Что такое полиморфизм, для чего он нужен и как он используется?

564

Что такое полиморфизм, для чего он нужен и как он используется?

UnkwnTech
источник
19
@ Джон: +1 Я согласен, что это самое интересное явление. Я уверен, что Unkwntech - не единственный знающий, способный человек, у которого есть пробелы в том, что другие считают основополагающим словарным запасом. Просто идет, чтобы показать, что программирование - очень широкая тема.
AnthonyWJones
9
Он мог бы использовать это, только не называя это именем.
Эйден Белл
10
@Aamir: Я не уверен, что разумно предположить, что кто-то с 8k знал бы все основы во всех областях программирования. Также я не думаю, что это указывает на несовершенство системы репутации. Кто-то может получить значительную репутацию, задавая много хороших вопросов. Я думаю, что наш естественный ответ на это откровение просто демонстрирует, что мы (программисты) имеем естественную тенденцию быть немного недалекими (не плохая вещь, когда нам нужно быть действительно хорошим в какой-то конкретной технической области), и это имеет свои недостатки.
AnthonyWJones
43
Вы, ребята, похоже, очень ограничены в программировании. Я знаю парней, которые занимаются разработкой встраиваемых систем, которые вообще не знают (или не нуждаются) в ОО-концепциях. Их задача состоит в том, чтобы выжать из кода все до последней черты производительности, вот и все - код, над которым они работают, никогда не попадет в мир объектов, и, к счастью, он достаточно близок к выходу на пенсию, так что им не о чем беспокоиться изучение новых понятий, таких как объекты, полиморфизм и имена переменных, с использованием более двух букв :-)
paxdiablo
29
Как же вы узнаете что - то? Никто не приходил в этот мир, зная ООП и шаблоны проектирования PHP, поэтому всем вам в какой-то момент приходилось изучать его, в колледже, получить ответ и т. Д. "и вместо этого подумайте, что они хотят узнать это, и это хорошо, и смысл этого сайта. Используйте свое время, помогая им, я уверен, что вам помогали в прошлом. Если бы на протяжении всей истории человечества, вместо того, чтобы делиться знаниями, ответом было: «Что? Ха! Ты не знаешь этого? ..», мы все были бы в темных веках ...
Джеймс

Ответы:

544

Если вы думаете о греческих корнях термина, это должно стать очевидным.

  • Поли = много: многоугольник = многогранно, полистирол = много стиролов (а) , полиглот = много языков и так далее.
  • Морф = изменение или форма: морфология = изучение биологической формы, Морфеус = греческий бог снов, способный принимать любую форму.

Таким образом, полиморфизм - это способность (в программировании) представлять один и тот же интерфейс для различных базовых форм (типов данных).

Например, во многих языках целые числа и числа с плавающей запятой неявно полиморфны, так как вы можете добавлять, вычитать, умножать и так далее, независимо от того, что типы разные. Они редко рассматриваются как объекты в обычном выражении.

Но таким же образом класс, подобный BigDecimalили Rationalили Imaginaryможет также предоставлять эти операции, даже если они работают с различными типами данных.

Классическим примером является Shapeкласс и все классы, которые могут наследовать от него (квадрат, круг, додекаэдр, неправильный многоугольник, сплат и т. Д.).

При полиморфизме каждый из этих классов будет иметь разные базовые данные. Для точечной формы нужны только две координаты (конечно, при условии, что она находится в двумерном пространстве). Круг нуждается в центре и радиусе. Квадрату или прямоугольнику нужны две координаты для верхнего левого и нижнего правого углов и (возможно) вращения. Нерегулярный многоугольник нуждается в серии линий.

Делая класс ответственным за его код, а также за свои данные, вы можете достичь полиморфизма. В этом примере каждый класс будет иметь свою собственную Draw()функцию, и клиентский код может просто выполнить:

shape.Draw()

чтобы получить правильное поведение для любой формы.

Это в отличие от старого способа делать вещи, в которых код был отделен от данных, и у вас были бы такие функции, как drawSquare()и drawCircle().

