📍 Capitulo 2 👍Casos de Estudios: Programación orientada a objetos ☕Java

Bienvenido al Blog, en esta oportunidad desarrollaremos un tema de introducción al desarrollo de programación orientado a objetos, para entender sobre como desarrollar un sistema con el lenguaje java veremos casos de estudios en la fase de inicio: Análisis y diseño.

Sobre el contenido …

1. El  contenido de este blog tiene como fuente el curso Fundamentos de programación de Oracle.
2. Con algunos agregados del autor "EL INFORMATICO IBERO"

Análisis Orientado a Objetos

Casos de Estudio 

DirectClothing, Inc. vende camisas por catalogo. El negocio crece a un ritmo del 30 por ciento anual y necesitan un nuevo sistema de introducción de pedidos. La empresa le ha contratado para diseñar ese nuevo sistema. 

DirectClothing produce un catalogo de prendas de vestir cada seis meses y se lo envía a sus suscriptores. Cada prenda de catalogo tiene un identificador de articulo (ID), uno o varios colores (cada uno  con un código de color), uno o varios tamaños, una descripción y un precio.

La empresa acepta cheques y principales tarjetas de crédito.

Para hacer un pedido los clientes pueden llamar directamente al servicio de atención al cliente de la compañía o enviar a DirectClothing un formulario de pedido por fax o correo.

En la siguiente imagen se visualiza el formulario de pedido que aparece en el catalogo de DirectClothing.

Los pedidos que llegan por correo o fax son introducidos por un miembro del servicio de atención al cliente.

DirectClothing quiere dar al cliente la opción de introducir sus pedidos directamente a través de internet. Los artículos que aparecen en la web tienen el mismo precio que se marca en el ultimo catalogo.

Cuando se introduce un pedido en el sistema, se verifica la disponibilidad de cada articulo (cantidad en stock). Si uno o varios de los artículos no están disponibles en ese momento (en el almacén de DirectClothing), el pedido se pone en espera hasta que llegan al almacén. Cuando todos los artículos están disponibles, se verifica el pago y el pedido se envía al almacén para su preparación y envió a la dirección del cliente.

Si el pedido se recibe por teléfono, el servicio de atención al cliente da a este un ID de pedido que se utiliza para hacer el seguimiento de la orden de compra a lo largo del proceso. también le proporciona la extensión de teléfono del representante del servicio de atención al cliente.

Identificación del dominio del Problema

Dado que el lenguaje Java es un lenguaje orientado  objetos, uno de los primeros objetivos del programador en esta tecnología es crear objetos para componer un sistema o, mas concretamente, para resolver un problema.

 El ámbito del problema que se va a resolver se denomina dominio del problema.

La mayoría de los proyectos empiezan por definir el domino del problema mediante la recopilación de los requisitos del cliente y la escritura de un enunciado donde se especifica el alcance del proyecto, es decir, lo que el programador, usted, quiere conseguir. Por ejemplo, un enunciado del alcance del proyecto de DirectClothing podría ser: "Crear un sistema de introducción de pedidos que permita a los operadores introducir y aceptar el pago de los pedidos".

Identificación de los Objetos

Para validar los objetos del dominio de un problema, es preciso identificar primero las propiedades de todos los objetos:

• Los objetos pueden ser físicos o conceptuales: una cuenta de un cliente es un ejemplo de objeto conceptual, porque no es algo que se pueda tocar físicamente. Un cajero automático es algo que muchas personas tocan al cabo del día y es un ejemplo de objeto físico.
• Los objetos poseen atributos (características) tales como el tamaño, el nombre o la forma, entre otros. Por ejemplo, un objeto  puede tener el color como atributo.
• El valor de todos los atributos de un objeto a menudo se conoce como el estado actual del objeto. Por ejemplo, un objeto puede tener un atributo de color con el valor "rojo" y un atributo de tamaño con el valor "grande".
• Los objetos pueden realizar operaciones (cosas que pueden hacer), tales como configurar un valor, abrir una pantalla o incrementar la velocidad. Las operaciones suelen afectar a los atributos del objeto y, a menudo, nos referimos a ellas como el comportamiento de los objetos. Así un objeto puede llevar asociada una operación que permita a otros objetos cambiar su atributo de color de un estado a otro, por ejemplo, de rojo a azul.
• Los objetos se designan mediante nombres como, por ejemplo, "cuenta" o "camisa". los atributos de los objetos también suelen ser nombres, como "color" o "tamaño". Sin embargo, las operaciones de los objetos suelen designarse mediante verbos o combinaciones de nombre y verbo, cómo es el caso de "mostrar" o "enviar pedido"

La siguiente figura ilustra las características de una ballena que la conviene en un objeto.

