Estructura de clases y objetos en Java: atributos y métodos

El lenguaje de programación Java se basa en gran medida en el concepto de objetos, lo que lo convierte en uno de los lenguajes de programación orientada a objetos (POO) más populares. La programación orientada a objetos es un paradigma de programación que utiliza "objetos", que pueden contener datos, en forma de campos, a menudo conocidos como atributos; y código, en forma de procedimientos, a menudo conocidos como métodos, para diseñar aplicaciones y programas informáticos. En este capítulo, exploraremos la estructura de clases y objetos en Java, centrándonos en sus dos componentes principales: atributos y métodos.

11.3.1. El concepto de clase en Java

Una clase en Java es una especie de "modelo" o "plantilla" para crear objetos. Define el estado y comportamiento que tendrán los objetos del tipo clase. El estado está representado por atributos y el comportamiento está representado por métodos. Una clase se define utilizando la palabra clave class, seguida del nombre de la clase y un par de llaves que encapsulan a sus miembros.

Coche de clase pública {
    // Atributos
    Etiqueta de cadena;
    Plantilla de cadena;
    año entero;
    precio doble;

    // Métodos
    aceleración nula() {
        // codigo para acelerar el auto
    }

    freno vacío() {
        // codigo para frenar el auto
    }
}

11.3.2. Atributos de una clase

Los atributos, también conocidos como campos o variables de instancia, son las variables que pertenecen a una clase. Se utilizan para almacenar información sobre el estado de un objeto. Cada objeto creado a partir de la clase tendrá su propia copia de estos atributos. Los atributos pueden ser de cualquier tipo de datos, como números enteros, booleanos, cadenas o incluso referencias a otras clases.

Los atributos pueden tener múltiples modificadores de acceso, como public, private, protected o ninguno (paquete privado). La elección del modificador de acceso es crucial para la encapsulación, que es un principio fundamental de la programación orientada a objetos. Encapsulación significa mantener ocultos los detalles de implementación de una clase y exponer solo los métodos y atributos necesarios para usar la clase.

Los atributos privados (private) son accesibles solo dentro de la propia clase y están ocultos para otras clases. Para permitir el acceso a estos atributos, a menudo se proporcionan métodos públicos, conocidos como getters y setters.

11.3.3. Métodos de una clase

Los métodos son funciones definidas dentro de una clase que operan con datos (atributos) y se utilizan para expresar el comportamiento de los objetos. Un método puede tener parámetros, que son datos que se le pasan, y pueden devolver un valor. En Java, cada método debe especificar el tipo de datos del valor que devuelve. Si un método no devuelve ningún valor, su tipo de retorno es void.

Al igual que los atributos, los métodos también pueden tener modificadores de acceso, que determinan dónde se pueden llamar. Los métodos public pueden ser llamados por cualquier objeto de cualquier clase. Los métodos privados solo se pueden llamar desde dentro de la propia clase. Los métodos protected se pueden llamar dentro de la propia clase y por subclases.

Los métodos pueden sobrecargarse (overloaded) o anularse (overriden). La sobrecarga de métodos ocurre cuando dos o más métodos en la misma clase tienen el mismo nombre pero diferentes listas de parámetros. La anulación de métodos se produce cuando una subclase proporciona una implementación específica para un método que ya proporciona una de sus clases principales.

11.3.4. Constructores

Un aspecto especial de la estructura de una clase son los constructores. Los constructores son métodos especiales que se llaman cuando se crea una instancia de un objeto. Tienen el mismo nombre de clase y no tienen un tipo de retorno, ni siquiera void. Los constructores se utilizan para inicializar los atributos de un objeto con valores específicos.

Coche de clase pública {
    strmarca de fábrica;
    Plantilla de cadena;
    año entero;
    precio doble;

    // Constructor
    Carro público (marca String, modelo String, año int, precio doble) {
        esta.marca = marca;
        este.modelo = modelo;
        este.año = año;
        this.price = precio;
    }
}

11.3.5. 'esta' palabra clave

En Java, la palabra clave this se usa dentro de métodos y constructores para hacer referencia al objeto actual. Es útil principalmente cuando tenemos parámetros de método o constructores con el mismo nombre que los atributos de clase, para diferenciarlos.

11.3.6. Encapsulación y abstracción

La encapsulación es una de las principales características de la programación orientada a objetos. Le permite ocultar la implementación interna de una clase y exponer solo lo que se necesita al mundo exterior. Esto se logra mediante el uso de modificadores de acceso para restringir el acceso a los atributos y métodos de la clase. La abstracción es un concepto relacionado que se refiere a la práctica de reducir la complejidad exponiendo solo los detalles necesarios para el uso de un objeto, mientras se oculta la implementación interna.

11.3.7. Ejemplo práctico

Consideremos un ejemplo práctico de una clase ContaBancaria con sus atributos y métodos encapsulados:

clase pública ContaBancaria {
    titular de cadena privada;
    doble saldo privado;

    Cuenta bancaria pública (titular de cadena, doble saldo inicial) {
        this.titular = titular;
        this.saldo = saldo inicial;
    }

    público doble getBalance() {
        saldo de retorno;
    }

    depósito público nulo (valor doble) {
        si (valor > 0) {
            saldo += valor;
        }
    }

    retiro booleano público (valor doble) {
        if (valor > 0 && saldo >= valor) {
            saldo -= valor;
            devolver verdadero;
        }
        falso retorno;
    }
}

En este ejemplo, los atributos holder y balance son privados, lo que significa que no se puede acceder a ellos directamente desde fuera de la clase. En cambio, los métodos getSaldo, deposit y casar se proporcionan para interactuar con estos atributos de forma controlada.

Conclusión

Comprender la estructura de clases y objetos en Java es fundamental para desarrollar software orientado a objetos. Los atributos definen el estado de los objetos, mientras que los métodos definen su comportamiento. El uso adecuado de modificadores de acceso y la práctica de la encapsulación y la abstracción son esenciales para crear programas sólidos y fáciles de mantener. Con este conocimiento, estará bien equipado para comenzar a diseñar e implementar sus propias clases en Java.