Un poco sobre Lenguaje de Objetos

Por qué "de" objetos y no "orientado a" objetos? Para destacar que, al contrario de otros lenguajes como C++, no es un lenguaje modificado para poder trabajar con objetos sino que es un lenguaje creado para trabajar con objetos desde cero. De hecho, TODO lo que hay en Java son objetos.

Qué es un objeto?

Bueno, se puede decir que todo puede verse como un objeto. Pero seamos más claros. Un objeto, desde nuestro punto de vista, puede verse como una pieza de software que cumple con ciertas características:

• encapsulamiento
  herencia

Encapsulamiento significa que el objeto es auto-contenido, o sea que la misma definición del objeto incluye tanto los datos que éste usa (atributos) como los procedimientos (métodos) que actúan sobre los mismos.

Cuando se utiliza programación orientada a objetos, se definen clases (que definen objetos genéricos) y la forma en que los objetos interactúan entre ellos, a través de mensajes. Al crear un objeto de una clase dada, se dice que se crea una instancia de la clase, o un objeto propiamente dicho. Por ejemplo, una clase podría ser "autos", y un auto dado es una instancia de la clase.

La ventaja de esto es que como no hay programas que actúen modificando al objeto, éste se mantiene en cierto modo independiente del resto de la aplicación. Si es necesario modificar el objeto (por ejemplo, para darle más capacidades), esto se puede hacer sin tocar el resto de la aplicación… lo que ahorra mucho tiempo de desarrollo y debugging! En Java, inclusive, ni siquiera existen las variables globales! (Aunque parezca difícil de aceptar, esto es una gran ventaja desde el punto de vista del desarrollo).

En cuanto a la herencia, simplemente significa que se pueden crear nuevas clases que hereden de otras preexistentes; esto simplifica la programación, porque las clases hijas incorporan automáticamente los métodos de las madres. Por ejemplo, nuestra clase "auto" podría heredar de otra más general, "vehículo", y simplemente redefinir los métodos para el caso particular de los automóviles… lo que significa que, con una

buena biblioteca de clases, se puede reutilizar mucho código inclusive sin saber lo que tiene adentro.

Un ejemplo simple
Para ir teniendo una idea, vamos a poner un ejemplo de una clase Java:

Esta clase no está muy completa así, pero da una idea… Es una clase heredera de la clase Frame (un tipo de ventana) que tiene un par de botones y un texto. Contiene dos atributos ("si" y "no"), que son dos objetos del tipo Button, y un único método llamado Muestra (igual que la clase, por lo que es lo que se llama un constructor).

Independiente de la plataforma

Esto es casi del todo cierto…

En realidad, Java podría hacerse correr hasta sobre una Commodore 64! La realidad es que para utilizarlo en todo su potencial, requiere un sistema operativo multithreading (como Unix, Windows95, OS/2…).

Cómo es esto? Porque en realidad Java es un lenguaje interpretado… al menos en principio. Al compilar un programa Java, lo que se genera es un seudocódigo definido por Sun, para una máquina genérica. Luego, al correr sobre una máquina dada, el software de ejecución Java simplemente interpreta las instrucciones, emulando a dicha máquina genérica. Por supuesto esto no es muy eficiente, por lo que tanto Netscape como Hotjava o Explorer, al ejecutar el código por primera vez, lo van compilando (mediante un JIT: Just In Time compiler), de modo que al crear por ejemplo la segunda instancia de un objeto el código ya esté compilado específicamente para la máquina huésped.

Además, Sun e Intel se han puesto de acuerdo para desarrollar procesadores que trabajen directamente en Java, con lo que planean hacer máquinas muy baratas que puedan conectarse a la red y ejecutar aplicaciones Java cliente-servidor a muy bajo costo.

El lenguaje de dicha máquina genérica es público, y si uno quisiera hacer un intérprete Java para una Commodore sólo tendría que implementarlo y pedirle a Sun la aprobación (para que verifique que cumple con los requisitos de Java en cuanto a cómo interpreta cada instrucción, la seguridad, etc.)

Algunas características…

Entre las características que nombramos nos referimos a la robustez. Justamente por la forma en que está diseñado, Java no permite el manejo directo del hardware ni de la memoria (inclusive no permite modificar valores de punteros, por ejemplo); de modo que se puede decir que es virtualmente imposible colgar un programa Java. El intérprete siempre tiene el control.

Inclusive el compilador es suficientemente inteligente como para no permitir un montón de cosas que podrían traer problemas, como usar variables sin inicializarlas, modificar valores de punteros directamente, acceder a métodos o variables en forma incorrecta, utilizar herencia múltiple, etc.

Además, Java implementa mecanismos de seguridad que limitan el acceso a recursos de las máquinas donde se ejecuta, especialmente en el caso de los Applets (que son aplicaciones que se cargan desde un servidor y se ejecutan en el cliente).

