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Programación Unidad 1 NET
Programación Unidad 1 NET
Programación Unidad 1 NET
NET
Programa de la asignatura:
Programación .NET II
Clave:
150930934
Índice
Presentación de la unidad
Aprenderás nuevos conceptos tales como los que se refieren a colecciones, arreglos y
manejo de errores. Elementos que son empleados en diversos lenguajes orientados a
objetos, y de gran utilidad en el desarrollo de aplicaciones en el sector productivo.
Logros
Competencia específica
1.1. Encapsulación
La historia de la programación ha sido marcada por una serie de propuestas que están
pensadas en guiar al desarrollador para que éste desempeñe su trabajo siguiendo dos
principios:
Además de envolver datos y métodos en una sola unidad, la encapsulación también oculta
los detalles internos de datos y el comportamiento de un objeto (Michaells, 2010).
El usuario de una clase en particular no necesita saber cómo están estructurados los datos
dentro de ese objeto, es decir, un usuario no necesita saber la forma en que fueron
programados. Mediante la encapsulación los datos se ocultan, “se encapsulan” dentro de
una clase, y la clase implementa un diseño que permite que otras partes del código accedan
de esos datos de forma eficiente. Imagina la encapsulación como un envoltorio protector
que rodea a los datos de las clases de C# (Ferguson et al., 2010).
De acuerdo con lo anterior, es posible comparar la clase con una cápsula, puesto que cada
objeto es una estructura en cuyo interior hay datos y un código que los manipula, todos
ellos relacionados entre sí, como si estuvieran encerrados en una cápsula, de ahí el término
de encapsulación.
1. Público: en el que cualquier función de cualquier objeto puede acceder a los datos
o métodos de una clase que se define con este nivel de acceso. Este es el nivel de
protección de datos más bajo.
2. Internal: el acceso a los datos sólo está permitido al proyecto actual, es decir, a la
clase que se está compilando.
3. Protegido: es un acceso a los datos restringido, se hereda pero no se puede
manipular desde afuera.
4. Privado: el acceso a los datos está restringido, sólo pueden ser modificados por los
métodos de la clase que se está compilando. Este es el alcance más alto de
protección de datos.
Imagina que te solicitan crear la clase “Entrada” que representa en la vida real la entrada a
una casa, a un edificio, etcétera. Todas las entradas deben tener las siguientes
características: alto, ancho y una propiedad que indique si está abierta o cerrada. Estos
datos (alto y ancho) pueden ser representados por una variable de tipo double, y la
propiedad que indique si está cerrada o abierta de tipo boolean, true si está abierta y false
si está cerrada. Estas propiedades deberán ser de los siguientes tipos según el escenario
que se presente:
Internal Los datos miembro sólo serán manipulados por el mismo objeto, y éste sólo
será manipulado por la misma clase que lo define. El objeto no tendrá una
jerarquía de herencia.
En el ejemplo los datos miembro tendrán la siguiente descripción:
Privado Los datos miembro sólo serán manipulados por el mismo objeto, y éste
será manipulado por otras clases pero no deben tener acceso a los datos
miembro. El objeto no tendrá una jerarquía de herencia.
En el ejemplo los datos miembro tendrán la siguiente descripción:
Protegido Los datos miembro sólo serán manipulados por el mismo objeto, y éste será
manipulado por otras clases pero no deben tener acceso a los datos
miembro. El objeto tendrá una jerarquía de herencia. Por ejemplo:
Público Los datos miembro serán manipulados por el mismo objeto, y otras clases
deben tener acceso a dichos datos. El objeto puede o no tener una jerarquía
de herencia (puede o no tener hijos). Por ejemplo:
En los siguientes subtemas abordarás los métodos miembro, que son una de las funciones
que permiten dar integridad a los datos miembro. Cabe mencionar que los métodos
miembro aseguran el proceso de encapsulación al ser las únicas funciones válidas que
pueden manipular los datos.
Los métodos miembro son funciones que pertenecen a un objeto (son miembros de la clase,
de ahí su nombre). En este subtema se explicará de una manera más profunda cómo se
definen y sus propiedades.
