Programación en Java – Joyanes Aguilar

601 Pages·2012·6.26 MB·Spanish

programación en
0000__JJooyyaanneess PPrreelliimmiinnaarreess..iinndddd II 1122//55//1111 1122::4499::5555
00_Joyanes Preliminares.indd 2 16/5/11 13:43:17
n
e
n
ó
c i
a
m
a
r
g
o
r
p
o s
b j e t
o
d a a
n t a
o r i e
n
ó
A le g ion rtiet mr f oa zs , gpr ráofigcCr aaPa trmdeo dfeaer áscuitoUisrc nuoLiAI avusdgerioeUirn cssoniL iaiaJedvdcnoaeiogrd yo sud iPaaedZoj naePnadsert i hofsyPig o ocSriAnniaats gmietdfieuraecim coiilS aóaa aMsnldr aIeay mn SrfEaatoslnírtacnmrmaueácatztin uccroaas d e D a t o s
MÉXICO • BOGOTÁ • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA • MADRID • NUEVA YORK
SAN JUAN • SANTIAGO • SÃO PAULO • AUCKLAND • LONDRES • MILÁN • MONTREAL
NUEVA DELHI • SAN FRANCISCO • SINGAPUR • ST. LOUIS • SIDNEY • TORONTO
0000__JJooyyaanneess PPrreelliimmiinnaarreess..iinndddd IIIIII 1122//55//1111 1122::4499::5555
Director General México: Miguel Ángel Toledo Castellanos
Editor sponsor: Pablo Eduardo Roig Vázquez
Coordinadora editorial: Marcela I. Rocha Martínez
Editora de desarrollo: Karen Estrada Arriaga
Supervisor de producción: Zeferino García García
ProGraMaCión En Java 6. algoritmos, programación orientada a objetos
e interfaz gráfica de usuarios
Primera edición
Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra,
por cualquier medio, sin la autorización escrita del editor.
DERECHOS RESERVADOS © 2011, respecto a la primera edición por
McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. DE C.V.
A Subsidiary of The McGraw-Hill Companies, Inc.
Prolongación Paseo de la Reforma 1015, Torre A,
Piso 17, Colonia Desarrollo Santa Fe,
Delegación Álvaro Obregón,
C.P. 01376, México, D. F.
Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana, Reg. Núm. 736
iSBn: 978-607-15-0618-4
1234567890 1098765432101
Impreso en México Printed in Mexico
00_Joyanes Preliminares.indd 4 13/5/11 11:59:44
CONTENIDO
Prólogo
................................................................ XIX
Agradecimientos
...................................................... XXV
capítulo 1
Introducción a la programación ................................ 1
1.1 Breve historia de las computadoras ................................... 2
1.1.1 Generación de computadoras ........................................ 3
1.2 Organización y componentes de una computadora .................... 4
1.2.1 Hardware ............................................................ 5
1.2.2 Software ............................................................. 8
1.3 Sistema operativo ................................................... 9
1.4 Lenguaje de computadora ........................................... 11
1.4.1 Unidades de medida de memoria ..................................... 11
1.4.2 Representación de la información en las computadoras
(códigos de caracteres) .............................................. 11
1.5 Lenguajes de programación .......................................... 13
1.5.1 Lenguaje ensamblador (assembly language) ............................ 14
1.5.2 Lenguaje de programación de alto nivel .............................. 14
1.5.3 El caso la máquina virtual Java (JVM) ................................. 15
1.6 Internet y la web .................................................... 16
1.7 La revolución Web 2.0 y cloud computing ............................... 17
1.7.1 Los social media ...................................................... 18
1.7.2 Desarrollo de programas web ........................................ 18
1.7.3 Cloud computing (computación en nube) .............................. 19
1.8 Web semántica y Web 3.0 ............................................ 19
1.9 Java como lenguaje y plataforma de programación .................... 20
1.10 Historia de Java ..................................................... 21
1.10.1 Características de Java ............................................... 22
Resumen ................................................................. 23
capítulo 2
Metodología de programación, creación
y desarrollo de programas en Java .............................. 25
2.1 Resolución de problemas con Java .................................... 26
0000__JJooyyaanneess PPrreelliimmiinnaarreess..iinndddd VV 1122//55//1111 1122::4499::5577
VI CONTENIDO
2.1.1 Análisis del problema ................................................ 27
2.1.2 Diseño del algoritmo ................................................ 27
2.1.3 Codificación ........................................................ 29
2.1.4 Compilación-interpretación de un programa en Java ................... 30
2.1.5 Verificación y depuración de un programa Java ........................ 31
2.1.6 Documentación y mantenimiento .................................... 31
2.2 Creación de un programa en Java .................................... 32
2.3 Metodología de la programación ..................................... 34
2.3.1 Programación estructurada .......................................... 34
2.3.2 Programación orientada a objetos .................................... 35
2.4 Metodología de desarrollo basada en clases ........................... 37
2.5 Entornos de programación en Java ................................... 38
2.5.1 El kit de desarrollo Java: JDK 6 ....................................... 38
2.6 Entornos de desarrollo integrado (EDI) .............................. 39
2.6.1 Herramientas para desarrollo en Java ................................. 40
2.6.2 NetBeans ........................................................... 40
2.6.3 Eclipse .............................................................. 41
2.6.4 BlueJ ............................................................... 41
2.6.5 Otros entornos de desarrollo ......................................... 41
2.7 Compilación sin entornos de desarrollo .............................. 41
