☕ Учебник по Java: cтатический и динамический полиморфизм

В статье разберемся с одной из ключевых концепций объектно-ориентированного программирования — полиморфизмом — и посмотрим, как она реализована в Java.

Что такое Полиморфизм?

Слово «полиморфизм» произошло от двух греческих слов: «Poly» означающего «многочисленный» и «Morph» — форма. Если перевести дословно – бесчисленное множество форм. Живые примеры этого явления можно встретить в земной коре, среди животных и рептилий, а также в других областях науки. Но речь сегодня не об этом, а об основной парадигме ООП, применяющейся во многих языках программирования.

Что такое полиморфизм в программировании?

Полиморфизм в ООП подразумевает собой особенность, при которой одно и то же действие выполняется разными способами. Или, проще говоря, такая концепция позволяет выполнять несколько реализаций одной и той же сущности.

Чаще всего она возникает при наличии другой парадигмы ООП — наследования, т. е. когда у нас существует множество классов, связанных друг с другом. Наследование позволяет одному классу приобретать свойства и атрибуты другого, а полиморфизм использует унаследованные свойства для выполнения различных задач.

Примеры из жизни

Чтобы лучше понять принцип парадигмы, попробуем объяснить это с помощью нескольких простых примеров.

Возьмем нас с вами или если совсем обобщенно — человека. Он, в зависимости от различных обстоятельств, может вести себя по-разному. Например, женщина может быть и матерью, и дочерью, и сестрой, и другом одновременно и в разных ситуациях ее действия будут радикально отличаться.

А еще в организме человека есть разные органы и у каждого из них есть своя функция: сердце отвечает за кровоток, легкие за дыхание, мозг за когнитивную деятельность. То есть, у нас есть стандартная функция, работающая по-разному в зависимости от органа тела. Теперь перейдем конкретно к Java.

Больше полезных материалов вы найдете на нашем телеграм-канале «Библиотека джависта»

Интересно, перейти к каналуПолиморфизм в Java

Что мы должны понимать про принцип действия рассматриваемой концепции? Ну во-первых, все то, что содержит или обрабатывает значения различных типов, когда идет компиляция или выполняется программа — является полиморфным, например:

• любая переменная, которой присваивается значение другого типа;
• любой объект, обладающий свойствами, изменяющими тип данных присвоенного ему значения;
• любая функция, принимающая аргументы различных типов.

Рассмотрим небольшой пример по реализации полиморфизма на Java:

У суперкласса под названием Forms есть метод shapearea() и классы-потомки Triang и Circ. Каждый из них имеет свой способ подсчета площади. С помощью рассматриваемой парадигмы потомки пользуются методом родителя shapearea(), чтобы найти формулу для расчета своей площади.

Вывод:

Типы полиморфизма

Два варианта реализации полиморфизма в Java:

1. Overloading – перегрузка метода
2. Overriding – переопределение метода

При перегрузке метода мы в одном классе создаем нескольких методов с одинаковым названием, но разным функционалом, например:

Вывод:

При переопределении название метода дочернего класса мы ставим такое же, как и уже объявленного метода родительского класса, например:

Выведет:

Статический и динамический полиморфизм

При статическом варианте развития событий метод можно вызывать при компиляции кода, происходит это при помощи рассмотренной нами ранее концепции — перегрузки методов. Говоря проще, у них будет одинаковое название, но разная функциональная начинка (тип возвращаемых данных, свойств и т. д.). В таком случае Java позволяет пользователю свободно определять функциям идентичные названия, если они будут отличны по типу и параметрам, например:

Вывод программы:

При динамическом полиморфизме вызвать переопределеный метод можно при выполнении программы. Скопировать метод родительского класса и обозначить его в дочернем можно с помощью ссылочной переменной родительского класса, при этом вызванный метод будет определяться по объекту, на который она ссылается. Такую операцию еще называют Upcasting, например:

Создадим один родительский класс Звери и три подкласса: травоядные, плотоядные и всеядные. В этом случае классы-потомки расширили родителя и переопределили его метод eat().

Вывод:

Преимущества и недостатки полиморфизма

1. Предоставляет возможность повторного использования кода. Реализованные классы можно многократно использовать повторно. Кроме того, это экономит много времени разработчику, ведь при этом появляется возможность поменять что-то в программе, не трогая исходный код.
2. Одна переменная может использоваться для хранения нескольких значений данных. Значение переменной в дочернем классе, наследуемой от родительского, может быть изменено без изменения родительской переменной.
3. Легче отлаживать код, когда его не так много.

Помимо преимуществ, у рассматриваемой парадигмы есть еще и несколько недостатков:

1. Полиморфизм не так просто реализовать на деле.
2. Такой подход снижает читаемость кода.
3. Может вызывать серьезные проблемы с производительностью в режиме реального времени.

Мы надеемся, что у вас сложилось правильное общее представление о полиморфизме в Java и о том, как его использовать. С более подробной информации по теме можно ознакомиться на официальном сайте Oracle.

https://t.me/itchannels_telegram - полезные ресурсы Java разработчика

Источник