Un método miembro es una función asociada a un objeto. Desde el punto de vista del
comportamiento del objeto, es lo que el objeto puede hacer. Por ejemplo, si se tiene una
clase llamada CuentaBancariaDeDebito y uno de sus datos es saldo, el comportamiento de
esa clase es el de revisar que su saldo no sobrepase a un valor negativo; es decir, evitar,
informar o estar pendiente de que no se retire más de lo que se tenga de saldo.
Como dice Marck Michaells en el libro Essential C# (2010) “un método es un medio de
agrupación de una secuencia de instrucciones que realizan una determinada acción o
calculan un resultado determinado, esto proporciona mayor estructura y organización de
las normas que conforman el programa” (p. 220).
Todas las clases tendrán cuando menos un método, como ya pudiste constatarlo en la
asignatura Programación .Net I. En esta plataforma se cuenta con el método llamado
Main(), que es el punto de entrada de la clase. Pero una clase también se compone de
muchos otros métodos que, según lo propuesto por Deitel (2007), pueden clasificarse en:
• Constructores
• Destructores
• Setters y getters, también llamados propiedades
• Métodos de uso general
A continuación, se explica la forma en que se aplican los métodos de uso general.
[alcance]: se refiere al grado de encapsulación, que como sabes puede ser público, internal,
protegido y privado. El estar entre corchetes [ ] significa que lo que está adentro no es
necesario, es opcional, y, si no se pusieran, será de tipo internal.
Tipo: tipo del valor de retorno. Un método puede devolver un valor a quien lo llama o no
devolver nada. El valor devuelto por un método puede ser de un tipo primitivo de datos o
una referencia, pero nunca puede devolver más de un valor. Si el método no devuelve nada,
el tipo devuelto por el método es el tipo void y debe indicarse utilizando esa palabra.
nombreDelMetodo: existe un acuerdo propuesto por Microsoft de que los nombres de los
métodos comienzan con minúscula. Si el nombre de ese método es un nombre compuesto
cada nueva palabra empieza con mayúsculas, para los nombres de los métodos también se
ha propuesto que inicien con un verbo.
Lo contenido entre las llaves { } se conoce como el cuerpo del método, y está conformado
por la siguiente información:
Definición de variables locales: dentro de los métodos se pueden definir variables, estas
sólo son accesibles dentro del método en donde se han definido. Este tipo de variables no
se inicializan por defecto, si no se inicializan en el momento de la definición, se deben de
inicializar con un valor antes de utilizarlas, de lo contrario el compilador detectará un error
(Peláez, 2005).
En el mundo real existen los libros. De entre sus muchas características un libro tiene título,
autores, editorial y año de edición. Si se quisiera llevar este concepto de libro a un objeto
en CSharp, se tendría una clase llamada Libro, con los datos miembro: título, autores,
editorial y edición. Los tres primeros datos de tipo string y el último de tipo entero. El
listado de esta idea se muestra a continuación:
Supón que se necesita un método llamado antiguedadDelLibro que recibe el año actual
como un número entero y devuelve el número de años que tiene de impreso el libro. La
función relacionada se muestra a continuación:
A fin de no generar nuevas variables, CSharp permite repetir el nombre de los parámetros
y el nombre de los datos miembro, la forma de diferenciarlos es utilizando la palabra
reservada this para los datos miembro. Observa esto con un ejemplo:
Supón que se necesita una función llamada cambiarTitulo que permita precisamente
cambiar el título del libro. Una forma de hacer esto se muestra a continuación:
Finalmente recuerda que si el método es público podrá ser utilizado por cualquier
programa. Observa el uso de este objeto:
Recuerda que CSharp te permite utilizar variables y nombres de métodos con caracteres
latinos como int añoActual, pero no es recomendable porque te pueden ocasionar
problemas si cambias de computadora y ésta tiene definido en Windows el idioma inglés
u otro. Por ello, es preferible int antiguedad a int antigüedad.
System.Console.ReadLine(), para que se detenga y haya tiempo de ver el resultado de
la ejecución.
Ten en cuenta que los métodos miembro trabajan en conjunto, a ello se le nombra
propiedades, y es lo que se abordará en el siguiente subtema.
