Capítulo 12 Tipos de atributos

Los atributos, también llamados datos o variables miembro son porciones de información que un objeto posee o conoce de sí mismo. Una clase puede tener cualquier número de atributos o no tener ninguno. Se declaran con un identificador y el tipo de dato correspondiente. Además los atributos y tienen asociado un modificador que define su visibilidad según se muestra en la siguiente tabla.

Modificadores y visibilidad correspondiente

Figura 12.1 Modificadores y visibilidad correspondiente

En este capítulo se presentan tres tipos de atributos: las variables de instancia, las variables de clase y las variables finales o constantes.

12.1 Variables de instancia

Cuando se declara el atributo o variable miembro euros en la clase Precio de la siguiente forma:

public class Precio {// Declaracion de atributos o variables miembro
    public double euros;

 
    // Declaracion de metodos . . .
}

se está declarando el atributo euros como una variable de instancia. En consecuencia, cada vez que se crea una instancia de la clase Precio, se reserva espacio en memoria para una variable de instancia euros. Por ejemplo, el código:

// Creacion de dos instancias de la clase precio
Precio p = new Precio();

p.pone(56.8);

Precio q = new Precio();
q.pone(75.6);

genera dos instancias de la clase Precio como muestra la Figura 9.2. En este caso, cada una de las dos instancias, p y q, de la clase Precio tiene una variable de instancia euros propia. Las respectivas llamadas al método pone para cada instancia (p.pone(56.8) y q.pone(75.6)), permiten asignar un valor a las variables de instancia correspondientes.

Representación gráfica del espacio de la memoria utilizado por cada instancia de la clase <code>Precio</code>


Figura 12.2 Representación gráfica del espacio de la memoria utilizado por cada instancia de la clase Precio

Otro ejemplo. En la declaración de la clase Fecha se incluyen tres atributos (dia, mes y anho) que son variables de instancia:

public class Fecha {// Declaracion de atributos o variables miembro
    private int dia;private int mes;private int anho;

 
    // Declaracion de metodos . . .
}

Con el siguiente código se crean dos instancias de la clase Fecha:

// Creacion de dos instancias de la clase Fecha
Fecha a = new Fecha();

Fecha b = new Fecha();

Cada una de las instancias de la clase Fecha reserva espacio en memoria para cada una de las variables de instancia como muestra la siguiente figura.

Representación gráfica del espacio de la memoria utilizado por cada instancia de la clase <code>Fecha</code>

Figura 12.3 Representación gráfica del espacio de la memoria utilizado por cada instancia de la clase Fecha

Las variables de instancia pueden declararse como public o como private y pueden pertenecer a cualquiera de los tipos de datos primitivos de Java o bien, a otra clase existente en Java o declarada por el usuario. En principio, la única limitación para el número de variables de instancia que puede declarar una clase es el espacio libre disponible en la memoria del sistema que ejecute el programa.

12.2 Variables de clase (static)

Las variables de clase son atributos diferentes de las variables de instancia. Las variables de clase implican una sola zona de memoria reservada para todas las instancias de la clase, y no una copia por objeto, como sucede con las variables de instancia. Para diferenciarlas de éstas en el código fuente de Java, las variables de clase se distinguen con el modificador static en la declaración del atributo correspondiente. Por defecto (si no se indica la palabra static), el atributo declarado se considera variable de instancia.

Durante la ejecución del programa, el sistema reserva un único espacio en memoria para cada variable estáticas o de clase independientemente del número de instancias creadas de una clase. Esta reserva se produce la primera vez que encuentra dicha clase en el código, de forma que todas las instancias pertenecientes a una clase comparten la misma variable de clase. A diferencias de las variables globales fuera de la POO, las variables de clase garantizan la encapsulación.

Las variables de clase sirven para almacenar características comunes (constantes) a todos los objetos (número de ruedas de una bicicleta) o para almacenar características que dependen de todos los objetos (número total de billetes de lotería). Por ejemplo, la clase CuentaBancaria tiene una variable de instancia, saldo, y una variable de clase, totalCuentas.

public class CuentaBancaria {// Atributos o variables miembro
    public double saldo;// Variable de instancia
    public static int totalCuentas=0;   // Variable de clase
 
    // Declaraciones de metodos
...

