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jueves, 13 de junio de 2024

LENGUAJES. Python

POO. Métodos

Modelos de programación

Cuando hablamos de los métodos como componentes de una clase, asimilamos éstos con las funciones, llegando incluso a insinuar que eran denominaciones intercambiables. Así son considerados por muchos autores, aunque puede que no de forma explícita, y no faltan razones para ello, ya que básicamente un método es una función. No obstante, el ser parte constituyente de una clase otorga a los métodos algunas diferencias respecto a las funciones que es necesario conocer para entender el código de terceros y para trabajar adecuadamente con ambos.

En esta entrada vamos a exponer las diferencias existentes entre una función y un método, las cuales radican fundamentalmente en el uso de parámetros y en las implicaciones que tiene la pertenencia del método a la clase para su uso por parte de los objetos.

La primera diferencia que debemos señalar entre una función y un método es que en los métodos no vamos a encontrarnos nunca el paréntesis vacío; como mínimo (y muy frecuentemente, como único) nos encontraremos con el parámetro self, que referencia a la clase y en su momento al objeto).

La segunda diferencia es que aunque el método utilice parámetros/atributos de la clase, no es necesario establecerlos como tales parámetros (y no se debe hacerlo), siendo suficiente con utilizar la formula self. nombre_atributo dentro de la función para que ésta utilice adecuadamente el valor que el parámetro tenga en el objeto.

La tercera diferencia es que para llamar al método desde el objeto no es necesario incluir valor alguno como argumento: ni para self ya que es el propio objeto, ni para los argumentos, ya que están definidos previamente en la construcción del objeto.

Bien podría ser que el método en su formulación abstracta (como parte de la clase) cuente con parámetros o con variables específicas (y privadas) no contempladas como atributos. En ese caso deberemos proceder del mismo modo que hacemos con las funciones tanto en la construcción del método como en el momento de llamarlo desde (y en función del) objeto.

Vamos a presentar un ejemplo en el que el método de una clase cuenta con un parámetro no incluido como atributo (aunque en realidad bien podría serlo) y una variable privada. Podemos comparar el funcionamiento de este script con el que se desarrolló en su momento para comprobar unas diferencias que explicaremos a continuación.

En el archivo actual, ni los argumentos ni el constructor de la clase se diferencia del archivo inicial...



def __init__(self,nombre,edad):
        self.nombre = nombre
        self.edad = edad


... pero sí el método sentarse(). Observa el original...



def sentarse(self):
        print(f"{self.nombre} se sienta cuando yo se lo ordeno (y ell quiere, claro).")
        

... y el actual.



 def sentarse(self,sexo):
        if sexo =="perrito":
            tratamiento = "educado"
        else:
            tratamiento= "educada"
        print(f"Mi {sexo} {self.nombre} tiene {self.edad} años. Está muy bien {tratamiento} y se sienta cuando se lo pido.")
        

  • Podemos identificar ambos como métodos (y no funciones) por el hecho de que ni en el primero ni en el segundo nombre y edad (ambos atributos identificados como tales en la construcción de la clase) son declarados como parámetros y por ser empleados dentro de print() mediante la auto-referencia self.nombre, por ejemplo)
  • Además, el parámetro self presente en ambos métodos, nos confirma que se trata de métodos, ya que este parámetro no se usa en funciones.

De hecho si formulásemos el método como función podríamos hacerlo como sigue (obviamente en este caso no se generan atributos ni se utiliza una función de inicialización):



def sentarse(nombre,edad,sexo):
    if sexo=="perrito":
        tratamiento = "educado"
    else:
        tratamiento = "educada"
    print(f"Mi {sexo} se llama {nombre} y tiene {edad} años. Es muy {tratamiento} ya que se sienta cuando yo se lo ordeno.")
    

Fíjate que, a consecuencia de ello, además de trabajar con los parámetros de una forma claramente diferente, en el print() de la función las variables incluidas como parte de la cadena f no se expresan mediante la sintaxis del punto, como sí hacemos en sus dos formulaciones como método.

Finalmente vamos a ver las diferencias en el modo de hacer la llamada a la función y al método.



