Objective-C

Objective-C es un lenguaje de programación orientado a objetos creado como un superconjunto de C pero que implementase un modelo de objetos parecido al de Smalltalk. Originalmente fue creado por Brad Cox y la corporación StepStone en 1980. En 1988 fue adoptado como lenguaje de programación de NEXTSTEP y en 1992 fue liberado bajo licencia GPL para el compilador GCC. Actualmente se usa como lenguaje principal de programación en Mac OS X y GNUstep.

Historia

A principios de los 80, el software se desarrollaba usando programación estructurada. La programación estructurada se estableció para ayudar a dividir los programas en pequeñas partes, haciendo más fácil el desarrollo cuando la aplicación se volvía muy grande. Sin embargo, como los problemas seguían creciendo al pasar el tiempo, la programación estructurada se volvió compleja dado el desorden de algunos programadores para invocar instrucciones repetitivamente, llevando a código spaghetti y dificultando la reutilización de código.

Muchos vieron que la programación orientada a objetos sería la solución al problema. De hecho, Smalltalk ya tenía solucionados muchos de estos problemas: algunos de los sistemas más complejos en el mundo funcionaban gracias a Smalltalk. Pero Smalltalk usaba una máquina virtual, lo cual requería mucha memoria para esa época, y era demasiado lento.

Objective-C fue creado principalmente por Brad Cox y Tom Love a inicios de los 80 en su compañía Stepstone. Ambos fueron iniciados en Smalltalk mientras estaban en el Programming Technology Center de ITT en 1981. Cox se vio interesado en los problemas de reutilización en el desarrollo de software. Se dio cuenta de que un lenguaje como Smalltalk sería imprescindible en la construcción de entornos de desarrollo potentes para los desarrolladores en ITI Corporation. Cox empezó a modificar el compilador de C para agregar algunas de las capacidades de Smalltalk. Pronto tuvo una extensión para añadir la programación orientada a objetos a C la cual llamó «OOPC» (Object-Oriented Programming in C). Love mientras tanto, fue contratado por Shlumberger Research en 1982 y tuvo la oportunidad de adquirir la primera copia de Smalltalk-80, lo que influyó en su estilo como programador.

Para demostrar que se hizo un progreso real, Cox mostró que para hacer componentes de software verdaderamente intercambiables sólo se necesitaban unos pequeños cambios en las herramientas existentes. Específicamente, estas necesitaban soportar objetos de manera flexible, venir con un conjunto de bibliotecas que fueran utilizables, y permitir que el código (y cualquier recurso necesitado por el código) pudiera ser empaquetado en un formato multiplataforma.

Cox y Love luego fundaron una nueva empresa, Productivity Products International (PPI), para comercializar su producto, el cual era un compilador de Objective-C con un conjunto de bibliotecas potentes.

En 1986, Cox publicó la principal descripción de Objective-C en su forma original en el libro Object-Oriented Programming, An Evolutionary Approach. Aunque él fue cuidadoso en resaltar que hay muchos problemas de reutilización que no dependen del lenguaje, Objective-C frecuentemente fue comparado detalladamente con otros lenguajes.

Reconocimiento por medio de NeXT

En 1988, NeXT, la compañía que inició Steve Jobs después de Apple, licenció Objective-C de StepStone (el propietario de la marca Objective-C) y lanzó su propio compilador y bibliotecas de Objective-C en los que se basaba la interfaz gráfica de NeXTSTEP. Aunque las estaciones de trabajo de NeXT fueron un fracaso comercial, las herramientas fueron muy alabadas en la industria. Esto llevó a NeXT a dejar la producción de hardware y enfocarse en herramientas de software, vendiendo NeXTSTEP y posteriormente OPENSTEP como plataformas para programación.

El proyecto GNU empezó a trabajar en una versión libre de NeXTSTEP, llamada GNUstep, basándose en el estándar OPENSTEP. Dennis Glatting escribió el primer entorno de ejecución gnu-objc en 1992, y Richard Stallman escribió el segundo poco tiempo después. El entorno GNU Objective-C, usado desde 1993, es el desarrollado por Kresten Krab Thorup cuando era un estudiante universitario en Dinamarca.

Después de adquirir NeXT en 1996, Apple usó OpenStep en su nuevo sistema operativo, Mac OS X. Este incluía las herramientas de desarrollo de NeXT, Project Builder (luego reemplazado por Xcode) y también el diseñador de interfaces, Interface Builder. La mayoría de la API actual de Cocoa está basada en OpenStep, siendo el entorno de Objective-C más importante para desarrollar software.

