Fundamentos de Java

Estructura de un programa en Java

Un programa en Java por lo regular tiene la siguiente estructura:

Explicando lo anterior:

• Package: Un package es una agrupación de clases. Es parecido a una "caja" que contiene las clases que queramos mantener en un solo lugar. También podría decirse que los packages es el equivalente a las librerías en otros lenguajes. Esta parte del código no es obligatoria, es sólo si lo necesita usar nuestro programa.
• Import: En ocasiones nuestros programas requerirán utilizar clases existentes en otros Packages, y esto se puede lograr con Import.
• Clases: Java puede crear diferentes tipos de clases: privadas, públicas y protegidas; y se utilizan de acuerdo a conveniencia de la estructura de nuestro programa. Sus usos se verán más adelante.
• Variables: Java maneja tres tipos de variables: de instancia, de clase y locales.
• Las variables de instancia: son las que se usan para guardar valores o atributos de un objeto en particular.
• Las variables de clase: son las que guardan valores o atributos de la clase.
• Las variables locales: son las que se declaran en una función o método y solamente las puede utilizar esa función o método, de ahí el nombre de locales.
• Constructores: Los constructores son la forma de crear los objetos.
• Métodos: En Java los métodos son los que utilizamos para realizar alguna tarea en específico. Podemos decir que hay dos tipos de métodos en Java: El primero, que llamaremos set (poner) sirve para manipular y/o fijar valores en las variables, por ejemplo: cuando especificamos que el balón va a ser color blanco. El segundo, denominado get (obtener) sirve para obtener un valor de una variable, por ejemplo: cuando queremos saber la edad de Juan.
• Comentarios: Éstos pueden incluirse en cualquier parte del código. Sus líneas serán completamente ignoradas por el compilador, o sea que no afectarán para nada nuestro programa. Cuando una persona está aprendiendo a programar es altamente recomendable que escriba los comentarios que se le de la gana en su código (siempre y cuando no sea basura claro), ya que esto ayuda mucho a entender lo que está haciendo una función, para qué sirve una variable o declaración, hasta facilita el hacer modificaciones y mejoras al programa en el futuro.

Como podemos apreciar en la siguiente imagen:

Tipos de Datos en Java

Que es una variable

En programación, una variable es un espacio de memoria reservado para almacenar un valor en especifico que corresponde a un tipo de dato soportado por el lenguaje en el cual se esta trabajando. Así mismo se le asigna un nombre para poder seguir utilizando durante el tiempo de ejecución y durante este, puede cambiar su valor.

Que es una constante

Es un valor que no puede ser alterado durante la ejecución del programa. Corresponde a una longitud fija de espacio reservada en la memoria principal del ordenador, donde el ordenador guarda valores fijos.

Que es un identificador

Un identificador es un conjunto de caracteres alfanuméricos de cualquier longitud que sirve para identificar las entidades del programa (clases, funciones, variables, tipos compuestos) Los identificadores pueden ser combinaciones de letras y números.

Que es una palabra reservada

En lenguajes informáticos, las palabras reservadas son aquellas que tienen un uso determinado para el lenguaje y, por lo tanto, no pueden ser empleadas en el código como identificadores (por ejemplo, nombres para las variables).

Que son los comentarios.

Cuando escribimos código en general es útil realizar comentarios explicativos. Los comentarios no tienen efecto como instrucciones para el ordenador, simplemente sirven para que cuando un programador lea el código pueda comprender mejor lo que lee. 

Cómo introducir dos tipos de comentarios:

- Comentario multilínea: se abre con el símbolo /* y se cierra con el símbolo */.

- Comentario en una línea o al final de una línea: se introduce con el símbolo //.

Operadores

Asiganción

El operador Java más sencillo es el operador de asignación. Mediante este operador se asigna un valor a una variable. El operador de asignación es el símbolo igual.

