Fuente: Cisco & Python Institute
3.1.1 Los conceptos básicos del enfoque orientado a objetos
Demos un paso fuera de la programación y las computadoras, y analicemos temas de programación orientada a objetos.
Casi todos los programas y técnicas que has utilizado hasta ahora pertenecen al estilo de programación procedimental. Es cierto que has utilizado algunos objetos incorporados, pero cuando nos referimos a ellos, se mencionan lo mínimo posible.
La programación procedimental fue el enfoque dominante para el desarrollo de software durante décadas de TI, y todavía se usa en la actualidad. Además, no va a desaparecer en el futuro, ya que funciona muy bien para proyectos específicos (en general, no muy complejos y no grandes, pero existen muchas excepciones a esa regla).
El enfoque orientado a objetos es bastante joven (mucho más joven que el enfoque procedimental) y es particularmente útil cuando se aplica a proyectos grandes y complejos llevados a cabo por grandes equipos formados por muchos desarrolladores.
Este tipo de programación en un proyecto facilita muchas tareas importantes, por ejemplo, dividir el proyecto en partes pequeñas e independientes y el desarrollo independiente de diferentes elementos del proyecto.
Python es una herramienta universal para la programación procedimental y orientada a objetos. Se puede utilizar con éxito en ambos enfoques.
Además, puedes crear muchas aplicaciones útiles, incluso si no se sabe nada sobre clases y objetos, pero debes tener en cuenta que algunos de los problemas (por ejemplo, el manejo de la interfaz gráfica de usuario) puede requerir un enfoque estricto de objetos.
Afortunadamente, la programación orientada a objetos es relativamente simple.
3.1.2 Enfoque procedimental versus el enfoque orientado a objetos
En el enfoque procedimental, es posible distinguir dos mundos diferentes y completamente separados: el mundo de los datos y el mundo del código. El mundo de los datos está poblado con variables de diferentes tipos, mientras que el mundo del código está habitado por códigos agrupados en módulos y funciones.
Las funciones pueden usar datos, pero no al revés. Además, las funciones pueden abusar de los datos, es decir, usar el valor de manera no autorizada (por ejemplo, cuando la función seno recibe el saldo de una cuenta bancaria como parámetro).
Los datos no pueden usar funciones. ¿Pero es esto completamente cierto? ¿Hay algunos tipos especiales de datos que puedan usar funciones?
Sí, los hay, los llamados métodos. Estas son funciones que se invocan desde dentro de los datos, no junto con ellos. Si puedes ver esta distinción, has dado el primer paso en la programación de objetos.
El enfoque orientado a objetos sugiere una forma de pensar completamente diferente. Los datos y el código están encapsulados juntos en el mismo mundo, divididos en clases.
Cada clase es como una receta que se puede usar cuando quieres crear un objeto útil. Puedes producir tantos objetos como necesites para resolver tu problema.
Cada objeto tiene un conjunto de rasgos (se denominan propiedades o atributos; usaremos ambas palabras como sinónimos) y es capaz de realizar un conjunto de actividades (que se denominan métodos).
Las recetas pueden modificarse si son inadecuadas para fines específicos y, en efecto, pueden crearse nuevas clases. Estas nuevas clases heredan propiedades y métodos de los originales, y generalmente agregan algunos nuevos, creando nuevas herramientas más específicas.
Los objetos son encarnaciones de las ideas expresadas en clases, como un pastel de queso en tu plato, es una encarnación de la idea expresada en una receta impresa en un viejo libro de cocina.
Los objetos interactúan entre sí, intercambian datos o activan sus métodos. Una clase construida adecuadamente (y, por lo tanto, sus objetos) puede proteger los datos sensibles y ocultarlos de modificaciones no autorizadas.
No existe un límite claro entre los datos y el código: viven como uno solo dentro de los objetos.
Todos estos conceptos no son tan abstractos como pudieras pensar al principio. Por el contrario, todos están tomados de experiencias de la vida real y, por lo tanto, son extremadamente útiles en la programación de computadoras: no crean vida artificial reflejan hechos reales, relaciones y circunstancias.
3.1.3 Jerarquía de clases
La palabra clases tiene muchos significados, pero no todos son compatibles con las ideas que queremos discutir aquí. La clase que nos concierne es como una categoría, como resultado de similitudes definidas con precisión.
Intentaremos señalar algunas clases que son buenos ejemplos de este concepto.
Veamos por un momento los vehículos. Todos los vehículos existentes (y los que aún no existen) están relacionados por una sola característica importante: la capacidad de moverse. Puedes argumentar que un perro también se mueve; ¿Es un perro un vehículo? No lo es. Tenemos que mejorar la definición, es decir, enriquecerla con otros criterios, distinguir los vehículos de otros seres y crear una conexión más fuerte. Consideremos las siguientes circunstancias: los vehículos son entidades creadas artificialmente que se utilizan para el transporte, movidos por fuerzas de la naturaleza y dirigidos (conducidos) por humanos.
Según esta definición, un perro no es un vehículo.
La clase Vehículos es muy amplia. Tenemos que definir clases especializadas. Las clases especializadas son las subclases. La clase Vehículos será una superclase para todas ellas.
Nota: la jerarquía crece de arriba hacia abajo, como raíces de árboles, no ramas. La clase más general y más amplia siempre está en la parte superior (la superclase) mientras que sus descendientes se encuentran abajo (las subclases).
A estas alturas, probablemente puedas señalar algunas subclases potenciales para la superclase Vehículos. Hay muchas clasificaciones posibles. Elegimos subclases basadas en el medio ambiente y decimos que hay (al menos) cuatro subclases:
- Vehículos Terrestres.
- Vehículos Acuáticos.
- Vehículos Aéreos.
- Vehículos Espaciales.
En este ejemplo, discutiremos solo la primera subclase: Vehículos Terrestres. Si lo deseas, puedes continuar con las clases restantes.
Los vehículos terrestres pueden dividirse aún más, según el método con el que impactan el suelo. Entonces, podemos enumerar:
- Vehículos con ruedas.
- Vehículos con pistas.
- Aerodeslizadores.
La figura ilustra la jerarquía que hemos creado.
Ten en cuenta la dirección de las flechas: siempre apuntan a la superclase. La clase de nivel superior es una excepción: no tiene su propia superclase.
Otro ejemplo es la jerarquía del reino taxonómico de los animales.
Podemos decir que todos los animales (nuestra clase de nivel superior) se puede dividir en cinco subclases:
- Mamíferos.
- Reptiles.
- Aves.
- Peces.
- Anfibios.
Tomaremos el primero para un análisis más detallado. Hemos identificado las siguientes subclases:
- Mamíferos Salvajes.
- Mamíferos Domesticados.
Intenta extender la jerarquía de la forma que quieras y encuentra el lugar adecuado para los humanos.