Sintaxis

Objective-C consiste en una capa muy fina situada por encima de C, y además es un estricto superconjunto de C. Esto es, es posible compilar cualquier programa escrito en C con un compilador de Objective-C, y también puede incluir libremente código en C dentro de una clase de Objective-C.

Esto es, para escribir el programa clásico "Hola Mundo" para correr en consola, se puede utilizar el siguiente código:

#import <stdio.h>
int main( int argc, const char *argv[] ) {
    printf( "Hola Mundo\n" );
    return 0;
}

El código anterior se diferencia de un código en C común por la primera instrucción #import, que difiere del #include del C clásico, pero la función printf("") es puramente C. La función propia de Objective-C para imprimir una cadena de caracteres en consola es NSLog(@""); utilizándola, el código anterior quedaría de la siguiente manera:

int main( int argc, const char *argv[] ) 
{
    NSLog( @"Hola Mundo\n" );
    return 0;
}

La sintaxis de objetos de Objective-C deriva de Smalltalk. Toda la sintaxis para las operaciones no orientadas a objetos (incluyendo variables primitivas, pre-procesamiento, expresiones, declaración de funciones y llamadas a funciones) son idénticas a las de C, mientras que la sintaxis para las características orientadas a objetos es una implementación similar a la mensajería de Smalltalk.

Mensajes

El modelo de programación orientada a objetos de Objective-C se basa en enviar mensajes a instancias de objetos. Esto es diferente al modelo de programación al estilo de Simula, utilizado por C++ y ésta distinción es semánticamente importante. En Objective-C uno no llama a un método; uno envía un mensaje, y la diferencia entre ambos conceptos radica en cómo el código referido por el nombre del mensaje o método es ejecutado. En un lenguaje al estilo Simula, el nombre del método es en la mayoría de los casos atado a una sección de código en la clase objetivo por el compilador, pero en Smalltalk y Objective-C, el mensaje sigue siendo simplemente un nombre, y es resuelto en tiempo de ejecución: el objeto receptor tiene la tarea de interpretar por sí mismo el mensaje. Una consecuencia de esto es que el mensaje del sistema que pasa no tiene chequeo de tipo: el objeto al cual es dirigido el mensaje (conocido como receptor) no está inherentemente garantizado a responder a un mensaje, y si no lo hace, simplemente lo ignora y retorna un puntero nulo.

Enviar el mensaje method al objeto apuntado por el puntero obj requeriría el siguiente código en C++:

obj->method(parameter);

mientras que en Objective-C se escribiría como sigue:

[obj method:parameter];

Ambos estilos de programación poseen sus fortalezas y debilidades. La POO al estilo Simula permite herencia múltiple y rápida ejecución utilizando ligadura en tiempo de compilación siempre que sea posible, pero no soporta ligadura dinámica por defecto. Esto fuerza a que todos los métodos posean su correspondiente implementación, al menos que sean virtuales (aún así, se requiere una implementación del método para efectuar la llamada). La POO al estilo Smalltalk permite que los mensajes no posean implementación - por ejemplo, toda una colección de objetos pueden enviar un mensaje sin temor a producir errores en tiempo de ejecución. El envío de mensajes tampoco requiere que un objeto sea definido en tiempo de compilación. (Ver más abajo la sección tipado dinámico) para más ventajas de la ligadura dinámica.

Sin embargo, se debe notar que debido a la sobrecarga de la interpretación de los mensajes, un mensaje en Objective-C toma, en el mejor de los casos, tres veces más tiempo que una llamada a un método virtual en C++.^[1]

Interfaces e implementaciones

Objective-C requiere que la interfaz e implementación de una clase estén en bloques de código separados. Por convención, la interfaz es puesta en un archivo cabecera y la implementación en un archivo de código; los archivos cabecera, que normalmente poseen el sufijo .h, son similares a los archivos cabeceras de C; los archivos de implementación (método), que normalmente poseen el sufijo .m, pueden ser muy similares a los archivos de código de C.

Interfaz

La interfaz de la clase es usualmente definida en el archivo cabecera. Una convención común consiste en nombrar al archivo cabecera con el mismo nombre de la clase. La interfaz para la clase Clase debería, así, ser encontrada en el archivo Clase.h.

La declaración de la interfaz de la forma:

@interface classname : superclassname 
{
    // instance variables
}
+classMethod1;
+(return_type)classMethod2;
+(return_type)classMethod3:(param1_type)parameter_varName;
 
-(return_type)instanceMethod1:(param1_type)param1_varName :(param2_type)param2_varName;
-(return_type)instanceMethod2WithParameter:(param1_type)param1_varName andOtherParameter:(param2_type)param2_varName;
@end

Los signos más denotan métodos de clase, los signos menos denotan métodos de instancia. Los métodos de clase no tienen acceso a las variables de la instancia.

