Menú Curso Java Básico : Composición, Clases y Librerías("Packages")

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Un Programa Java.

Para entrar en materia es necesario escribir nuestro primer programa Java, el cual ilustra la sintaxis así como estructura de un programa básico.

Librerías ("Packages") y JAR's.

Conforme empieza a crecer un desarrollo de Software surge la necesidad de reutilizar ciertos componentes que ya han sido escritos, así como dar cierta estructura para mantener una organización de código; al igual que otros lenguajes, esta organización se lleva acabo mediante librerías, denominadas "packages" en el mundo Java .

Java toma una perspectiva nueva respecto a otros lenguajes, adoptando una convención a partir de Dominios en Internet, esto es, nuestros programas y por ende librerías ("packages") estarán basados en el nombre de la empresa/dominio para la cual son diseñados, lo anterior permite evitar la tan conocida Colisión de Nombres en Software.

Esta Colisión de Nombres se da cuando dos Clases llevan el mismo nombre y ambas requieren ser utilizadas dentro de un programa en particular, empleando Dominios en Internet se garantiza que el nombre de la Clase/Librería sea única , puesto que es una característica de Dominios en Internet.

Para que puedan ser asignadas Clases a determinadas librerías es necesario indicar dicha Librería("Package") en la definición inicial de un programa, además de esto, es necesario crear una estructura de directorios para generar las determinadas Clases; lo anterior se ilustra mejor a través de un ejemplo:

Una vez acumuladas un número substancial de Clases en una Librería("Package") será necesario colocarlas en una estructura que permita una distribución fácil y práctica, esto es, si ha generado 100 o 500 clases sería muy impráctico distribuir la estructura de directorios a un tercero para ser utilizada, para este problema han sido diseñados los archivos JAR ("Java Archives").

La Variable CLASSPATH.

Al utilizar Clases y Librerías en ambientes Java surge otro tema en lo que concierne a su ubicación: Cuales Clases/Librerías están disponibles al momento de Compilar/Ejecutar programas Java ? , la respuesta a esta pregunta es la conocida variable CLASSPATH.

A través de esta variable se indica donde residen las Clases/Librerías("Packages") de nuestro ambiente, en ella se definen los directorios base de Clases así como cualquier archivo JAR que requiera ser cargado al compilar/ejecutar programas Java.

Para definir/alterar esta variable existen dos alternativas: Definirse al nivel de Sistema en variables de ambientales o al tiempo de invocarse un comando Java, ya sea java o javac.

Calificadores: Public, Private, Protected, Static y Final.

El uso de calificadores de acceso en Java tiene sus bases en el uso de librerías ("packages"), al ser diseñado un programa existen diversas funciones/métodos y variables dentro de éste, algunas de estas requerirán ser modificadas conforme incrementen las necesidades del programa, mientras otras permanecerán inmóviles, la importancia de estos cambios requiere que sean utilizados calificadores para permitir/negar el acceso a ciertos segmentos del programa, analicemos el siguiente caso:

Usted ya diseño 300 clases que están siendo re-utilizadas por otros programas, sin embargo, se le ha solicitado una modificación radical a estos objetos base, cuales métodos/campos de estas 300 Clases puede modificar sin quebrantar los otros programas que hacen uso de estas ? Aquí puede surgir un serio problema sino han sido utilizados los calificadores de acceso acordemente.

Ahora bien, además de los calificadores de acceso que permiten restringir el uso de métodos/campos a determinadas situaciones, también existen otros calificadores que afectan directamente la creación y uso de instancias por clase estos calificadores son static yfinal.

public : Acceso libre .

El uso del calificador public significa que toda definición será accesible de cualquier punto, ya sea un método, campo o clase. Su uso implica un acceso global, desde luego el uso de este calificativo en Clases que serán modificadas constantmente es fuertemente desalentado, ya que puede quebrantar dependencias forjadas en versiones previas.

private : Solo en la misma Clase .

