5.2 Estructura y miembros de una clase

En unidades anteriores ya se indicó que para declarar una clase en Java se usa la palabra reservada class. En la declaración de una clase vas a encontrar:

• Cabecera de la clase. Compuesta por una serie de modificadores de acceso, la palabra reservada class y el nombre de la clase.
• Cuerpo de la clase. En él se especifican los distintos miembros de la clase: atributos y métodos. Es decir, el contenido de la clase.

public class NombreDeLaClase [herencia] [interfaces]
{
    // Atributos de la clase
    ...

    // Métodos de la clase
    ...
}

El cuerpo de la clase es donde se declaran los atributos que caracterizan a los objetos de la clase y donde se define e implementa el comportamiento de dichos objetos; es decir, donde se declaran e implementan los métodos.

1. Declaración de una clase

La declaración de una clase en Java tiene la siguiente estructura general:

// Cabecera de la clase
[modificadores] class <NombreClase> [herencia] [interfaces] {
    // Cuerpo de la clase
    //    Declaración de los atributos
    //    Declaración de los métodos
}

Un ejemplo básico pero completo podría ser:

class Punto {
    // Atributos
    private int x,y;

    // Métodos
    int obtenerX () {
        return x;
    }
    int obtenerY() {
        return y;
    }
    void establecerX (int nuevoX) {
        x = nuevoX;
    }
    void establecerY (int nuevoY) {
        y = nuevoY;
    }
}
Math.random()

En este caso se trata de una clase muy sencilla en la que el cuerpo de la clase (entre llaves) contiene el código y las declaraciones necesarias para que los objetos que se construyan (basándose en esta clase) puedan funcionar apropiadamente en un programa (declaraciones de atributos para contener el estado del objeto y métodos que implementen el comportamiento de la clase y los objetos creados a partir de ella).

Si te fijas en los distintos programas que se han desarrollado en los ejemplos de las unidades anteriores, podrás observar que cada uno de esos programas era en sí mismo una clase Java: se declaraban con la palabra reservada class y contenían algunos atributos (variables) así como algunos métodos (como mínimo el método main).

En el ejemplo anterior hemos visto lo mínimo que se tiene que indicar en la cabecera de una clase (el nombre de la clase y la palabra reservada class). Se puede proporcionar bastante más información mediante modificadores y otros indicadores como por ejemplo el nombre de su superclase (si es que esa clase hereda de otra), si implementa algún interfaz y algunas cosas más que irás aprendiendo poco a poco.

A la hora de implementar una clase Java (escribirla en un archivo con un editor de textos o con alguna herramienta integrada como por ejemplo VS Code, Netbeans o Eclipse) debes tener en cuenta:

• Por convenio, se ha decidido que en lenguaje Java los nombres de las clases deben de empezar por una letra mayúscula. Así, cada vez que observes en el código una palabra con la primera letra en mayúscula sabrás que se trata de una clase sin necesidad de tener que buscar su declaración. Además, si el nombre de la clase está formado por varias palabras, cada una de ellas también tendrá su primera letra en mayúscula. Siguiendo esta recomendación, algunos ejemplos de nombres de clases podrían ser: Recta, Circulo, Coche, CocheDeportivo, Jugador, JugadorFutbol, AnimalMarino, AnimalAcuatico, etc.
• El archivo en el que se encuentra una clase Java debe tener el mismo nombre que esa clase si queremos poder utilizarla desde otras clases que se encuentren fuera de ese archivo (clase principal del archivo).
• Tanto la definición como la implementación de una clase se incluye en el mismo archivo (archivo .java). En otros lenguajes como por ejemplo C++, definición e implementación podrían ir en archivos separados (por ejemplo en C++, serían sendos archivos con extensiones .h y .cpp).

2. Cabecera de una clase

En general, la declaración de una clase puede incluir los siguientes elementos y en el siguiente orden:

1. Modificadores tales como public, abstract o final.
2. El nombre de la clase (con la primera letra de cada palabra en mayúsculas, por convenio).
3. El nombre de su clase madre (superclase), si es que se especifica, precedido por la palabra reservada extends ("extiende" o "hereda de").
4. Una lista separada por comas de interfaces que son implementadas por la clase, precedida por la palabra reservada implements ("implementa").
5. El cuerpo de la clase, encerrado entre llaves {...}.

La sintaxis completa de una cabecera (los cuatro primeros puntos) queda de la forma:

[modificadores] class <NombreClase> [extends <NombreSuperClase>][implements <NombreInterface1>][[implements <NombreInterface2>] ...] {

En el ejemplo anterior de la clase Punto teníamos la siguiente cabecera:

class Punto {

En este caso no hay modificadores, ni indicadores de herencia, ni implementación de interfaces. Tan solo la palabra reservada class y el nombre de la clase. Es lo mínimo que puede haber en la cabecera de una clase.

La herencia y las interfaces las verás más adelante. Vamos a ver ahora cuáles son los modificadores que se pueden indicar al crear la clase y qué efectos tienen.

