Introducción a JavaScript orientado a objetos

JavaScript dispone de fuertes capacidades de programación orientada a objetos, a pesar de que han tenido lugar algunos debates respecto a sus diferencias de su capacidades en comparación con otros lenguajes.

Este artículo comienza con una Introducción a la programación orientada a objetos, luego examina el modelo de objetos de JavaScript, y finalmente, muestra los conceptos de programación orientada a objetos en JavaScript.

Revisión de JavaScript

Si no te sientes seguro acerca de los conceptos de JavaScript tales como variables, tipos, funciones y el ámbito de aplicación, puedes leer sobre estos temas en: Una nueva introducción a JavaScript . También puedes consultar la Guía de JavaScript 1.5.

Programación orientada a objetos

La programación orientada a objetos es un paradigma de programación que utiliza la abstracción para crear modelos basados ​​en el mundo real. Utiliza diversas técnicas de paradigmas previamente establecidas, incluyendo la modularidad, polimorfismo y encapsulamiento. Hoy en día, muchos lenguajes de programación (como Java, JavaScript, C#, C++, Python, PHP, Ruby y Objective-C) soportan programación orientada a objetos (POO).

La programación orientada a objetos puede considerarse como el diseño de software a través de un conjunto de objetos que cooperan, a diferencia de un punto de vista tradicional en el que un programa puede considerarse como un conjunto de funciones, o simplemente como una lista de instrucciones para la computadora. En la programación orientada a objetos, cada objeto es capaz de recibir mensajes, procesar datos y enviar mensajes a otros objetos. Cada objeto puede verse como una pequeña máquina independiente con un papel o responsabilidad definida.

POO pretende promover una mayor flexibilidad y facilidad de mantenimiento en la programación y es muy popular en la ingeniería de software a gran escala. Gracias a su fuerte énfasis en la modularidad, el código orientado al objetos está concebido para ser más fácil de desarrollar y más fácil de entender posteriormente, prestándose a un análisis más directo, a una mayor codificación y comprensión de situaciones y procedimientos complejos que otros métodos de programación menos modulares. ²

Terminología

Clase

Define las características del Objeto.

Objeto

Una instancia de una Clase.

Propiedad

Una característica del Objeto, como el color.

Método

Una capacidad del Objeto, como caminar.

Constructor

Es un método llamado en el momento de la creación de instancias.

Herencia

Una Clase puede heredar características de otra Clase.

Encapsulamiento

Una Clase sólo define las características del Objeto, un Método sólo define cómo se ejecuta el Método.

Abstracción

La conjunción de herencia compleja, métodos, propiedades que un objeto debe ser capaz de simular en un modelo de la realidad.

Polimorfismo

Diferentes Clases podrían definir el mismo método o propiedad.

Para una descripción más extensa de programación orientada a objetos, consulta Programación orientada a objetos en Wikipedia.

Programación basada ​​en prototipos

La programación basada ​​en prototipos es un estilo de programación orientada a objetos en la que las clases no están presentes y la reutilización de comportamiento (conocido como herencia en lenguajes basados ​​en clases) se lleva a cabo a través de un proceso de decoración de objetos existentes que sirven de prototipos. Este modelo también se conoce como programación sin clases, orientada a prototipos o basada en ejemplos.

El ejemplo original (y más canónico) de un lenguaje basado en prototipos es el lenguaje de programación autodesarrollado por David Ungar y Randall Smith. Sin embargo, el estilo de programación sin clases se ha hecho cada vez más popular y ha sido adoptado para lenguajes de programación como JavaScript, Cecil, NewtonScript, Io, MOO, REBOL, Kevo, Squeak (cuando se utiliza el Viewer framework para manipular los componentes Morphic) y varios otros. ²

Programación orientada a objetos de JavaScript

Namespace

Un espacio de nombres es un contenedor que permite asociar toda la funcionalidad de un determinado objeto con un nombre único. En JavaScript un espacio de nombres es un objeto que permite a métodos, propiedades y objetos asociarse. La idea de crear espacios de nombres en JavaScript es simple: Crear un único objeto global para las variables, métodos, funciones convirtiendolos en propiedades de ese objeto. El uso de los namespace permite minimizar el conflicto de nombres con otros objetos haciendolos únicos dentro de nuestra aplicación.

