Diagramas de Casos de Uso: Concepto, Utilidad y Elementos Clave

Los diagramas de casos de uso sirven para recopilar información sobre las acciones que un sistema o aplicación debe realizar. Se encargan de representar las acciones a llevar a cabo, las relaciones que existen entre ellas y las relaciones entre los actores. No especifican el orden en que se ejecutarán las acciones. Estos diagramas no son exclusivos de la Programación Orientada a Objetos (POO). Los elementos principales de estos diagramas son los actores, los casos de uso y las relaciones entre ellos.

Clase y Objeto: Diferencias Fundamentales en POO

Por un lado, un objeto es cualquier entidad real o abstracta con una identidad única, de la cual nos interesa su estado y comportamiento. El estado de un objeto se define por el valor de sus atributos (variables). El comportamiento de un objeto se define por sus métodos. Los métodos pueden consultar o modificar el estado de un objeto, y responder a llamadas (o mensajes) enviados por otros objetos o por sí mismo.

Por otro lado, una clase es una abstracción de alto nivel. Puede verse como un molde o plantilla, mientras que el objeto es la instanciación concreta de esa clase (similar a un tipo de dato frente a una variable).

Herencia: Conversiones Explícitas de Objetos y Errores Comunes

La conversión explícita (casting) consiste en convertir una referencia de un objeto a una subclase. Esta conversión no siempre es válida. En este contexto, pueden producirse dos tipos de errores:

• Error en tiempo de compilación: Ocurre cuando el objeto que se intenta convertir no es una subclase del tipo al que se quiere convertir.
• Error en tiempo de ejecución: Se produce una excepción ClassCastException cuando la conversión no puede efectuarse en tiempo de ejecución. La solución para evitar este último error es comprobar la clase del objeto mediante el operador instanceof antes de realizar la conversión.

Polimorfismo: Clase Estática y Dinámica de una Referencia

La clase estática es el tipo de una referencia en tiempo de compilación. Es la clase con la que la referencia ha sido declarada. La clase dinámica de una referencia es la clase real del objeto al que apunta en tiempo de ejecución.

(Nota: El ejemplo de clases y métodos solicitado no se incluye en este formato de texto.)

Manejo de Excepciones en Java: Captura y Lanzamiento

Las excepciones son eventos inesperados o errores que ocurren durante la ejecución de una aplicación Java. El programador puede decidir capturarlas (catch) en el mismo método donde se producen, programando el código necesario para recuperarse del error (por ejemplo, gestionar el fin de un fichero tras una lectura exitosa de todos sus objetos).

Para ello, debe encerrar las instrucciones que pueden causar el error dentro de un bloque try y, seguidamente, capturarlas con un bloque catch, que contendrá el código de respuesta a ese error.

También puede decidir no tratarla en el método actual y lanzarla (throws) para que algún método en la pila de llamadas la capture y la gestione. Para ello, debe indicar esta situación en la cabecera del método, añadiendo throws ClaseExcepcion después del nombre del método.

Diagramas de Clases: Agregación vs. Composición

La agregación es una relación débil entre clases, indicando que una clase ‘posee’ o ‘está compuesta por’ otra. Si la clase principal desaparece, las clases componentes pueden seguir existiendo de forma independiente.

La composición es una relación fuerte entre clases, donde la existencia de las partes depende de la clase principal. Si la clase principal desaparece, las partes también lo hacen.

Ejemplos:

• Agregación: Relación entre la clase Matrimonio y la clase Persona.
• Composición: Relación entre la clase Libro y la clase CapítuloDeLibro.

Interfaces en Programación Orientada a Objetos: Definición y Uso

Una interfaz es una colección de definiciones de métodos (sin implementación) y de valores estáticos y constantes. Define la interacción (la ‘interfaz’), pero no cómo se realiza esa interacción. Se utiliza cuando varias clases comparten un conjunto de métodos, pero cada una los implementa de forma distinta.

Uso de la Palabra Clave ‘final’ en Atributos y Métodos

Explicar para qué sirve anteponer la palabra clave final a un atributo y a un método:

• En un atributo, final indica que su valor no puede ser modificado después de la inicialización; es decir, se convierte en una constante. Debe ser inicializado al declararse o en el constructor, y su valor no puede cambiarse posteriormente.
• En un método, final indica que no puede ser sobrescrito por una subclase.

