Nivel 1

5/9/2018 Nivel 1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/nivel-1-559ca16ca5feb 1/106

ALGORITMICA Y PROGRAMACION POR OBJETOS I

Nivel 1

Problemas, Soluciones yProgramas

Marcela Hernández Hoyos



Solucionar un Problema =

Construir un Programa

Análisis delproblema

Diseño de lasolución

Construcción de

la solución =Implementación =

Programación

Problema

Solución

H er r ami en

t a s y L en g u

a j e s Programador







Construcción de


Programación

Problema • Entender el

problema que tieneel cliente

• Especificar TODA

la información quesuministre el cliente

Solución

H er r ami en

t a s y L en g u

a j e s Programador





H er r ami en

t a s y L en g u

a j e s



Construcción de


Programación

Problema

Solución

• Detallar lascaracterísticas quetendrá la solución

• Usando algún

lenguaje (planos,dibujos,ecuaciones,

diagramas, texto,…)

Programador





H er r ami en

t a s y L en g u

a j e s



Construcción de


Programación

Problema

Solución

• Implementar elprograma a partir

del diseño

• Probar su

correctofuncionamiento

Programador



Caso de Estudio: El Empleado



El Empleado – Se quiere una aplicación que permita manejar la información de un

empleado.

– El empleado tiene:

• Nombre

• Apellido

• Sexo

• Fecha de nacimiento

• Imagen asociada• Fecha de ingreso a la misma

• Salario básico asignado

– La aplicación debe permitir :

• Modificar el salario del empleado

• Realizar algunos cálculos con la información disponible

– Edad actual

– Antigüedad en la empresa

– Prestaciones a las que tiene derecho. Para el cálculo de las prestaciones seutiliza la fórmula p = (a * s)/12 (p: prestaciones, a: antigüedad, s: salario).



El Empleado




Construir un ProgramaSe quiere una aplicaciónque permita manejar lainformación de un

empleado.Análisis delproblema


Construcción de


Programación

Problema

Solución

H er r ami en

t a s y L en g u a j e s Programador



Análisis del Problema





Problema

• Entender el problema que tiene elcliente

• Especificar TODA la informaciónque suministre el clienteEspecificación

Qué quiere decir ESPECIFICACION …



Especificación

Requerimientos

funcionales (RF)

Mundo del

Problema

Requerimientos

No Funcionales



Especificación

Requerimientos

funcionales (RF)

• Las necesidades del cliente

• Operaciones o servicios que elprograma debe proveer alusuario




empleado.


• Nombre

• Apellido

• Sexo




– La aplicación debe permitir:



– Edad actual



Requerimientos

funcionales (RF)



Requerimientos Funcionales

– R1:Modificar el salario delempleado.

– R2: Calcular la edad actual.

– R3: Calcular la antigüedad en laempresa.

– R4: Calcular las prestaciones.



El Empleado

R1

R2R3

R4



Especificación

Mundo del

Problema

• Contexto en el que ocurre el problema• Elementos (datos, información) que intervienenen el problema




empleado.


• Nombre

• Apellido

• Sexo




– La aplicación debe permitir:



– Edad actual



Mundo delproblema



Especificación

Requerimientos

No Funcionales

• Restricciones o condiciones que

impone el cliente al programa

• Ejemplos: Tiempo de entrega del

programa, # de usuarios simultáneos,tiempo de ejecución del programa, …




Especificación deRequerimientos Funcionales




• Se describen a través de 4 elementos:

– Identificador y nombre – Resumen de la operación

– Entradas que debe dar el usuario para que el

programa pueda realizar la operación – Resultado de la operación

• Modificación de un valor en el mundo del

problema• Cálculo de un valor

• Mezcla de los dos anteriores



Ejemplo RF

NombreR4 – Calcular las prestaciones del empleado

ResumenCalcula las prestaciones del empleado

Entradas

Resultados



Ejemplo RF

NombreR1 – Actualizar el salario básico del empleado

ResumenPermite la modificación del salario básico de unempleado

Entradas

Nuevo salario

Resultados

Se modificó el salario básico del empleado



Caso de Estudio: El Simulador

Bancario

El Si l d b i



El Simulador bancario – Se quiere una aplicación que haga la simulación en el tiempo de la

cuenta bancaria de un cliente.