1.1.2. Propiedades
Las propiedades son métodos miembros que ofrecen un mecanismo flexible para leer,
escribir o calcular los valores de campos privados. Se pueden utilizar las propiedades como
si fuesen miembros de datos públicos, aunque en realidad son métodos especiales
denominados descriptores de acceso. De este modo, se puede tener acceso a los datos con
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Unidad 1. Desarrollo de objetos en la plataforma .NET
facilidad, a la vez que proporcionan la seguridad y flexibilidad de los métodos (MSDN, 2013
f).
Para ejemplificar lo que son las propiedades, considera el caso en que se requiera construir
un objeto llamado Reloj, con tres datos miembro: horas, minutos y segundos. Todos ellos
de tipo int y privados para que el concepto de encapsulamiento se aplique, es decir, que
sólo sean accesibles por los mismos miembros del objeto. Esto en CSharp se desarrollaría
como se muestra en el siguiente listado:
En este ejemplo se han encapsulado los datos para que no puedan ser modificados desde
el exterior, por lo que para poder lograr que sean manejados desde el exterior se utiliza el
concepto de propiedad que proporciona CSharp.
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Unidad 1. Desarrollo de objetos en la plataforma .NET
mismo nombre que la propiedad a la cual van a servir de interfaz. Siguiendo ese
delineamiento la propiedad para horas tendría el siguiente código:
Como se observa, se ha implementado una interfaz para horas. En el método ‘get’, que
devuelve el contenido de la variable horas, sólo se utiliza la palabra reservada “return”. En
el método ‘set’, que permite guardar valores dentro de la variable horas, utiliza el
parámetro ‘value’ que representa el valor que se está recibiendo y se guarda dentro de una
variable. Un ejemplo del uso del objeto es el siguiente:
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Unidad 1. Desarrollo de objetos en la plataforma .NET
De esta manera se logra el acceso a datos privados mediante el concepto de propiedades. Como
puedes observar, el dato horas al ser privado sólo se puede acceder a través de la propiedad
Horas.
Ahora, imagina que necesitas una propiedad de sólo lectura llamada Hora_Actual.
Una propiedad de sólo lectura significa que no es posible asignar un valor, sólo será posible ver
su contenido.
No sería correcto hacer algo como esto: reloj.Hora_Actual=“10:30:22”; porque se está utilizando
a la propiedad para escribir un valor y en la propuesta no se permite. Sólo se requiere ver el
contenido, es decir, una propiedad de “sólo lectura”.
1) No es necesario que una propiedad encapsule un valor dentro de la clase. En este caso
sólo existe la propiedad Hora_Actual pero no está ligada a un dato específico dentro de
la clase.
2) No existen instrucciones para el método set, por lo tanto, la propiedad no puede recibir
valores; será de sólo lectura. Si faltara el código de las instrucciones para get y existiera
uno para la instrucción set, la propiedad sería de sólo escritura, pero no se podría
recuperar un valor de la variable.
3) No es forzoso el uso de sólo retornar o tomar valores como parte de las propiedades, es
posible hacer cualquier operación dentro de ellas.
De acuerdo con lo anterior, se puede resumir que la encapsulación es un mecanismo que permite
a los programadores determinar qué datos y métodos miembro serán utilizados por la misma
clase y por las otras que compondrán el desarrollo, al mismo tiempo que proporciona una serie
de herramientas para lograrlo.
Los constructores y los destructores son métodos especiales, el primero de ellos sirve para
inicializar un objeto a un estado conocido que sea necesario para poder utilizarlo. Por el
contrario, un destructor es un método especial que se ejecuta cuando el CLR (el entorno común
de ejecución) destruye los objetos de la clase. Permite liberar recursos (memoria, valores,
dispositivos) para que otros objetos dispongan de ellos (p. 423).
Ten en cuenta que todos los objetos tienen cuatro fases importantes en su ciclo de vida:
1.2.1. Constructores
En relación al ciclo de vida de un objeto, para este subtema comenzarás con la revisión de la
segunda etapa que, como sabes, se refiere al uso de los constructores en CSharp.
Los constructores son métodos de clase que se ejecutan cuando se crea un objeto de un tipo
determinado, en CSharp tienen el mismo nombre que la clase y, normalmente, inicializan los
miembros de datos del nuevo objeto (MSDN, 2013 i).
Retomando el ejemplo del inicio de la unidad, si se tiene una clase llamada Libro su constructor
será un método también llamado Libro.