# Función (tras cuestionario asociado a variables/argumentos)

sentarse(perro_nombre,perro_edad,perro_sexo)

# Método (formulación simple)

perrita = MiPerro("Atenea",10) -> Creación del objeto
perrita.sentarse() -> Llamada al método

# Método (formulación similar a función, esto es: con cuestionario previo)

perro = MiPerro(perro_nombre,perro_edad) -> Creación del objeto
perro.sentarse(perro_sexo) -> Llamada al método


Al margen de lo que implica trabajar con clase-objeto, primero nos vamos a fijar en las similitudes y diferencias entre la llamada a la función y la llamada al método.

Llamar a la función equivale a desarrollar en una única instrucción el doble proceso de creación de objeto y de llamada al método que se produce cuando trabajamos con clases y objetos. La presencia necesaria de argumentos se concreta en la función en el momento de ser llamada, mientras que en el método se diferencia en función del doble proceso de creación del objeto, que se produce una vez y ya no tiene que volver a repetirse, lo que supone una ahorro importante de trabajo en caso de utilizar el objeto múltiples veces y con diferentes métodos, y la llamada al método propiamente dicho, que se resume como llamada a método sin más en su forma más simple, o que puede incluir algún parámetro en caso de haberse incluido alguno, como es el caso del segundo método.

Pero volvamos al análisis de la formulación del método en sus dos versiones: la más simple no incluye parámetros añadidos ni variables privadas, por lo que se presenta en su forma más simple, tanto en su definición como parte de la clase...



def sentarse(self):
        print(f"{self.nombre} se sienta cuando se lo ordeno (y quiere, claro).")

... como al ser llamada desde el objeto
perrita.sentarse()


La segunda formulación incluye el uso de un parámetro no establecido como argumento en la definición de la clase sexo, y una variable privada tratamiento.



def sentarse(self,sexo):
        if sexo =="perrito":
            tratamiento = "educado"
        else:
            tratamiento= "educada"
        print(f"Mi {sexo} {self.nombre} tiene {self.edad} años. Está muy bien {tratamiento} y se sienta cuando yo se lo pido.")
        

Fíjate en las implicaciones de la presencia de este parámetro y de esta variable en cómo se escriben las variables en la cadena f: ninguno de los dos se formula con self, mientras que sí se utiliza con las variables-argumentos.

Esta diferencia en el tratamiento se traslada después a la llamada al método, que incluye explicitar el argumento asociado al parámetro sexo: perro.sentarse(perro_sexo)

Esta diferencia entre ambos métodos es más importante en lo que estamos tratando en la presente entrada que el hecho de que en la creación del objeto en una formulación introduzcamos directamente los valores que concretan los parámetros perrita = MiPerro("Atenea",10).

Mientras que en la segunda asociamos dichos parámetros a sendas variables que nos permiten modificar de forma interactiva (input) el valor de los atributos.



perro_nombre = input("Nombre del perro: ")
perro_edad = eval(input("Edad del perro: "))
perro_sexo = input("perrito o perrita: ")

perro = MiPerro(perro_nombre,perro_edad)
perro.sentarse(perro_sexo)


Aunque esta formulación se asemeje aparentemente a la fórmula empleada en la función...



perro_nombre = input("Dime el nombre de tu perro: ")
perro_edad = eval(input("¿Cuántos años tiene? "))
perro_sexo = input("¿Es perrito o perrita? ")

sentarse(perro_nombre,perro_edad,perro_sexo)


... si te fijas bien hay una diferencia que revela que se trata de dos formas diferentes de abordar la cuestión: en la función empleamos los tres argumentos, mientras que en el objeto utilizamos dos argumentos para establecer el contenido de los parámetros en la construcción del objeto y utilizamos el tercero perro_sexo como parámetro del método, dado que (el método) cuenta con ese parámetro en su definición y lo utiliza para dar contenido a la variable privada que tiene el método tratamiento

Es posible que todo esto te haya parecido algo lioso, incluso poco relevante. No lo es, créeme. De no ser tenido en cuenta se producirán errores que impiden que funcione todo correctamente y tú no comprenderías el código de terceros que empleen parámetros y variables dentro de los métodos.

