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)

class Alumno:
    creados = 0

    def __init__(self, nombre, nota):
        if not Alumno.nota_valida(nota):
            raise ValueError("nota fuera de rango")
        self.nombre = nombre
        self.nota = nota
        Alumno.creados += 1

    @staticmethod
    def nota_valida(nota):
        return 0 <= nota <= 10

    @property
    def aprobado(self):
        return self.nota >= 5

    def __str__(self):
        return f"{self.nombre} ({self.nota})"


class Curso:
    def __init__(self):
        self._alumnos = []

    def matricular(self, alumno):
        self._alumnos.append(alumno)

    @property
    def total(self):
        return len(self._alumnos)

    def media(self):
        suma = 0
        for a in self._alumnos:
            suma += a.nota
        return suma / len(self._alumnos)

    def mejor(self):
        mejor = self._alumnos[0]
        for a in self._alumnos:
            if a.nota > mejor.nota:
                mejor = a
        return mejor

    def aprobados(self):
        return [a for a in self._alumnos if a.aprobado]


if __name__ == "__main__":
    curso = Curso()
    curso.matricular(Alumno("Ana", 4))
    curso.matricular(Alumno("Marta", 8))
    curso.matricular(Alumno("Luis", 6))
    print(f"Matriculados: {curso.total}")
    print(f"Media del curso: {curso.media()}")
    print(f"Mejor alumno: {curso.mejor()}")
    print("Aprobados: " + ", ".join(a.nombre for a in curso.aprobados()))
    try:
        Alumno("Error", 11)
    except ValueError as e:
        print(f"Error: {e}")
    print(f"Alumnos creados: {Alumno.creados}")

Salida:

Matriculados: 3
Media del curso: 6.0
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. for a in self._alumnos o una comprensión de listas. La lista lleva guion bajo (_alumnos): por convención, desde fuera solo se debe matricular o consultar.
• Cada clase se ocupa de lo suyo. Alumno sabe si está aprobado; Curso sabe calcular la media y buscar al mejor. main solo orquesta.
• Los recorridos son los de siempre (acumular una suma, buscar un máximo, filtrar), solo que ahora recorren objetos y consultan sus atributos y 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.

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 Python, un atributo de clase se declara en el cuerpo de la clase (creados = 0) y se usa con el nombre de la clase (Alumno.creados); un método estático lleva @staticmethod y no recibe self. Las funciones sueltas del módulo también sirven como utilidades.

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 una copia o una vista de solo lectura
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

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.