún objeto de esa clase. Osea, en vez de acceder a través de un objeto, accedemos a través del nombre de la clase.

5.- Herencia en Programación Orientada a Objetos:

Es una propiedad que permite a los objetos ser construidos a partir de otros; es recibir de un módulo superior sus características, tales como atributos o funciones (campos y métodos o comportamientos), para usarlos en el módulo actual. Heredar es compartir atributos.

La herencia es la transmisión del código entre unas clases y otras. Para soportar un mecanismo de herencia tenemos dos clases: la clase padre y la/s clase/s hija/s. La clase padre es la que transmite su código a las clases hijas. En muchos lenguajes de programación se declara la herencia con la palabra "extends".

class Hija extends Padre{ }

Eso quiere decir que todo el código de la clase padre se transmite, tal cual, a la clase hija. Si lo quieres ver así, es como si tuvieras escrito, línea a línea, todo el código de la class "Padre" dentrode las llaves de la class "Hija". Por eso, la herencia es fundamental para reutilizar código, porque no necesitas volver a incorporar el código de Padre en Hija, sino que realmente al hacer el "extends" es como si ya estuviera ahí.

Extraida de: https://image.slidesharecdn.com/programacion1primeraunidad-110808145031-phpapp02-111201230315-phpapp01/95/programacin-orientada-a-objeto-y-java-3-728.jpg?cb=1322781749

6.- Polimorfismo en Programación Orientada a Objetos

Polimorfismo en objetos

Esta propiedad indica que un elemento puede tomar distintas formas. Podemos definirlo como el uso de varios tipos en un mismo componente o función. Por ejemplo, una función que sume dos operandos, la cual maneja, o dos números o dos cadenas, para retornar un total de una suma o de una concatenación. También se denomina subsumption.

Ahora párate a pensar en clases y objetos. Quédate con esto: Tal como funcionan los lenguajes fuertemente tipados, una variable siempre deberá apuntar a un objeto de la clase que se indicó en el momento de su declaración. Una función cuyo parámetro se haya declarado de una clase, sólo te aceptará recibir objetos de esa clase. Un array que se ha declarado que es de elementos de una clase determinada, solo aceptará que rellenemos sus casillas con objetos de esa clase declarada.

Vehiculo[] misVehiculos = new Vehiculo[3];

Esa variable misVehiculos es un array y en ella he declarado que el contenido de las casillas serán objetos de la clase "Vehiculo". Como se ha explicado, en lenguajes fuertemente tipados sólo podría contener objetos de la clase Vehiculo. Pues bien, polimorfismo es el mecanismo por el cual podemos "relajar el sistema de tipos", de modo que nos acepte también objetos de las clases hijas o derivadas.

Por tanto, la "relajación" del sistema de tipos no es total, sino que tiene que ver con las clasificaciones de herencia que tengas en tus sistemas de clases. Si defines un array con casillas de una determinada clase, el compilador también te aceptará que metas en esas casillas objetos de una clase hija de la que fue declarada. Si declaras que una función recibe como parámetros objetos de una determinada clase, el compilador también te aceptará que le envíes en la invocación objetos de una clase derivada de aquella que fue declarada.

En concreto, en nuestro array de vehículos, gracias al polimorfismo podrás contener en los elementos del array no solo vehículos genéricos, sino también todos los objetos de clases hijas o derivadas de la clase "Vehiculo", osea objetos de la clase "Coche", "Moto", "Bus" o cualquier hija que se haya definido.

Para qué nos sirve en la práctica el polimorfismo

Volvamos a la clase "Largometraje" y ahora pensemos en la clase "Cine". En un cine se reproducen largometrajes. Puedes, no obstante, tener varios tipos de largometrajes, como películas o documentales, etc. Quizás las películas y documentales tienen diferentes características, distintos horarios de audiencia, distintos precios para los espectadores y por ello has decidido que tu clase "Largometraje" tenga clases hijas o derivadas como "Película" y "Documental".