Ориентация на объект, полиморфизм и наследование - все это тесно связанные понятия, и их важно знать. В течение моей долгой карьеры было много «серебряных пуль», которые в основном просто кончились, но парадигма ОО оказалась хорошей. Изучите это, поймите это, любите это - Вы будете рады, что сделали :-)


(а) Я изначально писал это как шутку, но она оказалась правильной и, следовательно, не такой уж смешной. Мономер стирола получается из углерода и водорода , а полистирол из его групп .C8H8(C8H8)n

Возможно, мне следовало бы заявить, что полип часто встречается в письме, pхотя теперь, когда мне пришлось объяснить шутку, даже это тоже не кажется смешным.

Иногда вы должны просто выйти, пока вы позади :-)

paxdiablo
источник
50
Греческий, а не латинский :) («y» и «ph» - бесплатные подарки). А по-гречески «morph-» - это просто «форма» или «форма» - английское значение « изменить форму» для «morph» является более поздним развитием
AakashM
16
Полиморфизм не связан с ООП, но ООП связан с полиморфизмом, потому что он по своей природе поддерживает его (при условии, что он является достойным языком ООП). Посмотрите на FP для других примеров полиморфизма.
альтернатива
9
Эти две строки сделали свое дело для меня:Poly = many and Morph = change or form
Джо Смо
3
Полип - это сокращение от polypo (u) s. И пу - это нога по-гречески. ;-)
Дирк
2
@Shaun, я думаю, что вы, возможно, используете термин «интерфейс» в слишком буквальном / сжатом смысле - я имел в виду его как английский термин, а не определение, специфичное для какого-либо произвольного компьютерного языка. Это не означает абсолютно одинаковую функцию с точно такими же параметрами, это просто способ воздействовать на «объекты» одинаково, независимо от их конкретного конкретного типа. Это может включать перегрузку метода различными типами параметров, а также более чистую форму полиморфизма.
paxdiablo
250

Полиморфизм - это когда вы можете рассматривать объект как универсальную версию чего-либо, но когда вы получаете к нему доступ, код определяет, какой именно это тип, и вызывает соответствующий код.

Вот пример в C #. Создайте четыре класса в консольном приложении:

public abstract class Vehicle
{
    public abstract int Wheels;
}

public class Bicycle : Vehicle
{
    public override int Wheels()
    {
        return 2;
    }
}

public class Car : Vehicle
{
    public override int Wheels()
    {
        return 4;
    }
}

public class Truck : Vehicle
{
    public override int Wheels()
    {
        return 18;
    }
}

Теперь создайте следующее в Main () модуля для консольного приложения:

public void Main()
{
    List<Vehicle> vehicles = new List<Vehicle>();

    vehicles.Add(new Bicycle());
    vehicles.Add(new Car());
    vehicles.Add(new Truck());

    foreach (Vehicle v in vehicles)
    {
        Console.WriteLine(
            string.Format("A {0} has {1} wheels.",
                v.GetType().Name, v.Wheels));
    }
}

В этом примере мы создаем список базового класса Vehicle, который не знает, сколько колес имеет каждый из его подклассов, но знает, что каждый подкласс отвечает за знание того, сколько у него колес.

Затем мы добавляем в список велосипед, автомобиль и грузовик.

Затем мы можем циклически проходить по каждому Транспортному средству в списке и обрабатывать их все одинаково, однако, когда мы получаем доступ к свойству каждого Транспортного средства «Колеса», класс Vehicle передает выполнение этого кода соответствующему подклассу.

Этот код называется полиморфным, поскольку точный код, который выполняется, определяется подклассом, на который ссылаются во время выполнения.

Я надеюсь, что это поможет вам.

Энтони Гиббс
источник
6
Я думаю, что это очень хороший пример для четкого отображения родительского интерфейса, и что до тех пор, пока объект не будет создан, требуется конкретная версия, т.
Е.
1
Я бы сказал, что это самый ясный пример, хотя, если вы программист PHP, эту ссылку, возможно, будет проще просмотреть ПЕРВОЙ, а затем посмотрите на эту после: code.tutsplus.com/tutorials/…
Оливер Уильямс
Также (за рамками ОП) следует отметить, что мы ограничиваем анализ только известными объектами; мы не передаем объект (например, файл импорта), а затем определяем его тип (Excel, CSV, YAML, SQL и т. д. и т. д.). Чтобы сделать это, понадобится какой-то класс фабрики Class_Excel, Class_CSVдля которого будет вызван Readerкласс. В любом случае, какая-то итерация, если / then / else будет где-то сохранена.
Оливер Уильямс
@ Энтони Гиббс: это действительно хороший пример (список универсальных типов), который имеет смысл для меня ... в противном случае, какова важность того, чтобы у каждого класса была своя функция колеса без наследования от базового класса? Есть ли еще какие-либо концепции помимо списка, которые были бы хороши для полиморфизма?
TTT
195

От понимания и применения полиморфизма в PHP , спасибо Steve Guidetti.