La estructura del operador de asignación es:

variable = valor;

Aritmeticos

Los operadores aritméticos en Java son los operadores que nos permiten realizar operaciones matemáticas: suma, resta, multiplicación, división y resto.

Los operadores aritméticos en Java son:

Operador	Descripción
+	Operador de Suma. Concatena cadenas para la suma de String
-	Operador de Resta
*	Operador de Multiplicación
/	Operador de División
%	Operador de Resto

Los operadores aritméticos en Java los utilizaremos entre dos literales o variables y el resultado, normalmente lo asignaremos a una variable o bien lo evaluamos.

Incrementales

Los operadores aritméticos incrementales son operadores unarios (un único operando). El operando puede ser numérico o de tipo char y el resultado es del mismo tipo que el operando. Estos operadores pueden emplearse de dos formas dependiendo de su posición con respecto al operando.

Figura Operadores aritméticos incrementales

Estos operadores suelen sustituir a veces al operador asignación y también suelen aparecer en bucles For.

Combinados

Combinan un operador aritmético con el operador asignación. Como en el caso de los operadores aritméticos pueden tener operandos numéricos enteros o reales y el tipo específico de resultado numérico dependerá del tipo de éstos. En la siguiente tabla se resumen los diferentes operadores de esta categoría.

Relación

Realizan comparaciones entre datos compatibles de tipos primitivos (numéricos, carácter y booleanos) teniendo siempre un resultado booleano. Los operandos booleanos sólo pueden emplear los operadores de igualdad y desigualdad.

Operadores de relación

Todos los valores numéricos que se comparan con NaN dan como resultado false excepto el operador != que devuelve true. Esto ocurre incluso si ambos valores son NaN.

Lógicos

Realizan operaciones sobre datos booleanos y tienen como resultado un valor booleano. En la siguiente tabla se resumen los diferentes operadores de esta categoría.

Operadores booleanos

Para mejorar el rendimiento de ejecución del código es recomendable emplear en las expresiones booleanas el operador && en lugar del operador &. En este caso es conveniente situar la condición más propensa a ser falsa en el término de la izquierda. Esta técnica puede reducir el tiempo de ejecución del programa. De forma equivalente es preferible emplear el operador || al operador |. En este caso es conveniente colocar la condición más propensa a ser verdadera en el término de la izquierda.

Clase Math

La clase Math representa la librería matemática de Java. Las funciones que contiene son las de todos los lenguajes, parece que se han metido en una clase solamente a propósito de agrupación, por eso se encapsulan en Math, y lo mismo sucede con las demás clases que corresponden a objetos que tienen un tipo equivalente (Character, Float, etc.). El constructor de la clase es privado, por los que no se pueden crear instancias de la clase. Sin embargo, Math es public para que se pueda llamar desde cualquier sitio y static para que no haya que inicializarla.

Función matemática	Significado	Ejemplo de uso	Resultado
abs	Valor absoluto	int x = Math.abs(2.3);	x = 2;
atan	Arcotangente	double x = Math.atan(1);	x = 0.78539816339744;
sin	Seno	double x = Math.sin(0.5);	x = 0.4794255386042;
cos	Coseno	double x = Math.cos(0.5);	x = 0.87758256189037;
tan	Tangente	double x = Math.tan(0.5);	x = 0.54630248984379;
exp	Exponenciación neperiana	double x = Math.exp(1);	x = 2.71828182845904;
log	Logaritmo neperiano	double x = Math.log(2.7172);	x = 0.99960193833500;
pow	Potencia	double x = Math.pow(2.3);	x = 8.0;
round	Redondeo	double x = Math.round(2.5);	x = 3;
random	Número aleatorio	double x = Math.ramdom();	x = 0.20614522323378;
floor	Redondeo al entero menor	double x = Math.floor(2.5);	x = 2.0;
ceil	Redondeo al entero mayor	double x = Math.ceil(2.5);	x = 3.0;