Imagina que en tu clase "Cine" creas un método que se llama "reproducir()". Este método podrá recibir como parámetro aquello que quieres emitir en una sala de cine y podrán llegarte a veces objetos de la clase "Película" y otras veces objetos de la clase "Documental". Si has entendido el sistema de tipos, y sin entrar todavía en polimorfismo, debido a que los métodos declaran los tipos de los parámetros que recibes, tendrás que hacer algo como esto:

reproducir(Pelicula peliculaParaReproducir)

Pero si luego tienes que reproducir documentales, tendrás que declarar:

reproducir(Documental documentaParaReproducir)

Probablemente el código de ambos métodos sea exactamente el mismo. Poner la película en el proyector, darle al play, crear un registro con el número de entradas vendidas, parar la cinta cuando llega al final, etc. ¿Realmente es necesario hacer dos métodos? De acuerdo, igual no te supone tanto problema, ¿pero si mañana te mandan otro tipo de cinta a reproducir, como la grabación de la final del mundial de fútbol en 3D? ¿Tendrás que crear un nuevo método reproducir() sobre la clase "Cine" que te acepte ese tipo de emisión? ¿es posible ahorrarnos todo ese mantenimiento?

Aquí es donde el polimorfismo nos ayuda. Podrías crear perfectamente un método "reproducir()" que recibe un largometraje y donde podrás recibir todo tipo de elementos, películas, documentales y cualquier otra cosa similar que sea creada en el futuro.

Entonces lo que te permiten hacer los lenguajes es declarar el método "reproducir()" indicando que el parámetro que vas a recibir es un objeto de la clase padre "Largometraje", pero donde realmente el lenguaje y compilador te aceptan cualquier objeto de la clase hija o derivada, "Película", "Documental", etc.

reproducir(Largometraje elementoParaReproducir)

Podremos crear películas y reproducirlas, también crear documentales para luego reproducir y lo bonito de la historia es que todos estos objetos son aceptados por el método "reproducir()", gracias a la relajación del sistema de tipos. Incluso, si mañana quieres reproducir otro tipo de cinta, no tendrás que tocar la clase "Cine" y el método "reproducir()". Siempre que aquello que quieras reproducir sea de la clase "Largometraje" o una clase hija, el método te lo aceptará.

7.- Abstracción en Programación Orientada a Objetos

Abstracción en el mundo real

Es la capacidad del ser humano para entender una situación excluyendo detalles y sólo viéndola a alto nivel. El hombre ha comprendido el mundo con la abstracción. Esta propiedad permite distinguir a un objeto de los demás, observando sus características y comportamientos, pensando en qué es y no en cómo se codificaría en un lenguaje. Con la abstracción se destaca lo importante y se ignora lo irrelevante, o sea, hay ocultamiento de información. Hay abstracción de datos al declarar una variable tipo integer, ya que internamente el compilador lo implementa en 2 bytes, lo cual es transparente al programador, o al declarar una variable date, el compilador controla los días de los meses, acepta sólo operaciones válidas entre las fechas, permitiendo al programador abstraerse de esos detalles. Estos tipos de datos abstractos coleccionan valores y operaciones, los cuales se usan transparentemente sin importar su implementación: otro lo implementa y yo lo uso.

La programación orientada a objetos sabemos que, de alguna manera, trata de "modelizar" los elementos del mundo real. En el mundo en el que vivimos existe un universo de objetos que colaboran entre sí para realizar tareas de los sistemas. Llevado al entorno de la programación, también debemos programar una serie de clases a partir de las cuales se puedan instanciar objetos que colaboran entre sí para la resolución de problemas. Si asumimos esto, a la vista de las situaciones que ocurren en el mundo real, podremos entender la abstracción.