Otro ejemplo, una puerta puede ser un objeto en el domino del problema de "construir una casa". Una perta incluye al menos un atributo, que puede tener valores (abiertas o cerradas), y una operación, por ejemplo "cerrar puerta" o "abrir puerta", lo que permite cambiar el estado de la puerta.

Un atributo que solo puede tener dos estados se conoce como boleano (Boolean).

Otros criterios para reconocer objetos

Utilice los siguientes criterios para determinar si algo debería ser considerado como un objeto en el dominio de un problema: 

• Relevancia para el dominio del problema.
• Existencia independiente

Otros criterios para reconocer objetos

    Relevancia para el dominio del problema.

    Para averiguar si el objeto es relevante para el dominio del problema, pregúntese lo siguiente: 

• ¿El objeto existe dentro de los limites del domino?
• ¿El objeto es necesario para que la solución sea completa?
• ¿Es necesario como parte de una interacción  entre un usuario y la solución?                

Algunos elementos del dominio de un problema puede ser atributos de objetos u objetos en si. Por ejemplo, la temperatura puede ser un atributo de un objeto en un sistema medico o un objeto en un sistema científico que lleve el control de patrones atmosféricos.

Otros criterios para reconocer objetos

    Existencia Independiente

• Para que un elemento sea un objeto y no un atributo de otro objeto, debe ser independiente en el contexto del domino del problema. Varios objetos pueden estar relacionados y, sin embargo, tener una existencia independiente. En el caso de DirectClothing, el cliente y el pedido están conectados, pero son independientes entre si, por lo que ambos serian objetos.
• Al evaluar la situación de objeto potenciales, pregúntese si el objeto debe existir de forma independiente o ser atributo de otro objeto.

Identificar los objetos de un dominio es un arte, no una ciencia. Cualquier objeto puede ser valido si es relevante para el dominio de un problema y posee las características de un objeto, pero eso no significa que sea un buen objeto. En cualquier caso, la persona que modele el sistema o la solución debe tener una comprensión global de la totalidad del sistema.

Identificación de Objetos

En la figura siguiente se ilustran tres objetos pertenecientes al dominio del sistema de introducción  de pedidos de DirectClothing.

Identificación de atributos y Operaciones de los Objetos

• Después de identificar los objetos, debe especificar sus atributos y operaciones. 
• Como se indicaba anteriormente, los atributos definen el estado de un objeto. Los atributos pueden ser datos como el ID de cliente y el ID del pedido, o bien pueden ser otros objetos, como seria en el caso de un cliente que, en lugar de tener únicamente el ID de pedido como atributo, tuviese todo el objeto Order (pedido).
• Las operaciones son comportamientos que normalmente modifican el estado de un atributo. Por ejemplo, es posible imprimir un pedido, agregarle o suprimirle un articulo, etc. (El cliente o el operador del centro de atención  al cliente iniciaría esas acciones en la vida real, pero pertenecen al objeto order).

Atributo como referencia a otros objetos

• Un atributo puede hacer referencia a otro objeto.
• Por ejemplo, el objeto Customer (cliente) puede tener un atributo que sea un objeto Order. Esta asociación podría ser necesaria o no, en función del problema que se este tratando de resolver.
• En la figura se visualiza el objeto Cliente contiene un atributo Pedido. (Los asterisco (*) de los gráficos indican atributos que son otros objetos)
  
• En la imagen se ilustran algunos posibles atributos y operaciones de los objetos Pedido, Camisa y cliente.

  

  
  

Solución del Caso

A continuación se incluye una serie de cuadros que contienen una lista parcial de los objetos (incluidos la mayoría de sus atributos y operaciones) identificados para el ejemplo de DirectClothing.

       

     

Diseño de Clases

La identificación de objetos ayuda a diseñar la clase o el prototipo de cada uno de los objetos de un sistema. 