// namespace global

var MIAPLICACION = MIAPLICACION || {};

// Sub-namespace

MIAPLICACION.event = {} ;

// Creación del contenedor llamado MIAPLICACION.metodoComun de método y propiedades comunes.
MIAPLICACION.metodoComun = {
  regExParaNombre: "", // define regex para la validación del nombre
  regExParaTelefono: "", // define regex para validación del teléfono
  validaNombre: function(nombre){
    // Hace algo con el nombre que usted ingresa a la variable reExParaNombre 
    // usando "this.regExParaNombre"
  },

  validaNroTelefono: function (numTelefono){
    // Hace algo con el número de teléfono
  }
}

// Objeto junto a la declaración del método
MIAPLICACION.event = {
  addListener: function(el, type, fn){
    // código de relleno
  },
  removeListener: function(el, type, fn){
    // código de relleno
  },
  getEvent: function(e) {
    // código de relleno
  }

  // Puedes agregar otras propiedades y métodos
}

// Sintaxis de utilización del método addListener:
MIAPLICACION.event.addListener("turel", "tipo", callback);

JavaScript tiene varios objetos incluidos en su núcleo, como Math, Object, Array y String. El siguiente ejemplo muestra cómo utilizar el objeto Math para obtener un número al azar mediante el uso de su método random().

alert (Math.random ());

Consulta Core JavaScript 1.5 Reference:Global Objects para obtener una lista de los objetos básicos en JavaScript.

Cada objeto en JavaScript es una instancia del objeto Object, por lo tanto, hereda todas sus propiedades y métodos.

Objetos personalizados

La clase

JavaScript es un lenguaje basado en prototipos que no contiene ninguna declaración de clase, como se encuentra, por ejemplo, en C + + o Java. Esto es a veces confuso para los programadores acostumbrados a los lenguajes con una declaración de clase. En su lugar, JavaScript utiliza funciones como clases. Definir una clase es tan fácil como definir una función. En el ejemplo siguiente se define una nueva clase llamada Persona.

function Persona() { }

El objeto (ejemplo de clase)

Para crear un nuevo ejemplo de un objeto obj utilizamos la declaración new obj , asignando el resultado (que es de tipo obj ) a una variable para tener acceso más tarde.

En el siguiente ejemplo se define una clase llamada Persona y creamos dos instancias ( persona1 y persona2 ).

function Persona() {
}

var persona1 = new Persona();
var persona2 = new Persona();

El constructor

El constructor es llamado en el momento de la creación de la instancia (el momento en que se crea la instancia del objeto). El constructor es un método de la clase. En JavaScript, la función sirve como el constructor del objeto, por lo tanto, no hay necesidad de definir explícitamente un método constructor. Cada acción declarada en la clase es ejecutada en el momento de la creación de la instancia.

El constructor se usa para establecer las propiedades del objeto o para llamar a los métodos para preparar el objeto para su uso. Más adelante describiremos como agregar métodos a clase y sus definiciones ya que se realiza utilizando una sintaxis diferente.

En el siguiente ejemplo, el constructor de la clase Persona muestra un alerta que dice (Una instancia de persona) cuando se crea la instancia de la clase Persona.

function Persona() {
  alert('Una instancia de Persona');
}

var persona1 = new Persona();
var persona2 = new Persona();

La propiedad (atributo del objeto)

Las propiedades son variables contenidas en la clase, cada instancia del objeto tiene dichas propiedades. Las propiedades deben establecerse a la propiedad prototipo de la clase (función), para que la herencia funcione correctamente.