Para ayudarte a comprender con ejemplos estas diferencias te dejo acceso a los tres archivos que me han servido de ejemplo:

LENGUAJES. Python

POO. Atributos II

Modelos de programación

Una de las tareas que con más frecuencia debemos realizar al trabajar con objetos es dar valor a los atributos y modificar esos valores. En la entrada anterior en la que comparamos funciones con métodos ya estuvimos trabajando sobre ello, así como en la entrada referida a los atributos. Ahora nos vamos a centrar en esta cuestión de forma específica.

Caben tres posibilidades para modificar el valor de un atributo:

  • Modificarlo directamente
  • Modificarlo mediante un método específico
  • O modificarlo de forma incremental, también mediante un método

Partiremos de una clase simple, en cuyos objetos no se tiene pensado modificar el contenidos de los atributos, para ir mostrando las tres opciones enunciadas antes.



class coche:
    def __init__(self,marca,modelo,anno):
        self.marca=marca
        self.modelo=modelo
        self.anno=anno

    def descripcion(self):
        coche_descripcion= f"Mi coche es un {self.marca} {self.modelo} de {self.anno}"
        return coche_descripcion

mi_coche=coche("Seat","Toledo",1996)
texto=mi_coche.descripcion()
print(texto)


La única novedad que presenta este script es que el método descripcion(self) devuelve return una cadena f que describe el objeto, por lo que su uso debe asociarse a una variable texto Por lo demás, presenta un funcionamiento de sobre conocido.

Para explicar las implicaciones de la modificación de atributo, deberemos incluir en la definición de atributos uno que no figure como parámetro, por ejemplo, el valor del cuentakilómetros, así como un método para mostrar el cuentakilómetros actual del vehículo. Esto modifica la definición de la clase como sigue:



class coche:
    def __init__(self,marca,modelo,anno):
        self.marca=marca
        self.modelo=modelo
        self.anno=anno
        self.cuentakilometros=0 

    def descripcion(self):
        coche_descripcion= f"Mi coche es un {self.marca} {self.modelo} de {self.anno}"
        return coche_descripcion

    def cuentaK(self):
        print(f"El cuentakilómetros de mi coche marca {self.cuentakilometros} kilómetros")
        

Procedamos ahora a introducir/modificar el valor inicial del parámetro cuentakilometros directamente en la definición del objeto mi_coche



mi_coche=coche("Seat","Toledo",1996)
mi_coche.cuentakilometros = 1200
texto=mi_coche.descripcion()
print(texto)
mi_coche.cuentaK()


Una vez definido el objeto mi_coche=coche("Seat","Toledo",1996) establecemos el valor del atributo no definido como parámetro (y en consecuencia no establecido ya como valor en la definición del objeto) mediante la expresión basada en la sintaxis del punto mi_coche.cuentakilometros = 1200. Posteriormente llamaremos a este método de forma directa mi_coche.cuentaK() ya que originalmente no cuenta con la instrucción return.

La segunda opción consiste en modificar el atributo mediante un método específico, el siguiente...



    def cuentaK(self, km_actuales):
        self.cuentakilometros = km_actuales
   print(f"El cuentakilómetros de mi coche marca {self.cuentakilometros} kilómetros")
   

... que asocia el valor dado al atributo km_actuales al parámetro cuentakilometros que después se imprime por pantalla mediante print(): mi_coche.cuentaK(1200)

Finalmente veamos cómo se concreta el método que permite incrementar el valor del parámetro, añadiéndolo como método nuevo.



class coche:
    def __init__(self,marca,modelo,anno):
        self.marca=marca
        self.modelo=modelo
        self.anno=anno
        self.cuentakilometros=0

    def descripcion(self):
        coche_descripcion= f"Mi coche es un {self.marca} {self.modelo} de {self.anno}"
        return coche_descripcion

    def cuentaK(self,kilometraje):
        self.cuentakilometros =kilometraje

    def leer_cuentaK(self):
        print(f"Este coche ha recorrido {self.cuentakilometros} Km")

    def incrementarKm(self,km):
        self.cuentakilometros += km
        

Observa que he eliminado la instrucción print() del método cuentaK() primitivo y he creado un método específico de escritura de los Km que lleva recorridos el coche leer_cuentaK(). De este modo diferenciamos ambos procesos: dar valor al atributo cuentakilometros y escribir el resultado. El objetivo es reutilizar este método cuando incrementemos los kilómetros, que es lo que hacemos con el método incrementarKm()