Resumen ................................................................. 42
Conceptos clave ........................................................... 42
Glosario .................................................................. 43
Ejercicios ................................................................. 43
capítulo 3
Elementos básicos de Java ..................................... 45
3.1 Estructura general de un programa en Java ........................... 45
3.1.1 Declaración import ................................................. 48
3.1.2 Declaración de clases ................................................. 49
3.1.3 Método main() ..................................................... 50
3.1.4 Métodos definidos por el usuario ..................................... 51
3.1.5 Comentarios ......................................................... 52
3.2 Elementos de un programa en Java ....................................... 54
3.2.1 Tokens (Elementos léxicos del programa) .............................. 54
3.2.2 Signos de puntuación y separadores ................................... 56
3.2.3 Paquetes ............................................................ 56
3.3 Tipos de datos en Java ..................................................... 57
3.3.1 Enteros: int, byte, short, long .................................... 58
3.3.2 Tipos de coma flotante (float/double) ............................. 59
3.3.3 Caracteres (char) ................................................... 60
3.3.4 Boolean ............................................................. 61
3.3.5 El tipo de dato void ................................................. 62
3.4 Tipo de datos enumeración (enum) ...................................... 63
0000__JJooyyaanneess PPrreelliimmiinnaarreess..iinndddd VVII 1122//55//1111 1122::4499::5588
Contenido VII
3.5 Conversión de tipos (cast) ................................................. 63
3.6 Constantes ................................................................ 64
3.6.1 Constantes literales .................................................. 64
3.6.2 Constantes declaradas final ......................................... 68
3.7 Variables .................................................................. 68
3.7.1 Declaración ......................................................... 69
3.7.2 Inicialización de variables ............................................ 71
3.8 Duración de una variable ................................................. 71
3.8.1 Variables locales ..................................................... 72
3.8.2 Variables de clases ................................................... 72
3.8.3 Acceso a variables de clase fuera de la clase ............................ 73
3.9 Entradas y salidas .......................................................... 74
3.9.1 Salida (System.out) ................................................ 75
3.9.2 Salida con formato: printf .......................................... 76
3.9.3 Entrada (system.in) ............................................... 76
3.9.4 Entrada con la clase Scanner ........................................ 77
3.10 Tipos de datos primitivos (clases envoltorio) .............................. 79
Resumen ................................................................. 80
Conceptos clave ........................................................... 81
Ejercicios ................................................................. 81
capítulo 4
Operadores y expresiones ..................................... 83
4.1 Operadores y expresiones ............................................ 83
4.2 Operador de asignación ............................................. 84
4.3 Operadores aritméticos .............................................. 85
4.3.1 Asociatividad ........................................................ 86
4.3.2 Uso de paréntesis .................................................... 87
4.4 Operadores de incremento y decremento................................. 88
4.5 Operadores relacionales .................................................. 90
4.6 Operadores lógicos........................................................ 92
4.6.1 Evaluación en cortocircuito ........................................... 94
4.6.2 Operadores | y & .................................................... 95
4.6.3 Asignación booleana (lógica) .......................................... 95
4.7 Operadores de manipulación de bits ...................................... 96
4.7.1 Operadores de asignación adicionales ................................. 97
4.7.2. Operadores de desplazamiento de bits (>>, >>>, <<) ................... 97
4.8 Operador condicional (?:) ............................................... 98
4.9 Operador coma (,) ....................................................... 99
4.10 Operadores ., () y [] .................................................... 99
4.10.1 Operador . ........................................................ 99
4.10.2 Operador () ........................................................ 100
4.10.3 Operador [] ........................................................ 100
0000__JJooyyaanneess PPrreelliimmiinnaarreess..iinndddd VVIIII 1122//55//1111 1122::4499::5588
VIII CONTENIDO
4.11 Operador instanceof .................................................. 100
4.12 Conversiones de tipos ..................................................... 100
4.12.1 Conversión implícita ................................................. 101
4.12.2 Reglas ............................................................... 101
4.12.3 Conversiones explícitas ............................................... 101
4.13 Operador suma (+) con cadenas de caracteres ............................ 102
4.14 Prioridad y asociatividad .................................................. 102