Para trabajar con propiedades dentro de la clase se utiliza la palabra reservada this , que se refiere al objeto actual. El acceso (lectura o escritura) a una propiedad desde fuera de la clase se hace con la sintaxis: NombreDeLaInstancia.Propiedad. Es la misma sintaxis utilizada por C++, Java y algunos lenguajes más. (Desde dentro de la clase la sintaxis es this.Propiedad que se utiliza para obtener o establecer el valor de la propiedad).

En el siguiente ejemplo definimos la propiedad primerNombre de la clase Persona y la definimos en la creación de la instancia.

function Persona(primerNombre) {
  this.primerNombre = primerNombre;
  alert('Una instancia de Persona');
}

var persona1 = new Persona("Alicia");
var persona2 = new Persona("Sebastian");

// Muestra el primer nombre de persona1
alert ('persona1 es ' + persona1.primerNombre); // muestra "persona1 es Alicia"
alert ('persona2 es ' + persona2.primerNombre); // muestra "persona2 es Sebastian"

Los métodos

Los métodos siguen la misma lógica que las propiedades, la diferencia es que son funciones y se definen como funciones. Llamar a un método es similar a acceder a una propiedad, pero se agrega () al final del nombre del método, posiblemente con argumentos.

En el siguiente ejemplo se define y utiliza el método diHola() para la clase Persona.

function Persona(primerNombre) {
  this.primerNombre = primerNombre;
}

Persona.prototype.diHola = function() {
  alert ('Hola, Soy ' + this.primerNombre);
};

var persona1 = new Persona("Alicia");
var persona2 = new Persona("Sebastian");

// Llamadas al método diHola de la clase Persona.
persona1.diHola(); // muestra "Hola, Soy Alicia"
persona2.diHola(); // muestra "Hola, Soy Sebastian"

En JavaScript los métodos son objetos como lo es una función normal y se vinculan a un objeto como lo hace una propiedad, lo que significa que se pueden invocar desde "fuera de su contexto". Considera el siguiente código de ejemplo:

function Persona(primerNombre) {
  this.primerNombre = primerNombre;
}

Persona.prototype.diHola = function() {
  alert ("Hola, Soy " + this.primerNombre);
};

var persona1 = new Persona("Alicia");
var persona2 = new Persona("Sebastian");
var funcionSaludar = persona1.diHola;

persona1.diHola();                            // muestra "Hola, Soy Alicia"
persona2.diHola();                            // muestra "Hola, Soy Sebastian"
funcionSaludar();                             // muestra "Hola, Soy undefined (ó da un error con el
                                              // TypeError en modo estricto

alert(funcionSaludar === persona1.diHola);            // muestra true (verdadero)
alert(funcionSaludar === Persona.prototype.diHola);   // muestra true (verdadero)
funcionSaludar.call(persona1);                        // muestra "Hola, Soy Alicia"

Herencia

En el siguiente ejemplo definimos la clase Estudiante como una clase secundaria de Persona . Luego redefinimos el método diHola() y agregamos el método diAdios().

// Definimos el constructor Persona
function Persona(primerNombre) {
  this.primerNombre = primerNombre;
}

// Agregamos un par de métodos a Persona.prototype
Persona.prototype.caminar = function() {
  alert("Estoy caminando!");
};
Persona.prototype.diHola = function(){
  alert("Hola, Soy" + this.primerNombre);
};

// Definimos el constructor Estudiante
function Estudiante(primerNombre, asignatura) {
  // Llamamos al constructor padre, nos aseguramos (utilizando Function#call) que "this" se
  // ha establecido correctamente durante la llamada
  Persona.call(this, primerNombre);

  //Inicializamos las propiedades específicas de Estudiante
  this.asignatura = asignatura;
};

// Creamos el objeto Estudiante.prototype que hereda desde Persona.prototype
// Nota: Un error común es utilizar "new Persona()" para crear Estudiante.prototype 
// Esto es incorrecto por varias razones, y no menos importante que no le estamos pasando nada
// a Persona desde el argumento "primerNombre". El lugar correcto para llamar a Persona
// es arriba, donde llamamos a Estudiante.
Estudiante.prototype = Object.create(Persona.prototype);    // Vea las siguientes notas