Los modificadores de clase son:

[public] [final | abstract]

Veamos qué significado tiene cada uno de ellos:

• Modificador public: indica que la clase es visible (se pueden crear objetos de esa clase) desde cualquier otra clase. Es decir, desde cualquier otra parte del programa. Si no se especifica este modificador, la clase sólo podrá ser utilizada desde clases que estén en el mismo paquete. El concepto de paquete lo veremos más adelante. Sólo puede haber una clase public (clase principal) en un archivo .java. El resto de clases que se definan en ese archivo no serán públicas.
• Modificador abstract: indica que la clase es abstracta. Una clase abstracta no es instanciable. Es decir, no es posible crear objetos de esa clase (habrá que utilizar clases que hereden de ella). En este momento es posible que te parezca que no tenga sentido que esto pueda suceder (si no puedes crear objetos de esa clase, ¿para qué la quieres?), pero puede resultar útil a la hora de crear una jerarquía de clases. Esto lo verás también más adelante al estudiar el concepto de herencia.
• Modificador final: indica que no podrás crear clases que hereden de ella. También volverás a este modificador cuando estudies el concepto de herencia. Los modificadores final y abstract son excluyentes (sólo se puede utilizar uno de ellos).

Todos estos modificadores y palabras reservadas las iremos viendo poco a poco, así que no te preocupes demasiado por intentar entender todas ellas en este momento.

En el ejemplo anterior de la clase Punto tendríamos una clase que sería sólo visible (utilizable) desde el mismo paquete en el que se encuentra la clase (modificador de acceso por omisión o de paquete, o package). Desde fuera de ese paquete no sería visible o accesible. Para poder utilizarla desde cualquier parte del código del programa bastaría con añadir el atributo public:

public class Punto{
    ...
}

3. Cuerpo de una clase

Como ya has visto anteriormente, el cuerpo de una clase se encuentra encerrado entre llaves y contiene la declaración e implementación de sus miembros. Los miembros de una clase pueden ser:

• Atributos, que especifican los datos que podrá contener un objeto de la clase.
• Métodos, que implementan las acciones que se podrán realizar con un objeto de la clase.

Una clase puede no contener en su declaración atributos o métodos, pero debe de contener al menos uno de los dos (la clase no puede ser vacía*).

En el ejemplo anterior donde se definía una clase Punto, tendríamos los siguientes atributos:

• Atributo x, de tipo int.
• Atributo y, de tipo int.

Es decir, dos valores de tipo entero. Cualquier objeto de la clase Punto que sea creado almacenará en su interior dos números enteros (x e y). Cada objeto diferente de la clase Punto contendrá sendos valores x e y, que podrán coincidir o no con el contenido de otros objetos de esa misma clase Punto.

Por ejemplo, si se han declarado varios objetos de tipo Punto:

Punto p1, p2, p3;

Sabremos que cada uno de esos objetos p1, p2 y p3 contendrán un par de coordenadas (x, y) que definen el estado de ese objeto. Puede que esos valores coincidan con los de otros objetos de tipo Punto, o puede que no, pero en cualquier caso serán objetos diferentes creados a partir del mismo molde (de la misma clase).

Por otro lado, la clase Punto también definía una serie de métodos:

• java int obtenerX () { return x; }

• java int obtenerY() { return y; }

• java void establecerX (int nuevoX) { x= nuevoX; }

• java void establecerY (int nuevoY) { y= nuevoY; }

Cada uno de esos métodos puede ser llamado desde cualquier objeto que sea una instancia de la clase Punto. Se trata de operaciones que permiten manipular los datos (atributos) contenidos en el objeto bien para calcular otros datos o bien para modificar los propios atributos.

4. Miembros estáticos o de clase

Cada vez que se produce una instancia de una clase (es decir, se crea un objeto de esa clase), se desencadenan una serie de procesos (construcción del objeto) que dan lugar a la creación en memoria de un espacio físico que constituirá el objeto creado. De esta manera cada objeto tendrá sus propios miembros a imagen y semejanza de la plantilla propuesta por la clase.

Por otro lado, podrás encontrarte en ocasiones en las que determinados miembros de la clase (atributos o métodos) no tienen demasiado sentido como partes del objeto, sino más bien como partes de la clase en sí (partes de la plantilla, pero no de cada instancia de esa plantilla). Por ejemplo, si creamos una clase Coche y quisiéramos disponer de un atributo con el nombre de la clase (un atributo de tipo String con la cadena "Coche"), no tiene mucho sentido replicar ese atributo para todos los objetos de la clase Coche, pues para todos va a tener siempre el mismo valor (la cadena "Coche"). Es más, ese atributo puede tener sentido y existencia al margen de la existencia de cualquier objeto de tipo Coche. Podría no haberse creado ningún objeto de la clase Coche y sin embargo seguiría teniendo sentido poder acceder a ese atributo de nombre de la clase, pues se trata en efecto de un atributo de la propia clase más que de un atributo de cada objeto instancia de la clase.

Para poder definir miembros estáticos en Java se utiliza el modificador static. Los miembros (tanto atributos como métodos) declarados utilizando este modificador son conocidos como miembros estáticos o miembros de clase. A continuación vas a estudiar la creación y utilización de atributos y métodos. En cada caso verás cómo declarar y usar atributos estáticos y métodos estáticos.