En donde:
Modificadores: los constructores sólo pueden ser públicos o privados. Para fines prácticos de
esta unidad, todos los constructores serán públicos. Los constructores privados tienen un uso
muy especial que revisarás más adelante.
NombreDeLaClase: todos los constructores deben llamarse como se llama la clase. Exactamente
igual en letra y tipo de ellas (mayúsculas y minúsculas).
Definición de variables locales: dentro de los constructores se pueden definir variables que sólo
son accesibles dentro de ellos. Este tipo de variables no se inicializan por defecto, por lo tanto,
se deben inicializar en el momento de su definición o deben de inicializar antes de utilizarlas,
pues de lo contrario el compilador detecta un error.
1. Un constructor no devuelve ningún tipo de dato. Incluso no debe devolver un tipo void.
Por lo tanto, no se pone ninguna palabra en tipo.
2. Como consecuencia de lo anterior, no es válido utilizar la palabra return en ningún caso.
Retomando el objeto del reloj, se agregará un constructor que reciba los parámetros de horas,
minutos, segundos, y los guarde dentro de los datos miembro del objeto. El código quedaría
como se muestra a continuación:
Los elementos que inician con el operador this, se refieren a los datos del propio objeto y los
elementos que no inician con esa palabra son los parámetros del constructor.
Un objeto puede tener varios constructores, si supones que se necesita un constructor que no
reciba parámetros y por lo tanto inicialice todos los datos miembro en cero. En ese caso el
constructor tendría la siguiente apariencia:
El compilador distingue que son dos constructores diferentes por el número de parámetros de
cada uno. Cuando se invocan en el programa principal se puede ver cómo se construyen dos
instancias.
En el segundo caso reloj2, sus valores internos de horas son de 10, el de minutos de 32 y el de
segundos de 43.
0:0:0
10:32:43
Ten en cuenta que los constructores pueden realizar cualquier actividad, la única condición es
que no pueden devolver un valor. En el siguiente subtema se explicará lo correspondiente a los
destructores.
1.2.2. Destructores
En este subtema se abordarán los métodos opuestos a los constructores, es decir, los
destructores. Si un constructor inicializa datos cuando el objeto es construido, un destructor
(como su nombre lo indica) destruye los datos que el constructor inicializó.
Los destructores se utilizan para destruir instancias de clases. Como dice el libro de Microsoft, C#
Language Specification (2010): “es posible comparar un destructor como lo opuesto a un
constructor” (p. 484). Un destructor en programación orientada a objetos es una función
miembro especial que es invocada automáticamente cuando el objeto se deja de referenciar
(termina de ejecutarse). Según Eckel Bruce (2010), sus principales actividades son:
Directamente en el portal de Microsof de CSharp (2013), se dice que “El programador no tiene
control sobre cuándo se llama al destructor porque esto está determinado por el recolector de
basura”, pero cuando este se llame ejecutará el código que se implemente.
Las actividades en este destructor son simples. Se limpian las variables del objeto. Esto de manera
general no es necesario, pero ejemplifica muy bien una labor final.
Los destructores tienen pocos usos, pero el más común es el cerrado de bases de datos
guardando información a fin de evitar inestabilidades en ellas.
1.3. Sobrecarga
método, concepto que se refiere a la combinación del dato que regresa, el nombre del mismo y
los argumentos que recibe (Deitel, 2007).
A partir del concepto anterior es posible afirmar que la sobrecarga de métodos es la creación de
varios métodos con el mismo nombre, pero con firmas diferentes. En programación orientada a
objetos la sobrecarga se refiere a la posibilidad de tener dos o más funciones con el mismo
nombre pero con funcionalidad diferente, basada en el tipo de parámetros que recibe (Deitel,
2007).
Por ejemplo, si se tiene dos métodos llamados leerDatos, pero uno recibe dos enteros y el otro
recibe dos números flotantes, se dice que el método leerDatos está sobrecargado dos veces. Es
posible sobrecargar constructores y métodos (como se explicó en el subtema 1.2.1.
Constructores, son similares pero pensados para situaciones distintas).
Los operadores por default están sobrecargados. Por ejemplo, el operador ‘+’ puede sumar
enteros, flotantes o combinaciones de ellos; lo que representa es la suma de dos valores.