– Un cliente tiene:

• Nombre

• Número de cédula (identifica la cuenta)

– Una cuenta tiene:

• Una cuenta de ahorro

• Una cuenta corriente• Certificado de depósito a término (CDT)

– Se quiere que el programa permita a una persona simular el manejo desus productos bancarios:

• Hacer las operaciones necesarias sobre los productos que conforman lacuenta

• Avanzar mes por mes en el tiempo, para que el cliente pueda ver elresultado de sus movimientos bancarios y el rendimiento de sus inversiones

El Si l d B i



El Simulador Bancario



Ejercicio

• Identifique y especifique tres requerimientos

funcionales del simulador bancario

Nombre

ResumenEntradas

Resultados



Especificación

Requerimientos

funcionales (RF)

Mundo del

Problema

Requerimientos

No Funcionales




Mundo del Problema

Modelo del mundo del



– Esta actividad está basada en un proceso de “observación” delproblema.

– El objetivo es identificar los elementos que allí aparecen y describirlosde la mejor manera.

– Cuatro actividades para llevar a cabo esta etapa:

Modelo del mundo delproblema

Identificar las entidades

Modelar las características de las entidades

Buscar las relaciones entre las entidadesPara expresar el

modelo del mundo,usamos diagramas

de clases dellenguaje de modelos

UML (estándar).

Documentar (reglas, restricciones,

etc.)MODELO DEL MUNDO



Ejercicio

• Identifique los elementos que hacen parte delmundo del problema en el simulador bancario

• Saldo cuenta corriente

• Saldo cuenta ahorro

• Saldo CDT

• Cuenta bancaria

• Cuenta de ahorros• Cuenta corriente

• Saldo total

• Intereses CDT

• Interés cuenta deahorro

• Inversión CDT (monto)

• CDT

• Cliente

• Cedula

• Nombre

• Mes (de simulación)







Modelo del mundo delproblema



Buscar las relaciones entre las entidadesPara expresar el



UML (estándar).





Identificar las Entidades

• Elementos relevantes del mundo que intervienenen el problema

– Concretos (persona, vehículo)

– Abstractos (cuenta bancaria)

• Se les da un nombre significativo• Pista para ubicarlos: sustantivos del problema

• En POO las llamamos CLASES• Convención: los nombres de las clases empiezan

por mayúscula



Elementos del mundo del problema

• Saldo cuenta

corriente• Saldo cuenta

• Cuenta bancaria


• CDT

• Cliente

• Cedula

• Nombre• Mes (de simulación)

ahorro

• Saldo CDT• Saldo total

• Intereses CDT


• Inversión CDT

(monto)



Elementos del mundo del problema

• Cuenta bancaria


• CDT

• Cliente• Cedula

• Nombre


• Saldo cuentacorriente

• Saldo cuentaahorro

• Saldo CDT

• Saldo total

• Intereses CDT


• Inversión CDT

(monto)NO TODOS ESTOS ELEMENTOS SON CLASES



Clases del simulador bancario

• Saldo cuenta corriente

• Saldo cuenta ahorro• Cuenta bancaria

• Cuenta de ahorros

• Saldo CDT

• Saldo total

• Intereses CDT

• Interés cuenta de ahorro

• Inversión CDT (monto)

• Cuenta corriente

• CDT

• Cliente• Cedula

• Nombre


TODOS LOS DEMAS ELEMENTOS DEL PROBLEMA

SON CARACTERISTICAS DE LAS CLASES



Clases del simulador bancario

• CuentaBancaria

• CuentaCorriente• CuentaAhorros

• CDT• Mes

Hacen parte de la CuentaBancaria







problema



Buscar las relaciones entre las entidades Para expresar elmodelo del mundo,usamos diagramas


UML (estándar).