Herencia: Sobrescritura de Métodos en Clases Hijas

Un método puede ser especializado, redefinido o sustituido en una subclase. Para la sobrescritura, se deben cumplir las siguientes condiciones:

• El tipo de retorno, el nombre del método, y el tipo y número de argumentos deben ser los mismos.
• Las excepciones lanzadas deben ser, como máximo, las declaradas por el método a sobrescribir.
• Los modificadores de acceso del método deben ser, al menos, tan generales como los del método en la superclase.

Además, hay que tener en cuenta dos aspectos:

• Si el método de la superclase tiene el modificador final, la subclase no puede sobrescribirlo, ya que un método final indica un diseño inmutable o que, por razones de seguridad, no se permite su sobrescritura.
• Se puede acceder al método de la superclase utilizando la palabra clave super antes de llamar al método.

Herencia en POO: Concepto, Uso y Representación UML

La herencia es una propiedad esencial de la Programación Orientada a Objetos (POO), donde dos clases se relacionan: la clase padre (o superclase) y la clase hija (o subclase). La clase hija hereda todos los atributos y métodos de la clase padre. Aunque hereda todos los miembros, la clase hija solo tiene acceso directo a aquellos con modificadores public, protected o de paquete (por omisión).

Usos principales de la herencia:

• Reutilización de código.
• Añadir nuevos comportamientos a las subclases.
• Redefinición de comportamientos (sobrescritura).
• Creación de jerarquías de clases.

(Nota: El ejemplo gráfico de representación en UML no se incluye en este formato de texto.)

Clases Abstractas: Concepto, Declaración y Aplicaciones

Una clase abstracta (declarada con la palabra clave abstract) es una clase de la que no se pueden instanciar objetos directamente. Sus métodos pueden ser abstractos (sin implementación) o no abstractos. Debe existir al menos un método abstracto. Si una clase contiene algún método abstracto, es obligatorio que la clase sea declarada como abstracta. En las subclases, los métodos abstractos deberán ser implementados o, si la subclase también es abstracta, volver a declararse como abstractos.

Declaración: [modificador_acceso] abstract class NombreClaseAbstracta { ... }

Usos: Sirve para proporcionar un modelo de comportamiento que las clases hijas deben seguir, obligándolas a implementar ciertos métodos, y a la vez puede ofrecer algunos métodos de utilidad general ya implementados.

La Palabra Clave ‘this’: Usos y Ejemplos en Java

Dentro de un método o de un constructor, la palabra clave this hace referencia al objeto actual.

Ejemplos:

• ATRIBUTOS: this.nombreAtributo (Si nombreAtributo es un atributo de la clase, se refiere al atributo del objeto actual).
• CONSTRUCTOR: this(argumento1, argumento2) (Utilizado en la primera línea de un constructor para llamar a otro constructor de la misma clase, en este caso con dos argumentos).
• MÉTODOS: this.nombreMetodo() (Invoca al método nombreMetodo() del objeto actual).
• OBJETO ENTERO: metodo(this) (Pasa el objeto actual como argumento a otro método, por ejemplo, copiar(this)).

Miembros Estáticos: Atributos y Métodos en Clases Java

Un atributo estático (declarado con static) es una variable de clase, lo que significa que es común a todos los objetos de la clase. Es un atributo único y compartido por todas las instancias de esa clase.

DECLARACIÓN: [modificador_acceso] static TipoDato nombreAtributo;

Un método estático (declarado con static) es un método global de la clase. Los objetos no crean copias de los métodos estáticos. Suelen utilizarse para acceder a atributos estáticos y no pueden hacer uso de la referencia this (ya que no operan sobre una instancia específica).

DECLARACIÓN: [modificador_acceso] static TipoRetorno nombreMetodoEstatico(parametros);

Invocación de métodos estáticos: NombreClase.nombreMetodoEstatico();

Colecciones en Java: Diferencias entre Interfaces List y Set

La interfaz List define colecciones que pueden contener elementos duplicados y mantienen un orden de inserción, mientras que la interfaz Set define colecciones que no permiten elementos duplicados y no garantizan un orden específico.

• Ejemplo de clases que implementan List: ArrayList, LinkedList.
• Ejemplo de clases que implementan Set: HashSet, TreeSet.