Cuando estudiamos en el concepto de Herencia en Programación Orientada a Objetos vimos que con ella se podían definir jerarquías de clasificación: los animales y dependiendo de éstos tenemos mamíferos, vertebrados, invertebrados. Dentro de los mamíferos tenemos vacas, perros…

Animal puede ser desde una hormiga a un delfín o un humano. En nuestro cerebro el concepto de animal es algo genérico que abarca a todos los animales: "seres vivos de un "reino" de la existencia". Si defines animal tienes que usar palabras muy genéricas, que abarquen a todos los animales posibles que puedan existir en el mundo. Por ello no puedes decir que animales son aquellos que nacen de huevos, o después de un periodo de gestación en la placenta.

Adonde quiero llegar es que el animal te implica una abstracción de ciertos aspectos. Si lo definimos con palabras no podemos llegar a mucho detalle, porque hay muchos animales distintos con características muy diferentes. Hay características que se quedan en el aire y no se pueden definir por completo cuando pensamos en el concepto de animal "genérico".

Para acabar ¿en el mundo real hay un "animal" como tal? No, ni tan siquiera hay un "mamífero". Lo que tenemos son especímenes de "perro" o "vaca", "hormiga", "cocodrilo", "gorrión" pero no "animal" en plan general. Es cierto que un perro es un animal, pero el concepto final, el ejemplar, es de perro y no animal.

Por tanto "animal", en términos del lenguaje común, podemos decir que es un concepto genérico, pero no una concreción. En términos de POO decimos que es un concepto abstracto, que implementaremos por medio de una clase abstracta. No instanciaremos animales como tal en el mundo, sino que instanciaremos especímenes de un tipo de animal concreto.

En los animales existen propiedades y métodos que pueden ser comunes a todos los animales en general. Los animales podrán tener un nombre o una edad, determinadas dimensiones o podrán desempeñar acciones como morir. Lo que nos debe quedar claro es que no deberíamos poder instanciar un animal como tal. ¿Cómo nace un animal en concreto?, ¿cómo se alimenta? Para responder a esas preguntas necesitamos tener especímenes más concretos. Sí que sé cómo nace o cómo se alimenta una hormiga, o un gorrión, pero no lo puedo saber de un animal genérico, porque puede hacerlo de muchas maneras distintas.

Seguiremos trabajando para explicar estos conceptos, pero de momento entendemos que "animal" es una clase abstracta, pero "hormiga", "perro" o "gorrión" no serían clases abstractas, que sí podríamos instanciar.

Herencia y abstracción

Si entendemos el concepto de herencia podremos entender mejor la abstracción y cómo se implementa.

Recuerda nuestro ejemplo: Tengo animales. Hemos acordado que no puedo tener un animal concreto instanciado en un sistema. Si acaso tendré instancias de perros, saltamontes o lagartijas. Pues bien, en los esquemas de herencia este caso nos puede surgir muy habitualmente.

En la clase "animal" puedo tener determinadas propiedades y acciones implementadas. Por ejemplo, todos los animales pueden tener un nombre, o una edad (ya sean segundos, días o años de edad). También es posible que pueda definir diversas acciones de una vez para todos los animales de una jerarquía de herencia, por ejemplo, la acción de morir, pues todos morimos igual (simplemente dejamos de existir aunque aquí dependiendo de las creencias de cada uno esto pueda ser discutible).

Aunque mi sistema no pueda crear animales como tal, tener definidas esas cuestiones comunes a todos los animales me resulta útil para no tener que programarlas de nuevo en todos los tipos de animales que puedan existir. Simplemente las heredaré en las clases hijas, de modo que estarán presentes sin tener que volver a programar todas esas cosas comunes.

Sin embargo hay cosas de los animales que no podré implementar todavía. Atributos como el número de patas, el alcance de la visión, se implementarán a futuro en los tipos de animales que las necesiten, pero fijémonos en las acciones o métodos. Por ejemplo nacer, alimentarse, etc. No sé cómo va a nacer un animal, pero sé que todos los animales del mundo nacen de algún modo (unos nacen de huevos, otros estaban en la barriga de las hembras y nacen a consecuencia de un parto, etc.)