Por ejemplo, los fabricantes de ventanas suelen crear un modelo de cada uno de los estilos de ventana que producen. En estos modelos se definen una serie de colores y estilos que pueden elegirse al adquirir la ventana. Asimismo, estos modelos sirven de base para generar cualquier cantidad de ventanas con cualquier combinación de color y estilo.

En términos del diseño orientado a objetos, cada objeto (ventana) creado utilizando la clase (prototipo genérico) se denomina instancia de una clase.

En concreto, cada objeto creado a partir de una clase puede tener un estado especifico (valores) para cada uno de sus atributos, pero tendrá los mismos atributos y operaciones.

Las clases y objetos se utilizan con frecuencia en el campo de la biología. Por ejemplo, a los biólogos marinos que estudian las criaturas de los mares y océano a menudo se les pide que clasifiquen estas criaturas por familia o clases. En términos del análisis y el diseño OO, cada animal (por ejemplo, una ballena azul) de una familia como puede ser la de las ballenas se considera una instancia (objeto) de la clase ballena.

En la siguiente imagen se ilustran dos instancias de la clase ballena.

En lo que se refiere a DirectClothing:

• Una clase es la definición de un objeto. Las clases son categorías descriptivas, plantillas o prototipos. Shirt(Camisa) podría ser una clase que define a todas las camisas como objetos poseedores de una ID de camisa, una tamaño, un código de color, una descripción y un precio. 
• Los objetos son instancias únicas de las clases. La camisa azul grande que cuesta 29.99 Dolares y tiene el ID de camisa 62467-B es uan instancia de la clase Camisa, al igual que la camisa verde pequeña etiquetada con el mismo precio y con el ID 66889-C, o la camisa de dibujos de 39.99 dólares con el ID 09988-A. Es posible tener en la memoria dos objetos Camisa con atributos que tengan exactamente los mismos valores.
• En la siguiente figura puede verse una clase y varios objetos basados en ella.
  

En programación Java , los atributos se representan mediante variables, y las operaciones se representan mediante métodos.

Las variables son el mecanismo que utiliza e lenguaje Java para contener los datos. Los métodos son el mecanismo que utiliza para realizar una operación.

Además de los datos de atributos, las variables pueden contener otros datos tales como los valores utilizados exclusivamente en el interior de algún método.

Modelado de las clases

La primera parte de la fase de diseño consiste en organizar o modelar visualmente un programa y sus clases. Cada clase de diseño debería modelarse de manera que quede incluida en un recuadro con el nombre de la clase en la parte superior seguido de una lista de variables de atributos (incluido el rango de valores posibles) y una lista de métodos.

La sintaxis para modelar una clase se muestra en la siguiente figura:

Donde:

• NombreClase es el nombre de la clase.
• nombreVariableAtributo es el nombre de la variable correspondiente a un atributo.
• rango de valores es una serie opcional de valores que el atributo puede contener.
• nombreMetodo es el nombre de un método.

Ejemplo el modela de la clase Shirt (Camisa):

Esta técnica de modelado se basa ligeramente en una versión simplificada del sistema de notación UML, una herramienta utilizada en procesos de modelado (algunos detalles se han suprimido para los programadores con menos experiencia).

Los nombres de métodos y variables se escriben utilizando una forma especial de escritura abreviada de tal manera que, si hacen referencia a un atributo u operación formado por varias palabras, la primera palabra se escribe en minúscula y la inicial de las sucesivas palabras se escribe en mayúscula. Por ejemplo, una operación como "Calcular el precio total" se escribiría calcPrecioTotal() o, en ingles, calcTotalPrice(). Asimismo, la existencia de paréntesis de apertura y cierre indica que se trata de un método.

El modelado de Clases es similar al modelado de estructura de bases de datos. De hecho, los objetos creados pueden almacenarse en una base de datos utilizando el API JDBC (Java Database Connectivity). Este API  permite leer y escribir registros utilizando sentencias SQL (Structured Query Language) dentro de los programas basados en la tecnología Java.

Esos son los pasos para empezar a crear una clase y un sistema, primero se tiene que memorizar los conceptos para llevarlos a la practica, siguiente capitulo seguiremos revisando acerca de este bonito lenguaje de programación JAVA.