Estructuras de control

Simples

Las estructuras selectivas simples o condicionales están compuesta únicamente de una sola condición si es verdadera ejecutara la acción o acciones si la condición es falsa no hará nada.

if (condición) entre paréntesis esta la condición que se debe evaluar

acción (si la condición entre paréntesis es verdadera se ejecutara la acción o acciones, porque, puede estar conformado por varias acciones)

end

If simple

if (condicion) {

     //Instrucciones

}

Dobles

Las estructuras selectivas dobles están compuesta únicamente de una sola condición, si es verdadera ejecutara la acción o acciones y si la condición es falsa ejecutara las acciones para la condición falsa. Esta estructura selectiva solo se debe utilizar únicamente cuando existen dos condiciones.

if (condición)

acción (si la condición entre paréntesis es verdadera se ejecutara la acción o acciones, porque, puede estar conformado por varias lineas)

else

acción (si la condición entre paréntesis es falsa se ejecutara la acción o acciones, porque, puede estar conformado por varias lineas)

end

Ejemplo

f (edad > 17)

puts “Es mayor de edad”

else

puts “Es menor de edad”

end

Múltiples

Las estructuras selectivas múltiples o anidadas están compuesta múltiples selectivas simples que están unidas por el comando elsif el resultado que se obtiene con una selectiva multiple se puede obtener con varias selectivas simples.

if (condición)

acción (si la condición entre paréntesis es verdadera se ejecutara la acción o acciones, porque, puede estar conformado por varias lineas)

elsif (condición)

acción (si la condición entre paréntesis es verdadera se ejecutara la acción o acciones, porque, puede estar conformado por varias lineas)

elsif (condición)

acción (si la condición entre paréntesis es verdadera se ejecutara la acción o acciones, porque, puede estar conformado por varias lineas)

end

Iterativas

FOR

 Este ciclo repite un bucle de instrucciones un número de veces previamente establecido, se controla mediante una variable que inicia en determinado valor y avanza o retrocede en uno hasta el valor límite, este ciclo se emplea cuando se conoce exactamente el número de iteraciones que se necesitan, es decir, el número de veces que se desea repetir.

While

Está determinado por una condición de entrada y se repite tantas veces como se cumpla esa condición, es decir, no es necesario conocer previamente el número de veces que se repetirá, puesto que cuando la condición no se cumple se termina el ciclo.

Do While

Se utiliza cuando se necesita que al menos se ejecute una vez su bloque de instrucciones, puesto que en este ciclo la condición se verifica al final, es por ello que aún sin evaluarse entra al menos una vez, a diferencia del mientras, en éste ciclo la condición es de salida, es decir, hasta que la condición se cumple termina el ciclo.

Que es un Array

Un array es una estructura de datos que nos permite almacenar una gran cantidad de datos de un mismo tipo. El tamaño de los arrays se declara en un primer momento y no puede cambiar en tiempo de ejecución como puede producirse en otros lenguajes.

La declaración de un array en Java y su inicialización se realiza de la siguiente manera:

tipo_dato nombre_array[];
nombre_array = new tipo_dato[tamaño];

Que es una colección

Las colecciones son una especie de arrays de tamaño dinámico. Para usarlas haremos uso del Java Collections Framework (JCF), el cual contiene un conjunto de clases e interfaces del paquete java.util para gestionar colecciones de objetos.

Cuando queremos trabajar con un conjunto de elementos, necesitamos un almacén donde poder guardarlos. En Java, se emplea la interfaz genérica Collection para este propósito. Gracias a esta interfaz, podemos almacenar cualquier tipo de objeto y podemos usar una serie de métodos comunes, como pueden ser: añadir, eliminar, obtener el tamaño de la colección… Partiendo de la interfaz genérica Collection extienden otra serie de interfaces genéricas. Estas subinterfaces aportan distintas funcionalidades sobre la interfaz anterior.