Si usted viene de C++, el código anterior es equivalente a algo como esto:

class classname : superclassname 
{
  public:
    // instance variables
 
    // Class (static) functions
    static void* classMethod1();
    static return_type classMethod2();
    static return_type classMethod3(param1_type parameter_varName);
 
    // Instance (member) functions
    return_type instanceMethod1(param1_type param1_varName, param2_type param2_varName);
   return_type instanceMethod2WithParameter(param1_type param1_varName, param2_type param2_varName = default);
};

Note que instanceMethod2WithParameter demuestra la capacidad de nombrado de parámetro de Objective-C para la cual no existe equivalente directo en C/C++.

Los tipos de retorno pueden ser cualquier tipo estándar de C, un puntero a un objeto genérico de Objective-C, o un puntero a un tipo específico así como NSArray *, NSImage *, o NSString *. El tipo de retorno por defecto es el tipo genérico id de Objective-C.

Los argumentos de los métodos comienzan con dos puntos seguidos por el tipo de argumento esperado en los paréntesis seguido por el nombre del argumento. En algunos casos (por ej. cuando se escriben APIs de sistema) es útil agregar un texto descriptivo antes de cada parámetro.

-(void) setRangeStart:(int)start End:(int)end;
-(void) importDocumentWithName:(NSString *)name withSpecifiedPreferences:(Preferences *)prefs beforePage:(int)insertPage;

Implementación

La interfaz únicamente declara la interfaz de la clase y no los métodos en sí; el código real es escrito en la implementación. Los archivos de implementación (métodos) normalmente poseen la extensión .m.

@implementation classname
+classMethod {
    // implementation
}
-instanceMethod {
    // implementation
}
@end

Los métodos son escritos con sus declaraciones de interfaz. Comparando Objective-C y C:

-(int)method:(int)i 
{
    return [self square_root: i];
}

int function(int i) 
{
    return square_root(i);
}

La sintaxis admite pseudo-nombrado de argumentos.

-(int)changeColorToRed:(float)red green:(float)green blue:(float)blue
 
[myColor changeColorToRed:5.0 green:2.0 blue:6.0];

La representación interna de éste método varía entre diferentes implementaciones de Objective-C. Si myColor es de la clase Color, internamente, la instancia del método -changeColorToRed:green:blue: podría ser etiquetada como _i_Color_changeColorToRed_green_blue. La i hace referencia a una instancia de método, acompañado por los nombres de la clase y el método, y los dos puntos son reemplazados por guiones bajos. Como el orden de los parámetros es parte del nombre del método, éste no puede ser cambiado para adaptarse al estilo de codificación.

De todos modos, los nombres internos de las funciones son raramente utilizadas de manera directa, y generalmente los mensajes son convertidos a llamadas de funciones definidas en la librería en tiempo de ejecución de Objective-C – el método que será llamado no es necesariamente conocido en tiempo de vinculación: la clase del receptor (el objeto que envió el mensaje) no necesita conocerlo hasta el tiempo de ejecución.

Instanciación

Una vez que una clase es escrita en Objective-C, puede ser instanciada. Esto se lleva a cabo primeramente alojando la memoria para el nuevo objeto y luego inicializándolo. Un objeto no es completamente funcional hasta que ambos pasos sean completados. Esos pasos típicamente se logran con una simple línea de código:

MyObject * o = [[MyObject alloc] init];

La llamada a alloc aloja la memoria suficiente para mantener todas las variables de instancia para un objeto, y la llamada a init puede ser anulada para establecer las variables de instancia con valores específicos al momento de su creación. El método init es escrito a menudo de la siguiente manera:

-(id) init 
{
    self = [super init];
    if (self) 
    {
        ivar1 = '''value1''';
        ivar2 = value2;
        .
        .
        .
    }
    return self;
}

Protocolos

Objective-C fue extendido en NeXT para introducir el concepto de herencia múltiple de la especificación, pero no la implementación, a través de la introducción de protocolos. Este es un modelo viable, ya sea como una clase base abstracta multi-heredada en C++, o como una "interfaz" (como en Java o C#). Objective-C hace uso de protocolos ad-hoc, llamados protocolos informales, y el compilador debe cumplir los llamados protocolos formales.

Véase también

• Xcode.
• Mac OS X.
• Java.
• Smalltalk.
• C.
• C++.

Referencias

Enlaces externos

• Página de Apple sobre Objective-C.
• Comunidad de programadores Mac OS X.
• El lenguaje Objective-C para programadores C++ y Java.
• "Hola Mundo" en Objective-C para el iPhone.