4.D Colecciones de objetos y miembros estáticos

Objetos que contienen objetos

Los objetos se pueden combinar: un curso tiene alumnos, una biblioteca tiene libros, una persona tiene cuentas. Es la relación de composición («tiene un»), y se resuelve guardando los objetos dentro de otro, normalmente en una lista.

Curso ◆────── 0..n ──────▶ Alumno
(guarda una lista)         (nombre, nota)

var curso = new Curso();
curso.Matricular(new Alumno("Ana", 4));
curso.Matricular(new Alumno("Marta", 8));
curso.Matricular(new Alumno("Luis", 6));
Console.WriteLine($"Matriculados: {curso.Total}");
Console.WriteLine($"Media del curso: {curso.Media()}");
Console.WriteLine($"Mejor alumno: {curso.Mejor()}");
Console.WriteLine($"Aprobados: {string.Join(", ", curso.Aprobados().Select(a => a.Nombre))}");
try
{
    new Alumno("Error", 11);
}
catch (ArgumentException e)
{
    Console.WriteLine($"Error: {e.Message}");
}
Console.WriteLine($"Alumnos creados: {Alumno.Creados}");

class Alumno
{
    public string Nombre { get; }
    public int Nota { get; }
    public bool Aprobado => Nota >= 5;

    public static int Creados { get; private set; }

    public Alumno(string nombre, int nota)
    {
        if (!NotaValida(nota))
        {
            throw new ArgumentException("nota fuera de rango");
        }
        Nombre = nombre;
        Nota = nota;
        Creados++;
    }

    public static bool NotaValida(int nota) => nota >= 0 && nota <= 10;

    public override string ToString() => $"{Nombre} ({Nota})";
}

class Curso
{
    private readonly List<Alumno> _alumnos = new();

    public int Total => _alumnos.Count;

    public void Matricular(Alumno alumno)
    {
        _alumnos.Add(alumno);
    }

    public double Media()
    {
        int suma = 0;
        foreach (Alumno a in _alumnos)
        {
            suma += a.Nota;
        }
        return (double)suma / _alumnos.Count;
    }

    public Alumno Mejor()
    {
        Alumno mejor = _alumnos[0];
        foreach (Alumno a in _alumnos)
        {
            if (a.Nota > mejor.Nota)
            {
                mejor = a;
            }
        }
        return mejor;
    }

    public List<Alumno> Aprobados() => _alumnos.Where(a => a.Aprobado).ToList();
}

Salida:

Matriculados: 3
Media del curso: 6
Mejor alumno: Marta (8)
Aprobados: Marta, Luis
Error: nota fuera de rango
Alumnos creados: 3

Qué conviene copiar de este diseño:

• El curso decide qué se puede hacer con su lista. Ofrece Matricular, Media, Mejor y Aprobados, pero no entrega la lista para que cualquiera la modifique. La lista es private: desde fuera solo se puede matricular o consultar.
• Cada clase se ocupa de lo suyo. Alumno sabe si está aprobado; Curso sabe calcular la media y buscar al mejor. El programa principal solo orquesta.
• Los recorridos son los de siempre (acumular una suma, buscar un máximo, filtrar), solo que ahora recorren objetos y consultan sus propiedades.
• Las reglas del objeto, en el objeto: la nota se valida en el constructor de Alumno, así un alumno con nota 11 no llega a existir (y no se cuenta en Creados).

Devolver la lista sin regalarla

Si hace falta que otros lean la lista, devuélvela como IReadOnlyList<Alumno> (public IReadOnlyList<Alumno> Todos => _alumnos;): se puede recorrer y consultar, pero no tiene Add ni Remove.

Miembros estáticos

Hasta ahora, cada atributo y cada método pertenecía a un objeto concreto. Un miembro estático pertenece a la clase, y es el mismo para todos los objetos. En el ejemplo hay dos:

• Creados: un contador compartido que cuenta cuántos alumnos se han creado (no tiene sentido guardarlo en cada alumno).
• NotaValida: una función de utilidad que no necesita ningún alumno para funcionar.

En C# se marcan con static y se usan con el nombre de la clase: Alumno.Creados, Alumno.NotaValida(5). Una clase estática (static class Utilidades) solo contiene miembros estáticos y no se puede instanciar; es lo que son Math o Console.

No abuses de lo estático

Un atributo estático es estado global: cualquiera puede cambiarlo y los resultados dependen de lo que haya ocurrido antes en el programa, lo que complica las pruebas. Úsalo para contadores sencillos, constantes y utilidades; no para guardar los datos de la aplicación.

Errores frecuentes

Error	Cómo evitarlo
Devolver la lista interna para que otros la modifiquen	Ofrece métodos concretos, o devuelve IReadOnlyList<T> o una copia
Buscar el máximo empezando con un valor «inventado» (como 0)	Empieza con el primer elemento (y comprueba que la lista no esté vacía)
Dividir por el tamaño de una lista vacía	Comprueba antes que hay elementos
Poner datos de objetos concretos en un atributo estático	Un atributo estático es para lo que es común a todos
Dividir dos int y esperar decimales	(double)suma / total: convierte antes de dividir

Para practicar

Las colecciones de objetos y las relaciones entre clases se practican en U4.3 · POO II. Pasar de uno a otro muestra las mismas ideas en otro lenguaje.