4.15 strictfp ................................................................ 103
Resumen ................................................................. 104
Conceptos clave ........................................................... 104
Ejercicios ................................................................. 105
Problemas ................................................................ 106
capítulo 5
Estructuras de selección ....................................... 107
5.1 Estructuras de control ................................................ 107
5.2 Sentencia if .............................................................. 108
5.3 Sentencia if de dos alternativas: if-else ............................... 110
5.4 Sentencias if-else anidadas ............................................ 113
5.4.1 Sangría en las sentencias if anidadas .............................. 113
5.4.2 Comparación de sentencias if anidadas y secuencias de sentencias if .. 115
5.5 Sentencia de control switch ....................................... 117
5.5.1 Sentencia break .................................................... 118
5.5.2 Caso particular de case .............................................. 122
5.5.3 Uso de switch en menús ............................................ 122
5.6 Expresiones condicionales, operador ?: .............................. 122
5.7 Evaluación en cortocircuito de expresiones lógicas ..................... 123
5.8 Puesta a punto de programas ........................................ 124
5.9 Errores frecuentes de programación .................................. 126
Resumen ................................................................. 127
Conceptos clave ........................................................... 128
Ejercicios ................................................................. 128
Problemas ................................................................ 130
capítulo 6
Estructuras de control I: bucles (lazos) .......................... 133
6.1 Sentencia while .................................................... 133
6.1.1 Terminaciones anormales de un bucle ............................. 137
6.1.2 Bucles controlados por centinelas ................................. 137
6.1.3 Bucles controlados por indicadores o banderas ...................... 138
6.1.4 Sentencia break en bucles ....................................... 140
6.1.5 La sentencia break con etiqueta .................................. 142
0000__JJooyyaanneess PPrreelliimmiinnaarreess..iinndddd VVIIIIII 1122//55//1111 1122::4499::5588
Contenido IX
6.2 Repetición: bucle for ................................................ 142
6.2.1 Usos de bucles for .............................................. 147
6.2.2 Precauciones en el uso de for .................................... 148
6.2.3 Bucles infinitos ................................................. 149
6.2.4 Los bucles for vacíos ............................................ 150
6.2.5 Expresiones nulas en bucles for .................................. 151
6.2.6 Sentencia continue ............................................ 151
6.3 Bucle for each (Java 5.0 y Java 6) ................................... 153
6.4 Repetición: bucle do...while ...................................... 153
6.4.1 Diferencias entre while y do-while .............................. 155
6.5 Comparación de bucles while, for y do-while ..................... 156
6.6 Diseño de bucles ..................................................... 157
6.6.1 Bucles para diseño de sumas y productos ........................... 157
6.6.2 Fin de un bucle ................................................. 158
6.7 Bucles anidados ..................................................... 160
6.6 Transferencia de control: sentencias break y continue ............... 163
6.6.1 Sentencia break ............................................... 163
6.6.2 Sentencia continue ........................................... 165
Resumen ................................................................. 165
Conceptos clave ........................................................... 166
Ejercicios ................................................................. 166
Problemas ................................................................ 169
capítulo 7
Fundamentos de programación orientada a objetos y UML ...... 171
7.1 Conceptos fundamentales de orientación a objetos ..................... 172
7.1.1 Abstracción .................................................... 172
7.1.2 Encapsulamiento y ocultación de datos ............................. 173
7.1.3 Herencia ...................................................... 174
7.1.4 Polimorfismo ................................................... 175
7.1.5 Reutilización (reusabilidad) ....................................... 176
7.2 Clases ............................................................... 176
7.3 Objetos ............................................................. 177
7.3.1 Estado ......................................................... 177
7.3.2 Comportamiento ............................................... 177
7.3.3 Identidad ...................................................... 177
7.4 Identificación de clases y objetos ...................................... 178
7.5 Relaciones entre clases ............................................... 179
7.6 UML: modelado de aplicaciones ...................................... 180
7.6.1 ¿Qué es un lenguaje de modelado? ................................ 181
7.6.2 Desarrollo de software orientado a objetos con UML .................. 182
7.7 Diseño y representación gráfica de clases y objetos en UML ............. 182
7.7.1 Representación gráfica de una clase ............................... 183
7.7.2 Representación gráfica de objetos en UML.......................... 183
0000__JJooyyaanneess PPrreelliimmiinnaarreess..iinndddd IIXX 1122//55//1111 1122::4499::5599