Este es el método que nos permite incrementar los kilómetros inicialmente establecidos mediante el método cuentaK(). Observa que incrementarKm() tiene dos parámetros: el obligatorio self y km, que serán los km que incrementemos cada vez que usemos el método. La instrucción de este método consiste en añadir km al dato que contiene el atributo cuentakilometros.

Desde el lado de la creación de un objeto asociado a la variable mi_coche...



mi_coche=coche("Seat","Toledo",1996)
texto=mi_coche.descripcion()
print(texto)
mi_coche.cuentaK(1200)
mi_coche.leer_cuentaK()
mi_coche.incrementarKm(100)
mi_coche.leer_cuentaK()


... podemos apreciar los cuatro métodos de la clase, incluyendo el uso repetido del método leer_cuentaK(): primero para informar de los km del cuentakilómetros y después para informar del resultante tras el incremento.

Te dejo a continuación el código de estos script:

LENGUAJES. Python

POO. Atributos(I)

Modelos de programación

Aunque ya vimos qué son los atributos, no está demás completar la información ya que la definición de atributo no se limita a lo expuesto y esas carencias tienen repercusiones.

Ahora sigo a Matthes, E (2021:186-191) en lo que se refiere a las formas en que se puede plantear la modificación de los atributos. Por ello, en principio, trataré sobre la definición de atributos y posiblemente en una próxima entrada sobre su modificación.

Los tributos son, como ya sabemos, los datos que caracterizan a una clase y se concretan como tales en los objetos o instancias de esa clase. Como tales datos se guardan en memoria, identificando esa dirección de memoria con un nombre de variable, de ahí que podamos redefinir los atributos como las variables que caracterizan al objeto.

Como tales variables, en el momento de la construcción de la clase (o lo que es lo mismo: en el momento en que utilizamos esa función especial a la que llamamos constructor, y que en Python se expresa como función __init__() tenemos tres opciones para definir las variables/atributos:

  • Opción A, la utilizada en la entrada referenciada al inicio de la actual siguiendo a Matthes, E(2021:182-186), estableciendo los atributos como parámetros de la función, tras el parámetro self
  • Opción B, la que utiliza Cuevas, A (2016:186-192) en su completa y complicada explicación de cómo se construye una clase: incluyéndolas como parte del desarrollo de la función __init__() pero sin incluirlas como parámetros de la función-constructor.
  • Y la opción C, mezcla de las anteriores: incluyendo unos como parámetros y otros según B.

Todas estas opciones son válidas y es posible encontrarlas como explicación en diferentes documentos, incluyendo los vídeos de YouTube. Lo que no siempre encontrarás es una explicación de por qué estas diferencias y qué implicaciones tienen. Vamos a hablar de ello a continuación.

En primer lugar, no existe (que yo sepa) implicación respecto al funcionamiento de la clase y de los objetos derivados de ella: tan clase y tan objeto es una que utilice parámetros en el constructor como que no los use, al margen de self, claro, cuyo uso es obligado. Pero las implicaciones son evidentes: si usamos parámetros "atributivos" en __init__() esto va a tener consecuencias en la sintaxis de escritura de la clase y de los objetos:

  • En cómo se escribe la función __init__():
    • Lo obvio: con/sin parámetros
    • Y en la forma en que inicializa el parámetro
  • En cómo se definen los atributos del objeto
  • Y finalmente en cómo se aborda el cambio de esos atributos

Veamos cada una de estas cuestiones en un ejemplo concreto como puede ser la clase perro utilizada en otra entrada. En ella se utilizaba exclusivamente la opción A.



def __init__(self,nombre,edad):
    self.nombre = nombre
    self.edad = edad
    

Al declarar los atributos como parámetros nombre, edad inicializarlos consiste en referenciarlos a la propia clase mediante la expresión self.nombre = nombre