}

La creación de varias instancias de la clase CuentaBancaria no conlleva la existencia de varias variables totalCuentas. Durante la ejecución de un programa que utilice la clase CuentaBancaria sólo existirá una variable de clase totalCuentas, independientemente del número de instancias de la clase CuentaBancaria que se generen. Es más, no es necesario siquiera que exista una instancia de la clase, para que lo haga la variable de clase. De hecho, se inicializan a false, cero o null (dependiendo de su tipo) antes de que se genere una instancia de la clase.

// Creacion de dos instancias de la clase CuentaBancaria
CuentaBancaria c1 = new CuentaBancaria();
CuentaBancaria c2 = new CuentaBancaria();
Representación gráfica del espacio de la memoria utilizado por la variable de clase <code>totalCuentas</code> y por cada instancia de la clase <code>CuentaBancaria</code>

Figura 12.4 Representación gráfica del espacio de la memoria utilizado por la variable de clase totalCuentas y por cada instancia de la clase CuentaBancaria

Las variables de clase se emplean cuando sólo es necesaria una copia por clase que, además, esté accesible por todas las instancias de la clase a la que pertenece. En este caso, al ser un atributo public y static, puede accederse directamente a la variable de clase (totalCuentas) a través de una instancia (c1 o c2) o de la clase en sí (CuentaBancaria). Un atributo estático puede ser accedido desde cualquier instancia de la clase, ya que es miembro de la propia clase.

public class PruebaCuentaBancaria {public static void main (String [] args) {
        CuentaBancaria c1 = new CuentaBancaria();
        c1.totalCuentas++;
        System.out.println("Total cuentas: " + c1.totalCuentas);
 
        CuentaBancaria c2 = new CuentaBancaria();
        c2.totalCuentas++;System.out.println("Total cuentas: " + c2.totalCuentas);
 
        // Acceso a traves de la clase:
        CuentaBancaria.totalCuentas++;
        System.out.println("Total cuentas: " + CuentaBancaria.totalCuentas);
    }
}

La ejecución del código anterior origina la siguiente salida por pantalla:

$>java PruebaCuentaBancaria
Total cuentas: 1
Total cuentas: 2
Total cuentas: 3

Para operar con variables de clase también podemos implementar métodos en la clase. Por ejemplo el siguiente método incTotalCuentas incrementa en una unidad el valor de la variable de clase totalCuentas.

public static void incTotalCuentas() {
    totalCuentas++;
}

Al ser declarado el método incTotalCuentas como un método public y static, puede llamarse mediante cualquiera de las instancias (c1 o c2) o de la clase en sí (CuentaBancaria).

Las variables de clase pueden declararse como public o como private y pueden pertenecer a cualquiera de los tipos de datos primitivos de Java o bien, a otra clase existente en Java o declarada por el usuario. En principio, la única limitación para el número de variables de clase que puede declarar una clase es el espacio libre disponible por el sistema que ejecute el programa.

12.3 Constantes o variables finales (final)

Una clase puede contener atributos de valor constante o variables finales. Este tipo de atributo se indica con la palabra reservada final. Las variables finales se suelen declarar además como variables de clase (static final) por razones de ahorro de memoria ya que, al no modificar su valor sólo suele ser necesaria una copia en memoria por clase (y no una por instancia). Por ejemplo, en la clase Circulo:

public class Circulo {// Atributos o variables miembroprivate static final double PI = 3.141592;     // Constante de clase
    private double radio;

 
    // Declaracion de metodos ...

}

La palabra reservada final indica que el atributo debe comportarse como una constante, es decir, no puede ser modificada una vez declarada e inicializada. Por otro lado, se puede separar la declaración de la inicialización de la variable final, realizándose ésta más tarde. En este caso, el valor asignado a la variable final puede hacerse en función de otros datos o de llamadas a métodos, con lo que el valor de la constante no tiene porqué ser el mismo para diferentes ejecuciones del programa.