// Establecer la propiedad "constructor" para referencias a Estudiante
Estudiante.prototype.constructor = Estudiante;

// Remplazar el método "diHola"
Estudiante.prototype.diHola = function(){
  alert("Hola, Soy " + this.primerNombre + ". Estoy estudiando " + this.asignatura + ".");
};

// Agregamos el método "diAdios"
Estudiante.prototype.diAdios = function() {
  alert("¡ Adios !");
};

// Ejemplos de uso
var estudiante1 = new Estudiante("Carolina", "Física Aplicada");
estudiante1.diHola();    // muestra "Hola, Soy Carolina. Estoy estudianto Física Aplicada."
estudiante1.caminar();   // muestra "Yo estoy caminando !"
estudiante1.diAdios();   // muestra "¡ Adios !"

// Comprobamos que las instancias funcionan correctamente
alert(estudiante1 instanceof Persona);      // devuelve true
alert(estudiante1 instanceof Estudiante);   // devuelve true

Con respecto a la línea Estudiante.prototype = Object.create(Persona.prototype); : Sobre los motores antiguos de JavaScript sin Object.create, se puede utilizar un "polyfill" (aka "shim", vea el enlace del artículo), o se puede utilizar una función que obtiene el mismo resultado, como por ejemplo:

function crearObjeto(proto) {
  function ctor() { }
  ctor.prototype = proto;
  return new ctor();
}

// uso:
Estudiante.prototype = crearObjeto(Persona.prototype); 

Encapsulación

En el ejemplo anterior, Student no tiene que saber cómo se aplica el método walk() de la clase Person, pero, sin embargo, puede utilizar ese método. La clase Student no tiene que definir explícitamente ese método, a menos que queramos cambiarlo. Esto se denomina la encapsulación, por medio de la cual cada clase hereda los métodos de su elemento primario y sólo tiene que definir las cosas que desea cambiar.

Abstracción

Un mecanismo que permite modelar la parte actual del problema de trabajo. Esto se puede lograr por herencia (especialización) o por composición. JavaScript logra la especialización por herencia y por composición al permitir que las instancias de clases sean los valores de los atributos de otros objetos.

La clase Function de JavaScript hereda de la clase de Object (esto demuestra la especialización del modelo) y la propiedad Function.prototype es un ejemplo de Objeto (esto demuestra la composición)

var foo = function() {};
alert( 'foo es una Función: ' + (foo instanceof Function) );
alert( 'foo.prototype es un Objeto: ' + (foo.prototype instanceof Object) );

Polimorfismo

Al igual que todos los métodos y propiedades están definidas dentro de la propiedad prototipo, las diferentes clases pueden definir métodos con el mismo nombre. Los métodos están en el ámbito de la clase en que están definidos. Esto sólo es verdadero cuando las dos clases no tienen una relación primario-secundario (cuando uno no hereda del otro en una cadena de herencia).

Notas

Las técnicas presentadas en este artículo para aplicar la programación orientada a objetos no son las únicas que se pueden utilizar en JavaScript, que es muy flexible en términos de cómo se puede realizar la programación orientada a objetos.

Del mismo modo, las técnicas presentadas aquí no utilizan ninguna modificación o hack de lenguaje ni imitan las implementaciones de teorías de objetos de otros lenguajes.

Hay otras técnicas que hacen incluso programación orientado a objetos más avanzada en JavaScript, pero que están fuera del alcance de este artículo introductorio.

Referencias

1. Mozilla. "Core JavaScript 1.5 Guide", https://developer.mozilla.org/en/docs/Core_JavaScript_1.5_Guide.
2. Wikipedia. "Programación orientada a objetos", https://es.wikipedia.org/wiki/Program...tada_a_objetos.
3. Descripción general de POO en JavaScript por Kyle Simpson.