Tutorial Java: Clases y objetos

En Java, uno de los lenguajes de programación más populares y ampliamente utilizados, el paradigma fundamental es la programación orientada a objetos (POO). Los dos conceptos centrales de este paradigma son las clases y los objetos. Antes de entrar en detalle sobre estos conceptos, es importante entender que en POO todo se concibe como objetos interactuando entre sí.

Clases en Java

En POO, una clase es una plantilla o un molde para crear objetos. Una clase define un tipo de objeto especificando qué atributos (variables) y qué comportamientos (métodos) tendrá el objeto de esa clase.

Veamos un ejemplo simple. Supongamos que queremos modelar una bicicleta en nuestro programa. Podríamos tener una clase "Bicicleta" que se vea algo así:

public class Bicicleta {
    // atributos
    int velocidad;
    int engranaje;
    
    // métodos
    void cambiarEngranaje(int nuevoEngranaje) {
        engranaje = nuevoEngranaje;
    }
    
    void acelerar(int incremento) {
        velocidad = velocidad + incremento;
    }
    
    void frenar(int decremento) {
        velocidad = velocidad - decremento;
    }
}

En este ejemplo, velocidad y engranaje son atributos de la clase Bicicleta. Estos representan el estado de un objeto de esta clase. Los métodos cambiarEngranaje, acelerar y frenar son los comportamientos que definen cómo un objeto Bicicleta puede interactuar con su estado.

En Java, una clase se define utilizando la palabra clave class, seguida del nombre de la clase (en este caso, Bicicleta). El cuerpo de la clase se encuentra dentro de llaves { }. Dentro del cuerpo de la clase se definen los atributos y los métodos.

Objetos en Java

Un objeto es una instancia de una clase. Crear un objeto a partir de una clase se llama instanciación. Cuando se crea un objeto, se reserva un espacio en memoria para ese objeto y se configura con los atributos y comportamientos definidos por su clase.

Volviendo a nuestro ejemplo, podríamos crear una Bicicleta de la siguiente manera:

Bicicleta miBicicleta = new Bicicleta();

Aquí, miBicicleta es un objeto de la clase Bicicleta. new es una palabra clave en Java que se utiliza para crear un nuevo objeto. Después de new, se especifica el nombre de la clase a partir de la cual se creará el objeto.

Una vez que tenemos un objeto, podemos interactuar con él. Podríamos cambiar el engranaje de miBicicleta o acelerarla así:

miBicicleta.cambiarEngranaje(2);
miBicicleta.acelerar(3);

Estas líneas de código llaman a los métodos cambiarEngranaje y acelerar en el objeto miBicicleta, alterando el estado de miBicicleta.

Por tanto, en la programación orientada a objetos en Java, las clases actúan como plantillas para crear objetos, y los objetos son instancias de clases que encapsulan su propio estado y comportamiento.

Encapsulación en Java

Un principio fundamental en la programación orientada a objetos es la encapsulación. La encapsulación se refiere a la práctica de ocultar los detalles internos de cómo se implementa una clase y exponer solo lo que es seguro y necesario para otras clases y objetos que interactúan con ella. Esta práctica implica restringir el acceso a algunos componentes en los objetos de la programación orientada a objetos, lo que se hace declarando las variables de la clase como privadas y proporcionando métodos públicos (getters y setters) para acceder y actualizar el valor de las variables.

En el ejemplo de Bicicleta, podemos hacer los atributos velocidad y engranaje privados y proporcionar métodos públicos para interactuar con ellos. Esto se llama hacer "getters" y "setters". Aquí está cómo podríamos hacerlo:

public class Bicicleta {
    // atributos privados
    private int velocidad;
    private int engranaje;
    
    // métodos públicos
    public int getVelocidad() {
        return velocidad;
    }
    
    public void setVelocidad(int velocidad) {
        this.velocidad = velocidad;
    }
    
    public int getEngranaje() {
        return engranaje;
    }
    
    public void setEngranaje(int engranaje) {
        this.engranaje = engranaje;
    }
    
    public void acelerar(int incremento) {
        velocidad = velocidad + incremento;
    }
    
    public void frenar(int decremento) {
        velocidad = velocidad - decremento;
    }
}

Los atributos velocidad y engranaje ahora son private, lo que significa que solo se pueden acceder dentro de la misma clase Bicicleta. Sin embargo, otras clases aún pueden interactuar con estos atributos a través de los métodos getVelocidad, setVelocidad, getEngranaje y setEngranaje, que son public y, por lo tanto, accesibles desde cualquier parte del programa.

La encapsulación proporciona varios beneficios. Ayuda a proteger los datos del objeto para que no se modifiquen accidentalmente de manera insegura. También hace que el código sea más fácil de mantener, ya que los detalles internos de cómo se implementa una clase pueden cambiar sin afectar a otras partes del programa que la utilizan.

Conclusión

En conclusión, las clases y los objetos son conceptos centrales en la programación orientada a objetos en Java. Una clase es una plantilla para crear objetos, definiendo los atributos y comportamientos que tendrán los objetos de esa clase. Un objeto es una instancia de una clase, encapsulando su propio estado y comportamiento. La encapsulación es un principio importante en la programación orientada a objetos que implica ocultar los detalles de implementación de una clase y exponer solo lo que es seguro y necesario. Estos conceptos proporcionan una base sólida para la programación en Java y muchos otros lenguajes de programación orientados a objetos.