Al ser el constructor un método, también es posible sobrecargarlo, lo cual resulta de gran utilidad
cuando se necesita instanciar varios objetos de una forma diferente al momento de crearlos. Un
ejemplo podría ser el siguiente:
Se cuenta con un objeto llamado Persona, que puede recibir datos en el momento de
instanciarse. Una instancia se forma conociendo el nombre de la persona; otra, conociendo su
nombre y su tarjeta de trabajo, pero también es posible instanciar un objeto Persona conociendo
su tarjeta, nombre, edad y sexo.
Para profundizar al respecto recuerda el ejemplo del reloj, considera que necesitas un
constructor que reciba la hora en forma de una cadena que reciba el siguiente formato:
HH:MM:SS, pero también necesitas un constructor que reciba la hora en forma de número de
segundos y lo convierta a horas, minutos y segundos (esto te puede parecer raro, pero es la forma
en la que la mayoría de las aplicaciones como Excel o sistemas operativos como Windows o Linux
manejan el tiempo). El ejemplo se puede implementar como se muestra a continuación:
Al analizar el código se puede decir que el constructor está sobrecargado porque los dos reciben
el mismo número de parámetros (sólo uno), pero son de diferente tipo y cada uno de ellos tiene
un procedimiento diferente para calcular el número de horas, minutos y segundos que tendrá el
objeto.
El programa principal instanciará (recuerda que todo programa en CSharp debe instanciarse para
poder ejecutarse) a cada uno de los objetos dependiendo del argumento que se le indique, esto
se puede observar en el siguiente listado:
La primera instancia del reloj1 recibe como parámetro una cadena, la instancia del reloj2 recibe
un número que representa una hora en segundos. El compilador sabe qué constructor usar en
función del parámetro que se está enviando. Esto se puede comprobar en la salida del programa,
que será la siguiente:
10:20:30
3:24:5
Un objeto puede tener tantos constructores como sean necesarios, sólo es necesario recordar
que el tipo de parámetros que recibe debe cambiar.
Según MSDN (2013 g), la sobrecarga consiste en crear más de un método en una clase con el
mismo nombre y distintos tipos de argumentos. Esto es muy práctico, pues no tienes que
renombrar cada función según el tipo de valor que acepta.
En el ejemplo del objeto reloj, en caso de que se presenten dos requerimientos, el primero
sería un método llamado avanza, el cual recibiría un valor en horas, minutos y segundos; el
segundo método debería estar sobrecargado, uno de ellos recibiría tres enteros y las otras tres
cadenas que contendrían horas, minutos y segundos.
Primer requerimiento: un método que se llame avanza y reciba un valor en horas, minutos y
segundos. Se debe aumentar estos valores al reloj, pero recuerda que al sumar los segundos o
minutos del parámetro a de la clase, no pueden ser mayor que 59 porque al ser 60 aumenta un
minuto o una hora más, dependiendo del parámetro que se trate. También debes cuidar que las
horas, al sumarse las del parámetro con las del objeto, no sean mayor que 23. El reloj deberá de
iniciarse a 0.
Segundo requerimiento: el método debe estar sobrecargado, uno de ellos recibirá tres enteros y
otro recibirá tres cadenas que contendrán las horas, los minutos y los segundos. Es posible ver
esto en el siguiente listado:
Puede concluirse que cada método sobrecargado es capaz tener su propio código. En el ejemplo
anterior también se observa cómo un método puede llamar a otro, siempre y cuando utilice los
parámetros adecuados.
Como puede observarse en el programa principal Main, el uso de los constructores y métodos
sobrecargados puede ser de manera libre de acuerdo a ciertas necesidades. El compilador C#
.NET sabrá cuál utilizar de acuerdo al tipo de parámetros (para fines prácticos de esta asignatura,
compilador de C Sharp, C#, Visual CSharp, C# .NET o CSharp .NET son sinónimos). La siguiente
lista muestra ejemplos de métodos sobrecargados válidos:
Las tres firmas son válidas porque tienen distinto tipo de parámetros que reciben. En el caso de
la firma tres, no es trascendente que devuelva un entero ni que los parámetros tengan otro
nombre, lo importante es el número de parámetros y su tipo.
En la firma 4 se observa un error. No importa que cambie el nombre de los parámetros, su tipo
es igual al ejemplo de la firma 1.