Полиморфизм - это длинное слово для очень простого понятия.

Полиморфизм описывает шаблон в объектно-ориентированном программировании, в котором классы имеют различную функциональность при совместном использовании общего интерфейса.

Прелесть полиморфизма в том, что коду, работающему с разными классами, не нужно знать, какой класс он использует, поскольку все они используются одинаково. Реальная аналогия полиморфизма - это кнопка. Все знают, как использовать кнопку: вы просто нажимаете на нее. Однако то, что «делает» кнопка, зависит от того, с чем она связана, и от контекста, в котором она используется, но результат не влияет на то, как она используется. Если ваш босс говорит вам нажать кнопку, у вас уже есть вся информация, необходимая для выполнения задачи.

В мире программирования полиморфизм используется, чтобы сделать приложения более модульными и расширяемыми. Вместо беспорядочных условных выражений, описывающих различные варианты действий, вы создаете взаимозаменяемые объекты, которые выбираете в зависимости от ваших потребностей. Это основная цель полиморфизма.

Аджай Патель
источник
10
Разве аналогия кнопки больше не связана с концепцией абстракции?
thewpfguy
6
Первоначальный источник: code.tutsplus.com/tutorials/…
Кто-то
8
@Mantriur: Это действительно плагиат, и у нас есть правила против этого: stackoverflow.com/help/referencing Но учитывая его оценку сейчас и тот факт, что старые сообщения освобождаются от потери повторений при удалении ответа, я не уверен, удаляю ли его сейчас откровенно все улучшит. Следующим лучшим вариантом будет просто отредактировать атрибуцию от имени пользователя, хотя я твердо верю, что пользователи несут ответственность за цитирование источников в своих ответах.
BoltClock
1
Я считаю, что неправильно подразумевать, что полиморфизм специфичен для классов и / или объектно-ориентированного программирования, видя, что специальный полиморфизм или параметрический полиморфизм не обязательно требуют классов и / или объектов. Я думаю, что этот ответ говорит о подтипе (также известном как полиморфизм подтипа или полиморфизм включения).
StubbornShowaGuy
64

Если кто-нибудь скажет, что CUT этим людям

  1. Хирург
  2. Стилист
  3. Актер

Что случится?

  • Хирург начнет делать надрез.
  • Стилист начал бы подстригать чьи-то волосы.
  • Актер внезапно прекратил бы действовать вне текущей сцены, ожидая директивного руководства.

Таким образом, приведенное выше представление показывает, что такое полиморфизм (то же имя, другое поведение) в ООП.

Если вы идете на собеседование, и интервьюер попросит вас рассказать / показать пример из жизни в полимере в той же комнате, где мы сидим, скажем:

Ответ - Дверь / Окна

Хотите знать, как?

Через дверь / окно - может прийти человек, может прийти воздух, может прийти свет, может прийти дождь и т. Д.

Чтобы понять это лучше и проще, я использовал приведенный выше пример. Если вам нужна ссылка на код, следуйте приведенным выше ответам.

Sanchit
источник
5
Я не думаю, что это отличный пример, потому что неопытные люди могут подумать, что если у двух классов есть .foo()метод, то они должны иметь общий интерфейс. Однако это не так и приводит к неправильным абстракциям. Интерфейс должен определять роль, которую следует играть, которая может иметь много разных реализаций, но все они извлекают из одного и того же набора входных данных и возвращают что-то из одного и того же набора выходных данных. Входные данные x.cut(...)для хирурга, стилиста или актера не совпадают и не являются выходными данными.
Мэтт Кляйн
38

Простое объяснение по аналогии

Президент США использует полиморфизм. Как? Ну, у него много советников:

  1. Военные советники
  2. Юрисконсульты
  3. Ядерные физики (в качестве советников)
  4. Медицинские консультанты
  5. и т. д.

Каждый должен отвечать только за одно: Пример:

Президент не является специалистом по цинкованию или квантовой физике. Он не знает многих вещей - но он знает только одно: как управлять страной.

