Полиморфизм – это понятие, которое встречается в объектно-ориентированном программировании (ООП). Оно дает возможность разнообразным сущностям выполнять одинаковые действия (операции). Устройство этих самых сущностей изнутри для реализации различных манипуляций не имеет никакого значения, как и их различия.
Далее предстоит изучить полиморфизм с точки зрения разработки программного обеспечения более детально. Необходимо рассмотреть его в качестве принципа объектно-ориентированного программирования, изучить его формы, преимущества и недостатки. А еще – выяснить, для каких конкретно целей необходим полиморфизм. Предложенная ниже информация пригодится как IT-специалистам, так и обычным пользователям.
Определение
Полиморфизм – это способность функции обрабатывать данные разных типов. С его помощью можно задействовать одни и те же методы для объектов различных классов. Внутреннее их устройство не имеет никакого значения.
С греческого языка polymorphism переводится как «многообразие». Этот термин используется не только в программировании, но и в других областях. В качестве примера можно взять биологию. В ней подобным термином описывается способность какого-либо вида существовать в разных видах. В программировании смысл полиморфизма заключается в том, что один и тот же метод способен реализовываться по-разному.
Для чего необходим
Рассматриваемый прием широко используется в разработке программного обеспечения. Далее термин «polymorphism» будет изучаться с точки зрения программирования. Он необходим в следующих целях:
- Облегчение написания исходных кодов программ. Придумывать для классов несколько разных методов с ним не придется. Достаточно грамотно написать всего один, применяемый к различным сущностям.
- Масштабируемость решений. Если необходимо отправить не только один видеофайл или графический документ, но и текст, получится сделать это при помощи одной и той же команды.
- Формирование более читаемого кода. Программисту не придется разбираться на протяжении длительного времени в схожих между собой методах и классах со схожими названиями. Вместо них будет всего один метод, по имени которого будет понятен алгоритм его выполнения.
- Повышение уровня понимания принципов работы разных методов. Исходный код приложения за счет рассматриваемой концепции становится не только более понятным, но и предсказуемым.
Определение полиморфизма и его ключевые особенности должны быть известны каждому, кто планирует программировать. Множество современных языков разработки пользуются соответствующей концепцией при работе с классами и объектами: Python, C++, Java, C и другие.
Как принцип ООП
Объектно-ориентированное программирование включает в себя несколько ключевых принципов:
- Инкапсуляцию. Так называется создание сущностей как «вещей в себе». Классы с помощью инкапсуляции будут работать независимо друг от друга: если та или иная сущность будет удалена, на остальных соответствующая операция никак не отразится.
- Абстракцию – принцип, при котором какие-то общие характеристики сводятся до набора абстрактных признаков. Можно иметь не абсолютно разные классы вроде «изображения», «видео», «текст», а абстрактный класс «контент».
- Наследование. Так называется возможность на основе одних классов создавать другие. Обычно в виде «родителя» используются абстрактные сущности, от которых будут наследоваться более конкретные. Если «родителем» выступает класс «контент», его «дети» – это «изображения», «видео», «текст».
- Полиморфизм. Его определение уже было приведено. Так называется возможность разных классов использовать одни и те же методы в процессе работы.
Для реализации полиморфизма в ООП требуется абстракция и наследование. С их помощью удается сформировать абстрактный класс, а в нем – общий абстрактный метод. После – унаследовать разнообразные реализации этого метода.
Полиморфный метод – это…
Полиморфный – это значит «многообразный»: формы отличаются, а действие будет одинаковым. Работает соответствующий метод по следующему алгоритму:
- Разработчик пишет общий класс. В качестве примера выступит класс «контент». Он описывает вещи, общие для всего контента: свойства и методы. Свойствами называются признаки того, что есть у рассматриваемого объекта: возможность комментирования, количество отметок «Мне понравилось» и так далее. Методы – это действия. Команды, которые можно совершить относительно контента: сделать репост, поставить «лайк», открыть на отдельной вкладке, добавить в закладки или отправить в личных сообщениях другому пользователю.
