Fundamentos de Lenguajes de Programación y Programación Orientada a Objetos

Tipos de Lenguajes de Programación

Los lenguajes de programación se pueden clasificar de diversas maneras:

• Imperativos: Se centran en la secuencia de instrucciones para lograr un resultado.
• Declarativos: Describen el resultado deseado sin especificar el flujo de control.
• Orientados a Objetos (OO): Organizan el código alrededor de objetos que manipulan datos.

Clasificación por Ejecución

• Interpretados: El código fuente es analizado y ejecutado directamente, sin generar código objeto intermedio. Suelen ser más lentos.
• Compilados: El código fuente se traduce a código máquina o ensamblador antes de la ejecución.
• Ensamblados: Traducidos a lenguaje ensamblador específico de cada máquina.
• Preprocesados: Pasan por una etapa de traducción a un nivel intermedio antes de llegar al código de bajo nivel.
• Metalenguajes: Permiten definir la sintaxis de otros lenguajes, como las marcas en XML o HTML.

Elementos Clave de la Programación Orientada a Objetos (POO)

• Abstracción: Se enfoca en los datos relevantes, utilizando la información a partir de la definición de una clase.
• Encapsulación: Agrupa datos y métodos dentro de un objeto, protegiendo los datos mediante el acceso controlado (atributos privados).
• Herencia: Permite que una clase (derivada) herede atributos y métodos de otra clase (base), además de sus propios miembros.
• Polimorfismo: Facilita que funciones con el mismo nombre se diferencien por el número o tipo de sus parámetros.
• Sobrecarga de Operadores: Permite redefinir el comportamiento de los operadores para que funcionen con objetos.

Conceptos Adicionales en POO

• Método: Una función definida dentro de una clase. Suelen definirse en un archivo `.cpp` con el mismo nombre que la clase, mientras que las definiciones y prototipos se encuentran en un archivo `.h`.
• Objeto: Una instancia de una clase. Al crearlo, se invoca automáticamente al constructor.
• Operador de Ámbito (::): Se utiliza para especificar el ámbito de un miembro de una clase.
• Constructor: Método especial para inicializar los atributos de un objeto y reservar memoria dinámica.
• Destructor: Método especial para liberar la memoria dinámica asignada por el objeto.
• Puntero this: Un puntero implícito que referencia al objeto actual desde el cual se invoca un método.
• Sobrecarga de Operador ++: Para sobrecargar el operador de incremento (++v o v++), se crean dos funciones: `v.operator()` y `v.operator(int)`. El parámetro `int` en la segunda función se denomina "parámetro fantasma" ya que no se utiliza.
• Función Amiga (Friend Function): Una función externa a la clase que tiene acceso a sus miembros privados, estableciendo una conexión especial.
• Función en Línea (Inline Function): El código de la función se inserta directamente en el punto de llamada, evitando la sobrecarga de una llamada a función. Suelen definirse en la cabecera.

Ventajas y Desventajas de las Funciones en Línea

• Ventajas: Pueden ser métodos, funciones amigas, sobrecargarse y sus argumentos siguen las reglas de paso de parámetros.
• Inconveniente: Pueden aumentar el tamaño del programa al sustituir el código en cada llamada.

Tipos de Métodos en Clases

• Método Constante: Proporciona protección adicional contra modificaciones en los atributos del objeto. Ejemplo: int get_day() const;
• Administradores: Métodos que inicializan atributos, similar a los constructores.
• Modificadores: Métodos que alteran el estado o los datos de un objeto.
• Inspectores: Métodos que devuelven información sobre el estado del objeto sin modificarlo.

Relaciones entre Clases

• Composición: Una clase contiene objetos de otra clase como miembros.
• Herencia: Una clase (derivada) hereda miembros de otra clase (base).

Criterios de Visibilidad en Herencia

• Si un miembro es privado en la clase base, es inaccesible para la clase derivada.
• En los demás casos, la visibilidad se rige por el modificador más restrictivo entre la clase base y la clase derivada.

Ejemplos de Lenguajes de Programación

• C: Imperativo, compilado, de propósito general (UNIX).
• Pascal: Imperativo, compilado, de propósito general (didáctico).
• Fortran: Imperativo, compilado, de propósito general (científico y técnico).
• C++: Orientado a Objetos, compilado, de propósito general.
• Cobol: Imperativo, interpretado, enfocado en gestión.
• Python: Orientado a Objetos, interpretado, de propósito general.
• Perl: Orientado a Objetos, interpretado, para administración web y de sistemas.
• PHP: Orientado a Objetos, interpretado, para desarrollo web.
• Java: Orientado a Objetos, mayormente compilado a bytecode (80%) y parcialmente interpretado (20%), utilizado para aplicaciones de internet. Inspirado en Smalltalk y C++.
• Delphi: Herramienta de programación visual que utiliza Pascal con características de POO.