M d l l í i



Modelar las características

• A cada característica le debemos asociar:

– Nombre significativo – Descripción del conjunto de valores que dicha

característica puede tomar

• En POO las llamamos ATRIBUTOS

• Convención: los nombres de los atributos

empiezan por minúscula, sin espacios enblanco

Ej l b l E l d



Ejemplo sobre el Empleado

Ej l b l E l d




Atributo Valores posibles

nombre Cadena de caracteres

apellido Cadena de caracteres

sexo Masculino o Femenino

salario Valores enteros positivos

Empleado

nombreapellidosexosalario

nombre de laentidad oclaseCaracterísticas

o atributos

Para expresar el



UML (estándar).

Ejercicio sobre el Simulador




Bancario





Bancario

Modelo del mundo delbl






problema



Buscar las relaciones entre las entidades Para expresar elmodelo del mundo,usamos diagramas


UML (estándar).



L l i t l E tid d



Las relaciones entre las Entidades

• Identificar las relaciones que existen entre

las distintas entidades del mundo (clases).• Dar un nombre a cada relación

• En POO las llamamos ASOCIACIONESClase1 Clase2

nombre EnUML





• Identificar las relaciones que existen entre

las distintas entidades del mundo (clases).• Dar un nombre a cada relación

• En POO las llamamos ASOCIACIONESClase1 Clase2

nombre EnUML





EmpleadoFecha

fechaNacimientonombreapellidosexosalario

diamesañofechaIngreso

• El empleado tiene una fecha de nacimiento

• Esta fecha es una entidad del mundorepresentada por la clase Fecha





EmpleadoFecha

fechaNacimientonombreapellidosexosalario

diamesañofechaIngreso

• El empleado tiene una fecha de ingreso

• La dirección de la flecha indica que la clase quecontiene a la otra:

– El empleado tiene una fecha, pero la fecha NO tiene un

empleado

Diagrama de clases del modelo del



mundo para el simulador bancarioCuentaCorrienteCuentaBancaria

CuentaAhorros

Mes

CDT

Diagrama de clases del modelo del



mundo para el simulador bancarioCuentaCorrienteCuentaBancaria

CuentaAhorros

CDT

Mes

corriente

ahorros

inversion

mesActual

mesApertura

Solucionar un Problema =C i P




H er r ami en t a

s y L en g u a j e s


Diseño de la

solución

Construcción de

la solución =Implementación =Programación

Problema

Solución

• Detallar lascaracterísticas que

tendrá la solución

• Usando algún

lenguaje (planos,dibujos,ecuaciones,diagramas, texto,

… UML

Programador

Solucionar un Problema =C i P




H er r ami en t a

s y L en g u a j e s


Diseño de la

solución

Construcción de

la solución =Implementación =Programación

Problema

Solución

• Implementar elprograma a partir

del diseño

• Probar sucorrectofuncionamiento

Programador



Construcción de la Solución



Algoritmos e Instrucciones





• Algoritmo =

– Secuencia de instrucciones para resolver un problema

– Secuencia ordenada de pasos para realizar unaactividad

• Ejemplos: – Algoritmo para preparar unos huevos pericos

– Algoritmo para amarrarse los zapatos

– Algoritmo para cambiar una llanta – Algoritmo para llegar a una dirección dada

En el computador



En el computador …

• Las instrucciones de los algoritmos debenestar escritos en un lenguaje que entienda elcomputador

Lenguaje de Programación



Nuestro lenguaje: JAVA

Un programa en java está formado por unconjunto de CLASES

Cada Clase se guarda en un archivodistinto

Declaración de clases en Java




Empleado • Archivo: Empleado.javapublic class Empleado{

// Atributosprivate String nombre;private String apellido;private int salario;

private int sexo;}

• Archivo: Fecha.javapublic class Fecha

{private int dia;private int mes;private int año;

}


Fecha

diamesaño





Empleado • Archivo: Empleado.javapublic class Empleado{

private String nombre;private String apellido;private int salario;private int sexo;

}


{private int dia;private int mes;private int año;

}


Fecha

diamesaño

Tipos de Datos en Java



Tipos de Datos en Java

• Archivo: Empleado.javapublic class Empleado{

private String nombre;private String apellido;private int salario;private int sexo;

}


{ private int dia;private int mes;private int año;