- Создается общий класс с абстрактными, общими методами. Контент можно отправлять другим пользователям, но пока неясно, как именно. Разработчик должен описать то, как будет выглядеть соответствующая команда: ее название, что требуется передать в нее, какое сообщение вывести на экран после этого. Это – своеобразный «каркас» будущей конкретной операции.
- Создаются производные классы. Это – наследники общего класса. Они являются более конкретными, могут предусматривать ряд дополнительных методов и свойств. Пример – видео можно поставить на паузу, а изображение – нет. В производных сущностях сохраняются абстрактные методы и свойства «родителя»: они определяются для более точного функционирования.
- Для каждого производного класса прописываются собственные общие методы реализации. В сущности «контент» поддерживает метод «отправить». Он также имеется в производных классах. В классе «изображение» может содержаться отдельный код для отправки, в «видео» – тоже. Соответствующие операции бывают похожи или различаются, но названия у них будут одинаковыми. То же самое относится к непосредственно выполняемой команде.
Также в процессе разработки можно создавать объекты производных классов и пользоваться их методами. Абстрактные сущности существуют словно в вакууме: объект, который будет принадлежать к соответствующему классу, создать нельзя. Среди реальных элементов не может быть «просто контента», который не относится ни к тексту, ни к изображению, ни к видео, ни к чему-либо еще. Абстрактные методы никто не будет вызывать. Предопределенные методы из производных являются вполне реальными. Ими разработчики имеют право пользоваться в самых разных ситуациях.
Преимущества и недостатки
Примеры полиморфизма уже были изучены. Данная концепция имеет как преимущества, так и недостатки. К «сильным» сторонам рассматриваемой операции можно отнести следующие моменты:
- Возможность написать более аккуратный и понятный код. Сущности в нем множить не приходится, как и создавать огромное количество команд с одинаковыми функциональными возможностями. Бессвязный и неструктурированный код тоже отсутствует.
- Более удобная работа с кодом. Разработчику не нужно каждый раз думать, что делает та или иная команда для конкретного вида объекта. Допустимо просто написать ее и получить желаемый результат.
- Возможность одинаково работать с разными сущностями. Каждый раз выяснять, о каком именно производном классе идет речь в исходном коде на этот раз, нет никакой необходимости. Общее полиморфное действие поддерживается для всего.
- Повышение расширяемости. Исходный код при помощи рассматриваемой концепции проще расширять, а также использовать повторно и модифицировать.
Недостатки у рассматриваемой концепции тоже есть. К ним относят:
- Связь полиморфизма с наследованием может стать слабым местом приложения.
- Не всегда изучаемый прием удается грамотно реализовать на практике. Иногда для этого придется постараться, чтобы исключить необъяснимые ошибки и неполадки.
- Новичкам проблематично понять принцип концепции. Отдельно от ООП полиморфизм рассмотреть и объяснить не получится.
Несмотря на это, изучаемая концепция все равно остается достаточно удобным и функциональным элементом разработки программного обеспечения.
Формы и виды
Существуют разные виды полиморфизма:
- Подтипов. Это – полиморфность «по умолчанию». Определение соответствующей концепции было представлено ранее. Именно оно подразумевается в объектно-ориентированной разработке. Это возможность использовать одни и те же команды/интерфейсы для разных сущностей.
- Параметрический (или обобщенный). В нем для команды нет разницы, какую сущность прислал разработчик: для всех возможных классов будет применяться один и тот же код. Его сложнее реализовать, но он делает исходное приложение более универсальным.
- Ad hoc (или специализированный). Иногда он противопоставляется параметрическому. Идея ad hoc – использование одинаковых названий, но разного кода. Данная концепция часто реализовывается при помощи перегрузки методов: одна операция прописывается несколько раз с одним и тем же названием, но с разным кодом.
Полиморфизм также бывает статическим и динамическим. В первом случае методы предопределяются при компиляции, во втором – в процессе работы приложения.
Лучше понять, что собой представляет полиморфизм, а также научиться применять его на практике, помогут дистанционные компьютерные курсы. На них с нуля обучат программировать и разбираться в исходных кодах различных приложений.
Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!