Por ello crear un objeto exige responder a la lógica de la relación parámetro-argumento que ya vimos en las funciones, incluyendo el dato en que se concreta el atributo: MiPerro(Atenea,10)

Frente a esto, la opción B resolvería la función __init__() y la inicialización de los atributos como sigue:



def __init__(self):
    self.nombre = ""
    self.edad = 0 


Ahora la inicialización de los atributos (de clase) no es una auto-referencia como cuando los declaramos como parámetros self.nombre = nombre. Aunque seguimos utilizando la auto-referencia y la sintaxis del punto (de pertenencia jerárquica, podríamos decir) self.nombre, ya no podemos remitir a la propia variable (que después se concretará como dato-argumento en la declaración del objeto). Debemos inicializarlo con un valor, que puede ser 0 y su equivalente (cadena vacía), como es el caso self.nombre = ""

Al crear el objeto ya no podemos incluirlo como argumento en la función correspondiente, como si sucedía en el modelo A perrita = MiPerro("Atenea",10). Auqnue mejor habría que decir "ni debemos", ya que en A no emplear estos argumentos genera error. En B sucede lo mismo si lo hacemos (ya que no existen como parámetros en __init__(): perrita = MiPerro() es ahora la forma de crear el objeto como perteneciente a la clase MiPerro, el cual queda identificado mediante la variable que lo referencia perrita ya que, en caso de no realizarse esta asignación del objeto a la variable, se crearía el objeto, pero como objeto anónimo. Obsérvese que tras el nombre de la clase se sitúan dos paréntesis MiPerro(), mientras que en la identificación de la clase no se hace uso de tales class MiPerro:. Por contra, no se utilizan los dos puntos (:, que sí lo están en la definición de la clase (y de las funciones). En resumen, estamos usando la sintaxis de la llamada a una función.

La alternativa es asignar contenido a los argumentos utilizando la sintaxis del punto, tomando como referencia el nombre del objeto al que se asocia el argumento en la definición de la clase perrita.nombre = "Azucena". De ello se deriva que mientras en A la creación del objeto y la asignación de valores a los atributos se resuelve como parte de la llamada a la función (identificación como miembro de la clase perrita = MiPerro("Atenea",10), en B primero se define la relación de pertenencia del objeto a la clase y después se asignan datos/valores a los atributos, que se identifican como tales (y no come meras variables) por medio de la sintaxis del punto:

perrita = MiPerro()
perrita.nombre = "Azucena"
perrita.edad = 10

Nótese la ausencia de sangrado y lo que esto supone entre la línea de creación del objeto y las de datación de los atributos.

El resultado de ambos procedimientos (A y B) es el mismo si aplicamos las mismas demandas:



print(f"Nombre: {perrita.nombre}")
print(f"Edad: {perrita.edad}")
print(f"Mi perrita se llama {perrita.nombre} y tiene {perrita.edad} años")
perrita.sentarse()


Nombre: Atenea
Edad: 10
Mi perrita se llama Atenea y tiene 10 años
Atenea se sienta cuando yo se lo ordeno (y ella quiere, claro).

... y cabe entender que el uso del modelo mixto (C) supone aplicar ambos procedimiento tanto en la inicialización de los atributos como en la creación del objeto. Un ejemplo sencillito, añadiendo sexo como tercer parámetro. Supongo que intuyes cual puede ser el resultado...



class MiPerro:
    def __init__(self,nombre,edad):
        self.nombre = nombre
        self.edad = edad
        self.sexo =""
    def sentarse(self):
        print(f"{self.nombre} se sienta cuando yo se lo ordeno (y ella quiere, claro).")
perro = MiPerro("Casimiro",10)
perro.sexo = "perrito"
print(f"Nombre: {perro.nombre}")
print(f"Edad: {perro.edad}")
print(f"Mi {perro.sexo} se llama {perro.nombre} y tiene {perro.edad} años")
perro.sentarse()


LENGUAJES. Ptthon

POO. Clase y objeto

Modelos de programación

Después de introducirnos en los conceptos básicos de la POO, en esta entrada vamos a aprender a identificar y crear (en abstracto) una clase y un objeto o instancia de esa clase. Esto nos servirá de base para iniciarnos en la práctica de la POO en lenguajes de programación y más concretamente en Python.