}

• Enteros – int

• Reales – double

• Cadenas de caracteres – String

Es de tipo entero (int).Convención: 1= masculino, 2=femenino

Diagrama de asociaciones en



JAVAEmpleado

Fecha

nombre

apellidosexosalario

diames

año

• Archivo: Empleado.javapublic class Empleado{

// Atributosprivate String nombre;private String apellido;private int salario;

private int sexo;

private Fecha fechaNacimiento;private Fecha fechaIngreso;

}

fechaNacimiento fechaIngreso

El orden de declaración de losatributos NO es importante

Diagrama de clases completo del



caso del empleado

EmpleadoFecha

String nombreString apellidoint sexo

int salario

int diaint mes

int año

fechaNacimiento

fechaIngreso



Caso de Estudio: Las líneas

telefónicas

Las líneas telefónicas



Las líneas telefónicas – Se quiere crear una aplicación para controlar los gastos telefónicos de

una empresa. La empresa cuenta con tres líneas telefónicas a través delas cuales se pueden realizar llamadas locales, de larga distancia y a

celulares. – La aplicación debe permitir:

1. Registrar una llamada en alguna de las líneas

2. Mostrar la información detallada de cada línea

– Número de llamadas realizadas

– Duración total de las llamadas en minutos

– Costo total de las llamadas en pesos

3. Mostrar un consolidado total de la información de todas las líneas (costototal en pesos de las tres líneas, número total de llamadas realizadas,duración total de llamadas en minutos y el cálculo del costo promedio porminuto según el costo total y el total de minutos).

4. Reiniciar el uso las líneas telefónicas, dejando todos sus valores en cero.

Interfaz usuario



q

– R1:Registrar (agregar) una llamada

en alguna de las líneas. – R2: Mostrar la información detallada

de cada línea. – R3: ...

– R4: ...

R1



Nombre R1: Agregar una llamada a una línea telefónica

Resumen

Se agrega una llamada a una línea telefónica. Se debe especificar lacantidad de minutos consumidos, así como el tipo de llamada realizada.

Entradas

Número de línea, siendo opciones validas la línea 1, 2 o 3.

Número de minutos consumidos, sabiendo que el número de minutos es un valorpositivo.

Tipo de llamada realizada. Puede ser local, larga distancia o celular.

Resultados

La línea telefónica tiene una llamada más.

Los minutos consumidos por la línea especificada aumentaron según el número de

minutos de la llamada.

El costo total de llamadas realizadas por la línea especificada se incrementó en el costode la llamada. El valor por minuto de una llamada local es de $35, de una llamada delarga distancia es de $380, y de una llamada a celular es de $999

Los totales de toda la empresa se actualizan.

Modelo del Mundo



No tiene atributos particulares

Hay 3 líneas telefónicas

(asociaciones)

Clase LineaTelefonica



Archivo: LineaTelefonica.java

public class LineaTelefonica{private int numeroLlamadas;private int numeroMinutos;private double costoLlamadas;

}

Clase Empresa



Archivo: Empresa.java

public class Empresa{

private LineaTelefonica linea1;

private LineaTelefonica linea2;private LineaTelefonica linea3;

}

Son las 3asociaciones

Qué son los métodos ?



Métodos



• Son los “algoritmos” de la clase.

• Lo que la clase sabe hacer:

– Resolver un problema puntual

– Servicio que la clase debe prestar a las demás clases

del modelo

• Piense que …

– Una clase es la responsable de manejar lainformación contenida en sus atributos

– Los métodos son el medio para hacerlo

Ejemplo: Qué debe saber hacer



una línea telefónica• Informar:

– El número total de sus llamadas – El costo total de sus llamadas

– La cantidad de minutos consumidos

• Agregar

– Una llamada local

– Una llamada de larga distancia – Una llamada de celular

Entoces …



• Cada una delas accionesque sabe

hacer unaclase

METODO

Métodos de la LineaTelefonica



• Informar: – El número total de sus

llamadas – El costo total de sus

llamadas – La cantidad de minutos

consumidos• Agregar

– Una llamada local

– Una llamada de largadistancia

– Una llamada de celular

– darCostoLlamadas

– darNumeroLlamadas

– darNumeroMinutos

– agregarLlamadaLocal

– agregarLlamadaLargaDistancia

– agregarLlamadaCelular

Un método está compuesto por:



public void agregarLlamadaLocal( int minutos )

nombre





Lista de parámetros

Conjunto de valores (cada uno con su tipo)necesarios para resolver el problema





Tipo de respuesta

Tipo de dato al que pertenece el resultado que vaa retornar el método. Si no hay respuesta, se

indica el tipo void




public void agregarLlamadaLocal( int minutos ){

numeroLlamadas = numeroLlamadas + 1;numeroMinutos = numeroMinutos + minutos;costoLlamadas = costoLlamadas + ( minutos * 35 );

}

Cuerpo del método

•Lista de instrucciones que representa elalgoritmo que resuelve el problema puntual•En el cuerpo se explica la forma de utilizar los

valores de los atributos para calcular algunainformación o la forma de modificarlos

Tipos de instrucciones



• Instrucción de asignación – Para definir el nuevo valor de un atributo

– Se construye con un “=“


{numeroLlamadas = numeroLlamadas + 1;numeroMinutos = numeroMinutos + minutos;

costoLlamadas = costoLlamadas + ( minutos * 35 );}




numeroLlamadas = numeroLlamadas + 1;

Atributo queva a ser

modificado

Expresión que indica elnuevo valor que debe

guardarse en el atributo

Pueden hacer parte deuna expresión: los

atributos, los parámetrosy los valores constantes.

Con operadoresaritméticos (+, -, *, /)




• Instrucción de asignación – Para definir el nuevo valor de un atributo

– Se construye con un “=“


{numeroLlamadas = numeroLlamadas + 1;numeroMinutos = numeroMinutos + minutos;

costoLlamadas = costoLlamadas + ( minutos * 35 );}




• Instrucción de retorno – Para devolver un resultado como solución del problema

puntual – Se representa con un “return“

public int darNumeroLlamadas( ){

return numeroLlamadas;

}




• Instrucción de llamada (o invocación) de unMétodo

– Para usar métodos de la misma clase

– Para usar métodos de un objeto de otra clase con

el cual existe una asociación.

Invocación de un método de lamisma clase



• Se hace para construir métodos complejos a partirde métodos mas simples que ya están escritos.

• Ejemplo: calcular el monto de losimpuestos que debe pagar elempleado en un año. Los impuestosse calculan como el 19.5% del total de

Empleado

String nombreString apellidoint sexoint salario

int calcularSalarioAnual( )

int calcularImpuesto( )

salarios recibidos en un año

• Vamos a descomponer el problema endos métodos:

– Cálculo del valor total del salario anual

– Cálculo del monto del impuesto, queusa el método anterior

Ejemplo de invocación de unmétodo de la misma clase



Empleado

String nombreString apellidoint sexo

int salario

int calcularSalarioAnual( )

int calcularImpuesto( )

public class Empleado{

…

public int calcularSalarioAnual( ){

return (salario * 12 );

}

public int calcularImpuesto( )

{

return ( calcularSalarioAnual( ) * 19.5 / 100 );}

}

Llamado al método calcularSalarioAnual

Invocación de un método de un

bj d l l l



objeto de otra clase con el cualexiste una asociación

• Se hace cuando se necesita obtenero modificar alguna información de un

objeto de otra clase con el cualexiste una asociación.

Ejemplo



Hay 3 líneas telefónicas(asociaciones)

Ejemplo



En la clase LineaTelefonica existe el

método darNumeroLlamadas

int darNumeroLlamadas( )int darTotalNumeroLlamadas( )

Ejemplo



El método darTotalNumeroLlamadas de la clase Empresa

DEBE invocar el método darNumeroLlamadas de la claseLineaTelefonica

int darNumeroLlamadas( )int darTotalNumeroLlamadas( )

Ejemplo



public class LineaTelefonica

{

…public int darNumeroLlamadas( )

{ return ( );

}

}

LineaTelefonica

int numeroLlamadasint numeroMinutosdouble costoLlamadas

int darNumeroLlamadas( )