El calificador private indica que dicho componente será accesible únicamente dentro de la Clase en cuestión, si se intenta accesar cualquier elemento de este tipo dentro de otra Clase será generado un error de compilación.

El calificador private suele utilizarse en Clases que serán modificadas continuamente, esto permite evitar futuros quebrantos en otras Clases como fue mencionado al inicio.

protected : Clases Heredadas y misma Clase.

El uso de protected es utilizado bajo los conceptos de Herencias ("Inheritance"), aunque este tema será descrito en otra sección, mediante protected es posible accesar elementos de la Clase Hereditaria ("Inherited"), aunque no aquellos que utilicen el calificador private.

En otras palabras, si determinada Clase hijo hereda ("inherit") el comportamiento de una Clase padre, la Clase hijo tendrá acceso a todos aquellos campos/métodos definidos como protected en padre, pero no aquellos declarados como private en padre.

Ningún Calificador : Clase en Librería y misma Clase .

Finalmente, cuando no es empleado ninguno de los calificadores de acceso mencionados anteriormente los elementos son considerados amigables, esto implica que todo campo/método carente de calificador será accesible dentro de todas Clases pertenecientes a su misma librería("package").

static : Una sola instancia .

El uso del vocablo static ha venido siendo utilizado en los métodos principales (main) de los programas escritos anteriormente, su uso esta relacionado directamente al uso de instancias en Clases; en ocasiones es necesario o conveniente generar elementos que tomen un mismo valor para cualquier número de instancias generadas o bien invocar/llamar métodos sin la necesidad de generar instancias, y es bajo estas dos circunstancias que es empleado el calificador static.

El primer uso de static puede ser poco evidente, pero tomemos el caso de la Clase mencionada al inicio de este curso de una Lampara, en caso de requerirse un elemento como un apagador pudiera resultar sobrado generar una instancia para cada Lampara, en este caso pudiera ser restringido un apagador a una sola instancia mediante el calificador static permitiendo que dicho elemento sea utilizado por todas las instancias de Lampara ahí generadas; desde luego la descripción anterior esta trivializada, sin embargo, conforme se avance en el presente curso serán ilustrados otros ejemplos con este mecanismo.

La segunda situación para el uso de static puede ser ejemplificada perfectamente a través del método main Java, el método main puede ser llamado automáticamente al invocarse la respectiva Clase debido a que no se encuentra asociado con ningún tipo de instancia, esto implica que su comportamiento siempre será el mismo independientemente de la instancia que realza su llamada.

Dos aspectos característicos de utilizar el calificador static en un elemento Java son los siguientes :

  • No puede ser generada ninguna instancia (Uso de new) de un elemento static puesto que solo existe una instancia.
  • Todos los elementos definidos dentro de una estructura static deben ser static ellos mismos , o bien, poseer una instancia ya definida para poder ser invocados.
  • NOTA: Lo anterior no implica que no puedan ser generadas instancias dentro de un elemento static; no es lo mismo llamar/invocar que crear/generar.

La teoría del concepto static puede ser un poco difícil de digerir, sin embargo, como fue mencionado anteriormente, conforme avance el curso serán descritos diversos fragmentos de código para dejar en claro su uso.

final : Una sola instancia y definitiva.

El calificador final estrechamente relacionado con el uso de static implica una asignación única y definitiva al elemento de una clase. A diferencia de static que implica una sola instancia, el termino final lleva dicha instancia a una definición única y como su nombre lo implica final.

Generalmente final es utilizado en aquellos elementos que no serán modificados al momento de ejecutarse ("Run-Time") un programa o clase , a través de final se asigna un valor que no podrá ser modificado bajo ninguna circunstancia al momento de ejecución ("Run-Time), en efecto logrando un nivel de eficiencia en ejecución.

De igual manera que la utilización de static el uso de final será ilustrado conforme se avanze en este curso.

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