Una clase se define, como vimos en la entrada anterior, por ser una representación abstracta de objetos concretos que son, a su vez, instancias o concreciones de esa clase. La clase posee características (en POO atributos) y funcionalidades (que se concretan mediante funciones y que en POO se denominan métodos). La POO permite tratar ambas (características y funciones -> atributos y métodos) como un todo, lo que facilita el manejo del código.

Para crear una clase debemos utilizar la palabra reservada (por ejemplo Class), y darle un nombre identificador. Por convención, los nombres de las clases se inician con mayúscula, lo que la diferencian del nombre del objeto y de los métodos de la clase. Según los lenguajes, este proceso inicial puede precisar ser marcado de algún modo, por ejemplo, mediante (:) En Python class ClaseNombre:

El paso siguiente es utilizar un constructor de la clase, variando de procedimiento según en el lenguaje. En Python se realiza como sigue:

  • Definimos una función especial que consta de las siguientes partes:
    • El definidor def
    • El nombre de la función __init__, que se caracteriza por ir precedido y seguido por dos guiones bajos sucesivos
    • Y la definición de parámetros, que inician por convención por self, que hace referencia a la clase y a su constructor...
    • finalizando mediante :, como cualquier otra función def __init__(self,param1,param2):.
  • Referenciamos los parámetros que nos permiten identificar y dar valor inicial a los atributos de la clase, utilizando la referencia a la propia clase y a su constructor, al que queda asociado el atributo mediante la sintaxis del punto:
    • self.param1 = param1
    • self.param2 = param2

Finalmente creamos los métodos, de modo similar a como creamos las funciones. Estos métodos pueden contar con parámetros (o no) y devolver return datos (o no). En su formulación más simple (sin parámetros ni retorno) se expresan (en Python) como sigue:



def metodo1(self):
    contenidoDelMétodo
	

    Instanciar un objeto de la clase anterior consiste, básicamente, en hacer referencia de esa clase a la hora de declarar el objeto para posteriormente acceder a sus atributos y a sus métodos recurriendo a la sintaxis del punto.

    • Nombramos (declaramos) la instancia u objeto asociándolo a modo de variable a la clase y concretando como argumentos sus atributos. En Python mi_objeto = ClaseNombre(ValorArg1,ValorArg2) -> Los argumentos son concreciones de los atributos de la clase en el objeto.
    • Accedemos a los atributos mediante la sintaxis del punto... mi_objeto.param1 Recuerda que el parámetro es en realidad el atributo1 de la clase que se ha concretado en la creación del objeto como ValorArg1
    • ... y de forma similar a los métodos mi_objeto.metodo1()

    Ya que un ejemplo puede aclarar las cosas, paso a desarrollar uno en Python. El objetivo es mostrar el desarrollo de una concreción del proceso anterior siguiendo las explicaciones que proporciona Eric Matthes (2020:181-185)

    
    
    # Clase Perro
    
    class MiPerro:
    
     def __init__(self,nombre,edad):
    
    self.nombre = nombre
    
    self.edad = edad 
    
     def sentarse(self):
    
             print(f"{self.nombre} se sienta cuando yo se lo ordeno (y ella quiere, claro).")
    
    # Instancia u objeto de la clase MiPerro
    
    perrita = MiPerro("Atenea",10)
    
    # Acceso a los atributos de perrita:
    
     print(f"Mi perrita se llama {perrita.nombre} y tiene {perrita.edad} años")
    
    # Acceso al método creado en la clase
    
    perrita.sentarse() 
    
    
    

    Evidentemente es posible desarrollar clases mucho más complejas en cuanto a atributos y métodos, así como crear tantas instancias de la clase (objetos) como necesitemos. Pero para el propósito de esta entrada es suficiente con lo anterior. Su resultado (output) es el siguiente:

    Mi perrita se llama Atenea y tiene 10 años
    Atenea se sienta cuando yo se lo ordeno (y ella quiere, claro).