Ejemplo



El número total dellamadas de la empresaes la suma del número dellamadas de la linea1 + el

número de llamadas de lalinea2 + el número de

llamadas de la linea3

Empresa

int darTotalNumeroLlamadas( )

Ejemplo



public class Empresa

{

…

public int darTotalNumeroLlamadas( )

{

return ( linea1.darNumeroLlamadas( ) +

linea2.darNumeroLlamadas( ) +linea3.darNumeroLlamadas( );

}

}

Empresa


Ejemplo



Empresa



{

…

public int darTotalNumeroLlamadas( )

{

return ( linea1.darNumeroLlamadas( ) +

linea2.darNumeroLlamadas( ) +linea3.darNumeroLlamadas( );

}

}

Nombre de la asociación punto nombre del método de

la asociación

Parámetros

(ninguno eneste caso)

Ejemplo con parámetros



public class LineaTelefonica

{

…public void agregarLlamadaLocal( int minutos ){

numeroLlamadas = numeroLlamadas + 1;numeroMinutos = numeroMinutos + minutos;costoLlamadas = costoLlamadas + ( minutos * 35 );

}

}

Ejemplo con parámetros




{

…public void agregarLlamadaLocalLinea1( int minutos )

{

linea1.agregarLlamadaLocal( minutos );}

}

Nombre de la asociaciónnombre del método de

la asociación

Parámetros

Llamando métodos con parámetros



• Cuándo necesita parámetrosun método?

• Cómo se declara unparámetro?

• Cómo se utiliza el valor de unparámetro

• Cuando la información quetiene el objeto en sus atributosno es suficiente para resolver

el problema

• En la signatura del método sedefine el tipo del dato del

parámetro y se le asocia unnombre

• Basta con utilizar el nombre

del parámetro en el cuerpo delmétodo de la misma maneraque se utilizan los atributos


NO i ú



• Se puede utilizar el parámetropor fuera del cuerpo delmétodo?

• Aquel que hace la llamada delmétodo, cómo hace paradefinir los valores de losparámetros ?

• NO, en ningún caso

• En el momento de hacer lallamada, se deben pasar tantosvalores como parámetros está

esperando el método. Esosvalores pueden ser constantes(por ejemplo, 500), atributos delobjeto que hace la llamada (por

ejemplo, costoLlamadas),parámetros del método desde elcual se hace la llamada (porejemplo, minutos) o expresionesque mezclen los tres anteriores(por ejemplo, costoLlamadas *minutos * 500




• Cómo se hace la relaciónentre esos valores y losparámetros?

• Los valores se deben pasarteniendo en cuenta el orden enel que se declararon los

parámetrospublic class C2

{

private int atr1;

private C1 obj;

public void m2( int x ){

obj.m1( x, 34+atr1, “prueba”);}

}

public class C1

{

…

public void m1( int a, int b, String c ){

…

}}


Có h l l ió L l d b






{

private int atr1;

private C1 obj;



}

public class C1

{

…


…

}}


Có h l l ió L l d b






{

private int atr1;

private C1 obj;



}

public class C1

{

…


…

}}

Creación de los objetos de lasclases con quienes hay

asociaciones



Hay 3 líneas telefónicas

(asociaciones: SON OBJETOS)

asociaciones

Creación de los objetos de las

clases con quienes hay



clases con quienes hayasociaciones

• Se hace con la instrucción new

• Los objetos de las asociaciones los crea laclase dueña (que posee) las asociacionesen alguno de sus métodos

Ejemplo: Creación de las 3 líneastelefónicas en la clase Empresa



/*** Inicializa las líneas telefónicas de la empresa <br>* <b>post: </b> Se inicializaron las 3 líneas telefónicas.

*/ public void inicializar( ){

//

//Inicializa la línea 1linea1 = new LineaTelefonica( );linea1.inicializar( ); // //Inicializa la línea 2

linea2 = new LineaTelefonica( );linea2.inicializar( ); // //Inicializa la línea 3

linea3 = new LineaTelefonica( );linea3.inicializar( );

Ejercicio



Tarea No. 10 – Nivel 1 del libro

Nivel 1

Documents

Transcript of Nivel 1