En la firma 5 se observa un error. No importa que el valor de retorno cambie, el tipo y número
de parámetros es igual al ejemplo de la firma 1.
Se concluye que la sobrecarga es una herramienta útil en el desarrollo de las aplicaciones, al dar
un nombre único a procesos que esencialmente son iguales y en los que sólo se cambian los
valores con los que se trabaja. El caso más notorio antes de que el polimorfismo existiera es el
del lenguaje C, donde existían los métodos llamados itoa, ftoa y ltoa, todos ellos devuelven una
cadena, pero la primera recibe un entero, la segunda un float y la tercera un long (métodos que
se eliminaron al implementarse la programación orientada a objetos). Con el polimorfismo esto
se puede evitar al dar un sólo nombre al método y los parámetros le dirán al compilador qué
operación debe hacer.
CSharp es uno de los pocos lenguajes que permite reescribir (sobrecargar) un operador,
agregándole nuevas funcionalidades. Para ello, según el MSDN (2013 h), se deben seguir las
siguientes reglas:
La siguiente tabla muestra la posibilidad de sobrecarga de los operadores (MSDN, 2013 c):
Operadores Posibilidad de sobrecarga
Ahora un ejemplo.
𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟
𝐷𝑒𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑜𝑟
Con los anteriores conceptos se desarrollará un objeto que se llamará fracción. Tendrá dos datos
miembros de tipo entero llamados Numerador y Denominador. Estos se recibirán en el
constructor. Se tendrá un método llamado imprime que devolverá la fracción en el formato
Numerador/Denominador.
Se sobrecargará el operador ‘+’que permita sumar dos fracciones. El código del enunciado se
muestra a continuación:
Fracción 1: 1/2
Fracción 2: 1/3
Fracción Suma: 5/6
Hasta aquí se concluye el desarrollo de los temas 1.2. Construcción y destrucción en CSharp, y
1.3. Sobrecarga. Es momento de que realices algunas actividades de aprendizaje.
Cierre de la unidad
La construcción y la destrucción son métodos utilizados en estas dos etapas (cuando el objeto es
instanciado y cuando deja de ser referenciado), muy importantes dentro de la vida de un objeto,
cuando se construye y cuando se destruye.
En lenguajes orientados a objetos, todo objeto tiene un ciclo de vida (nace cuando se instancia,
vive cuando ejecuta sus métodos de trabajo, muere cuando se deja de hacer referencia a él); en
la primera etapa se utiliza un constructor y en la segunda un destructor. Estos métodos son de
suma importancia porque hacen énfasis en estos dos momentos en la vida de un objeto: la
construcción y la destrucción. En las unidades subsecuentes verás otros métodos que se encargan
de otros momentos en dicho ciclo. Ten siempre en cuenta que el ciclo de vida de un objeto
empieza por su declaración, instanciación y uso en un programa CSharp, hasta que desaparece.
Finalmente, la sobrecarga se refiere al uso del mismo identificador y sus parámetros, pero en
distintos contextos (distinto tipo). En la siguiente unidad verás que este concepto es el inicio de
algo aún más complejo y útil llamado polimorfismo, donde la sobrecarga pasa al siguiente nivel,
no sólo cambia el tipo de parámetros sino también el número de ellos.
Te espera una unidad muy interesante, donde aprenderás nuevos conceptos de programación
orientada a objetos mediante CSharp, en la plataforma .NET.
En esta sección se presentan algunos recursos que es recomendable consultes para profundizar
en el estudio de los principales temas revisados en la unidad.
• La primera recomendación es la base de conocimientos que se encuentra en el portal
oficial de CSharp en español, propuesto por Microsoft; ahí encontrarás la explicación y
varios ejemplos de encapsulación, construcción, destrucción y sobrecarga. Esta página es
válida para cualquier versión, desde 2008 hasta 2015. Se encuentra disponible en:
https://docs.microsoft.com/es-es/visualstudio/csharp-ide/encapsulate-field-refactoring-
csharp?view=vs-2015&redirectedfrom=MSDN
Fuentes de consulta
Básicas
• Deitel, M. (2004). Cómo programar en CShar y Java, 4a. ed. España: Pearson.
• Troelsen, A. (2010). Pro C# 2010 and the .NET 4 Platform. Estados Unidos: Apress.