También está diseñado específicamente para trabajar sobre una red, de modo que incorpora objetos que permiten acceder a archivos en forma remota (via URL por ejemplo).
Además, con el JDK (Java Development Kit) vienen incorporadas muchas herramientas, entre ellas un generador automático de documentación que, con un poco de atención al poner los comentarios en las clases, crea inclusive toda la documentación de las mismas en formato HTML!

El Java Development Kit (JDK)

Básicamente, el JDK consiste de:
· el compilador Java, javac
· el intérprete Java, java
· un visualizador de applets, appletviewer
· el debugger Java, jdb (que para trabajar necesita conectarse al server de Sun)
· el generador de documentación, javadoc

Empezando a programar.

Bueno, antes que nada conviene saber que en Java hay un montón de clases ya definidas y utilizables.
Éstas vienen en las bibliotecas estándar:
· java.lang - clases esenciales, números, strings, objetos, compilador, runtime, seguridad y threads (es el único paquete que se incluye automáticamente en todo programa Java)
· java.io - clases que manejan entradas y salidas.
· java.util - clases útiles, como estructuras genéricas, manejo de fecha, hora y strings, número aleatorios, etc.
· java.net - clases para soportar redes: URL, TCP, UDP, IP, etc.
· java.awt - clases para manejo de interface gráfica, ventanas, etc.
· java.awt.image - clases para manejo de imágenes
· java.awt.peer - clases que conectan la interface gráfica a implementaciones dependientes de la plataforma (motif, windows)
· java.applet - clases para la creación de applets y recursos para reproducción de audio.
Para que se den una idea, los números enteros, por ejemplo, son "instancias" de una clase no redefinible, Integer, que desciende de la clase Number e implementa los siguientes atributos y métodos:

Estructura de una clase

Una clase consiste en:

Lo que está entre [ y ] es opcional…
Ya veremos qué poner en "algunas_palabras" y "algo_más", por ahora sigamos un poco más.
La lista de atributos (nuestras viejas variables locales) sigue el mismo formato de C: se define primero el tipo y luego el nombre del atributo, y finalmente el ";".

public final static int MAX_VALUE ;

También tenemos "algunas_palabras" adelante, pero en seguida las analizaremos. En cuanto a los métodos, también siguen la sintaxis del C; un ejemplo:

 

Finalmente, se aceptan comentarios entre /* y */, como en C, o bien usando // al principio del comentario (el comentario termina al final de la línea).

Veamos un ejemplo:

Cuando, desde una aplicación u otro objeto, se crea una instancia de la clase Contador, mediante la instrucción: new Contador() el compilador busca un método con el mismo nombre de la clase y que se corresponda con la llamada en cuanto al tipo y número de parámetros. Dicho método se llama Constructor, y una clase puede tener más de un constructor (no así un objeto o instancia, ya que una vez que fue creado no puede recrearse sobre sí mismo).
En tiempo de ejecución, al encontrar dicha instrucción, el intérprete reserva espacio para el objeto/instancia, crea su estructura y llama al constructor. O sea que el efecto de new Contador() es, precisamente, reservar espacio para el contador e inicializarlo en cero.
En cuanto a los otros métodos, se pueden llamar desde otros objetos (lo que incluye a las aplicaciones) del mismo modo que se llama una función desde C.
Por ejemplo, usemos nuestro contador en un programa bien sencillo que nos muestre cómo evoluciona:

Ahora el uso en un applet que hace lo mismo

 

Ahora es necesario crear una página HTML para poder visualizarlo. Para esto, crear y luego cargar el archivo ejemplo2.htm con un browser que soporte Java (o bien ejecutar en la ventana DOS: "appletviewer ejemplo2.htm"):

 

Para terminar este capítulo, observemos las diferencias entre la aplicación standalone y el applet:
· La aplicación usa un método main, desde donde arranca
· El applet, en cambio, se arranca desde un constructor (método con el mismo nombre que la clase)
Además:
· En la aplicación utilizamos System.out.println para imprimir en la salida estándar
· En el applet necesitamos "dibujar" el texto sobre un fondo gráfico, por lo que usamos el método g.drawString dentro del método paint (que es llamado cada vez que es necesario redibujar el applet)
Con poco trabajo se pueden combinar ambos casos en un solo objeto, de modo que la misma clase sirva para utilizarla de las dos maneras:

 

Esta clase puede ejecutarse tanto con "java Ejemplo3" en una ventana DOS, como cargarse desde una página HTML.

Notar que conviene probar el applet con el appletviewer ("appletviewer ejemplo3.htm"), ya que éste indica en la ventana DOS si hay algún error durante la ejecución. Los browsers dejan pasar muchos errores, simplemente suprimiendo la salida a pantalla del código erróneo.

Notar que en todo este desarrollo de las clases Ejemplo1, Ejemplo2 y Ejemplo3, en ningún momento volvimos a tocar la clase Contador!