Herencia

En una frase: la herencia permite definir una clase especializada a partir de otra, reutilizando y refinando su comportamiento cuando la relación entre ambas realmente es «es un».

¿Qué aprenderás?

• Identificar superclases, subclases y relaciones es-un.
• Inicializar la parte heredada con super y sobrescribir métodos con @Override.
• Reconocer los costes de una jerarquía rígida antes de elegir herencia.

1. El problema que queremos resolver

En una aplicación de transporte, una bicicleta eléctrica y una bicicleta de paseo comparten datos y acciones: ambas tienen una velocidad y pueden frenar. Copiar la implementación común en dos clases duplica código; una modificación posterior puede dejar las clases inconsistentes. Una superclase puede reunir lo verdaderamente común, mientras las subclases añaden sus especializaciones.

2. Explicación intuitiva

Piensa en una categoría y sus variantes: una bicicleta eléctrica sigue siendo una bicicleta, pero además administra una batería. La especialización hereda lo que la categoría general promete y puede completar o redefinir ciertos comportamientos.

Límite de la analogía: una jerarquía de clases es una decisión del modelo de software, no una afirmación de que toda taxonomía del mundo real deba convertirse en herencia.

3. Definición técnica

Una superclase declara estado y comportamiento generales; una subclase los hereda y los especializa. En Java, extends expresa la relación entre clases. Cada clase puede extender directamente una sola clase; sí puede implementar varias interfaces.

Los constructores no se heredan. Al crear una subclase, Java inicializa primero la parte de la superclase. super(...) invoca un constructor de esta y, si se usa, debe ser la primera instrucción del constructor. Si no se escribe una llamada explícita, Java intenta insertar super(); esto requiere que la superclase tenga un constructor sin argumentos accesible.

La subclase puede sobrescribir un método de instancia heredado con la misma firma compatible. @Override hace que el compilador compruebe que la sobrescritura es válida. super.metodo() permite invocar la implementación de la superclase. Los miembros private no son accesibles directamente desde la subclase, aunque formen parte de la implementación de la superclase; se debe usar su API accesible.

4. Representación visual

classDiagram
    class Bicicleta {
        -int velocidad
        +frenar() void
        +describir() String
    }
    class BicicletaElectrica {
        -int nivelBateria
        +asistir() void
        +describir() String
    }
    Bicicleta <|-- BicicletaElectrica

La flecha apunta desde la subclase hacia la superclase: BicicletaElectrica es una Bicicleta y agrega un dato y un comportamiento.

5. Ejemplo aplicado

class Bicicleta {
    private int velocidad;

    public Bicicleta(int velocidadInicial) {
        if (velocidadInicial < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("La velocidad no puede ser negativa");
        }
        velocidad = velocidadInicial;
    }

    public void frenar() {
        velocidad = Math.max(0, velocidad - 5);
    }

    public String describir() {
        return "Velocidad: " + velocidad;
    }
}

class BicicletaElectrica extends Bicicleta {
    private final int nivelBateria;

    public BicicletaElectrica(int velocidadInicial, int nivelBateria) {
        super(velocidadInicial);
        if (nivelBateria < 0 || nivelBateria > 100) {
            throw new IllegalArgumentException("La batería debe estar entre 0 y 100");
        }
        this.nivelBateria = nivelBateria;
    }

    @Override
    public String describir() {
        return super.describir() + ", batería: " + nivelBateria + "%";
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        BicicletaElectrica bici = new BicicletaElectrica(20, 80);
        bici.frenar();
        System.out.println(bici.describir());
    }
}

super(velocidadInicial) mantiene la validación común en la clase base. describir() amplía el resultado heredado sin duplicar cómo se representa la velocidad. La salida esperada es Velocidad: 15, batería: 80%.

Para probarlo, guarda el ejemplo en Main.java y ejecuta javac Main.java y después java Main con un JDK instalado.

6. Cuándo utilizar herencia

Es útil cuando la subclase puede sustituir a la superclase donde se espera esta y la relación es-un tiene sentido para el dominio. Evítala solo para compartir unas pocas líneas: una subclase queda ligada a decisiones y cambios de su superclase.

Errores frecuentes

• Extender para reutilizar código: si la relación real es «tiene un», considera composición.
• Olvidar el constructor base: una superclase sin constructor sin argumentos requiere llamar explícitamente a otro constructor con super(...).
• Cambiar el contrato heredado: una sobrescritura no debería romper las expectativas de quien usa la clase base.

7. Ejercicio práctico

Enunciado

Crea una clase Vehiculo que valide una matrícula no vacía y una subclase Autobus con una capacidad positiva.

class Vehiculo {
    private final String matricula;

    public Vehiculo(String matricula) {
        if (matricula == null || matricula.isBlank()) {
            throw new IllegalArgumentException("La matrícula es obligatoria");
        }
        this.matricula = matricula;
    }

    public String getMatricula() {
        return matricula;
    }
}

class Autobus extends Vehiculo {
    private final int capacidad;

    public Autobus(String matricula, int capacidad) {
        super(matricula);
        if (capacidad <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("La capacidad debe ser positiva");
        }
        this.capacidad = capacidad;
    }

    public int getCapacidad() {
        return capacidad;
    }
}

8. Resumen y comprensión

• Herencia expresa especialización y reutiliza comportamiento accesible de la superclase.
• Java permite una sola superclase directa; los constructores se invocan, no se heredan.
• Sobrescribe métodos con @Override y preserva el contrato que heredas.

1. ¿Por qué una clase no hereda los constructores de su superclase?
2. ¿Qué ventaja ofrece @Override frente a confiar solo en el nombre del método?
3. ¿Extenderías Impresora para modelar una Computadora que usa una impresora? ¿Por qué?

9. Continúa aprendiendo

• Requisitos previos: Clases y objetos, Encapsulamiento.
• Siguiente lección: Polimorfismo.
• Tema relacionado: Composición y diseño.

10. Fuente

• Oracle. The Java Tutorials: Inheritance.