En estos casos nos puede ser útil definir como métodos abstractos en la clase "animal" esos métodos que van a estar presentes en todos los animales, aunque no seamos capaces de implementarlos todavía.

public abstract function nacer();

Esto quiere decir que todos los animales del mundo heredarán un método abstracto llamado nacer. En las clases concretas que hereden de animal y donde ya sepamos cómo nace tal animal, por ejemplo, la gallina, podemos implementar ese método, para que deje de ser abstracto.

public function nacer(){
	//se rompe el huevo y nace el pollito que más adelante será una hermosa gallina
}

Hasta ahora sabemos que hay clases que tienen métodos abstractos, que no somos capaces de implementar todavía y clases en las que se heredan métodos abstractos y en las que seremos capaces de implementarlos.

La utilidad de esto la entenderemos mejor en unos instantes, al tratar el polimorfismo, pero de momento debemos ser capaces de asimilar estas definiciones más formales:

"Una clase abstracta es aquella en la que hay definidos métodos abstractos, sobre la que no podremos instanciar objetos"Además, en un esquema de herencia, "Si heredamos de una clase abstracta métodos abstractos, tampoco se podrán instanciar objetos de las clases hijas y tendrán que definirse como abstractas, a no ser que implementemos todos y cada uno de los métodos que se habían declarado como abstractos en la clase padre".

8. Definir que es:

•       CLASE:

Las clases son declaraciones de objetos, también se podrían definir como abstracciones de objetos. Esto quiere decir que la definición de un objeto es la clase. Cuando programamos un objeto y definimos sus características y funcionalidades en realidad lo que estamos haciendo es programar una clase. En los ejemplos anteriores en realidad hablábamos de las clases coche o fracción porque sólo estuvimos definiendo, aunque por encima, sus formas.

•       METODO:

Métodos en las clases 

Es la implementación de un algoritmo que representa una operación o función que un objeto realiza. El conjunto de los métodos de un objeto determinan el comportamiento del objeto.
Son las funcionalidades asociadas a los objetos. Cuando estamos programando las clases las llamamos métodos. Los métodos son como funciones que están asociadas a un objeto.

•       ATRIBUTO:

Es una característica de un objeto, que ayuda a definir su estructura y permite diferenciarlo de otros objetos. Se define con un identificador y un tipo, el cual indica los valores que puede almacenar. El conjunto de valores de los campos definen el estado del objeto.

Las propiedades o atributos son las características de los objetos. Cuando definimos una propiedad normalmente especificamos su nombre y su tipo. Nos podemos hacer a la idea de que las propiedades son algo así como variables donde almacenamos datos relacionados con los objetos.

•       OBJETO: 

 Componente o código de software que contiene en sí mismo tanto sus características (campos) como sus comportamientos (métodos); se accede a través de su interfaz o signatura.

Los objetos son ejemplares de una clase cualquiera. Cuando creamos un ejemplar tenemos que especificar la clase a partir de la cual se creará. Esta acción de crear un objeto a partir de una clase se llama instanciar (que viene de una mala traducción de la palabra instace que en inglés significa ejemplar). Por ejemplo, un objeto de la clase fracción es por ejemplo 3/5. El concepto o definición de fracción sería la clase, pero cuando ya estamos hablando de una fracción en concreto 4/7, 8/1000 o cualquier otra, la llamamos objeto.

Para crear un objeto se tiene que escribir una instrucción especial que puede ser distinta dependiendo el lenguaje de programación que se emplee, pero será algo parecido a esto.

miCoche = new Coche()

Con la palabra new especificamos que se tiene que crear una instancia de la clase que sigue a continuación. Dentro de los paréntesis podríamos colocar parámetros con los que inicializar el objeto de la clase coche.

9.  Como se define en PHP:

Extraida de: https://laracasts.com/images/series/squares/the-php-practitioner.jpg

• Una clase (Sintaxis y ejemplo)

• El Metodo constructor (sintaxis y ejemplo)

• Otros métodos (sintaxis y ejemplo)