То же самое с кодом: проблемы и обязанности должны быть разделены между соответствующими классами / людьми. В противном случае вы бы сделали так, чтобы президент знал буквально все в мире - всю Википедию. Представьте, что в вашем коде есть вся википедия: это было бы кошмаром.

Почему это плохая идея для президента знать все эти конкретные вещи?

Если бы президент конкретно говорил людям, что делать, это означало бы, что президент должен точно знать , что делать. Если президенту нужно знать конкретные вещи самому, это означает, что когда вам нужно внести изменения, вам нужно будет сделать это в двух местах, а не в одном.

Например, если EPA меняет законы о загрязнении, то когда это произойдет: вам нужно будет изменить класс EPA, а также класс президента. Изменение кода в двух местах, а не в одном, может быть опасным, потому что его гораздо сложнее поддерживать.

Есть ли лучший подход?

Есть лучший подход: президенту не нужно знать специфику чего-либо - он может требовать лучшего совета от людей, которым конкретно поручено делать эти вещи.

Он может использовать полиморфный подход к управлению страной.

Пример - использования полиморфного подхода:

Все, что президент делает, это просит людей посоветовать ему - и это то, что он на самом деле делает в реальной жизни - и это то, что должен делать хороший президент. все его советники реагируют по-разному, но все они знают, что президент имеет в виду: Advise (). У него сотни людей, стекающихся в его офис. На самом деле не имеет значения, кто они. Все, что президент знает, это то, что, когда он просит их «посоветовать», они знают, как реагировать соответственно :

public class MisterPresident
{
    public void RunTheCountry()
    {
        // assume the Petraeus and Condi classes etc are instantiated.
        petraeus.Advise(); // # Petraeus says send 100,000 troops to Fallujah
        condolezza.Advise(); // # she says negotiate trade deal with Iran
        healthOfficials.Advise(); // # they say we need to spend $50 billion on ObamaCare
    }
}

Такой подход позволяет президенту управлять страной буквально, не зная ничего о военной технике, здравоохранении или международной дипломатии: детали оставлены на усмотрение экспертов. Единственное, что нужно знать президенту, это: «Advise ()».

Что вы не хотите:

public class MisterPresident
{
    public void RunTheCountry()
    {
        // people walk into the Presidents office and he tells them what to do
        // depending on who they are.

        // Fallujah Advice - Mr Prez tells his military exactly what to do.
        petraeus.IncreaseTroopNumbers();
        petraeus.ImproveSecurity();
        petraeus.PayContractors();

        // Condi diplomacy advice - Prez tells Condi how to negotiate

        condi.StallNegotiations();
        condi.LowBallFigure();
        condi.FireDemocraticallyElectedIraqiLeaderBecauseIDontLikeHim();

        // Health care

        healthOfficial.IncreasePremiums();
        healthOfficial.AddPreexistingConditions();
    }
}

НЕТ! НЕТ! НЕТ! В вышеупомянутом сценарии президент делает всю работу: он знает об увеличении численности войск и уже существующих условиях. Это означает, что если ближневосточная политика изменится, то президент должен будет изменить свои команды, а также класс Петреуса. Нам нужно только изменить класс Петреуса, потому что президенту не нужно зацикливаться на таких деталях. Ему не нужно знать о деталях. Все, что ему нужно знать, это то, что если он сделает один заказ, обо всем позаботятся. Все детали должны быть оставлены на усмотрение экспертов.

Это позволяет президенту делать то, что он делает лучше всего: устанавливать общую политику, хорошо выглядеть и играть в гольф: P.

Как это на самом деле реализовано - через базовый класс или общий интерфейс

В сущности, это полиморфизм, в двух словах. Как именно это сделано? Посредством «реализации общего интерфейса» или использования базового класса (наследования) - см. Ответы выше, которые более подробно описывают это. (Чтобы более четко понять эту концепцию, вам нужно знать, что такое интерфейс, и вам нужно будет понять, что такое наследование. Без этого вы можете бороться.)

Другими словами, Петреус, Конди и HealthOfficials бы все классы , которые «реализуют интерфейс» - вызов , давайте его IAdvisorинтерфейс , который содержит только один метод: Advise(). Но теперь мы углубляемся в специфику.

Это было бы идеально

    public class MisterPresident
    {
            // You can pass in any advisor: Condi, HealthOfficials,
            //  Petraeus etc. The president has no idea who it will 
            // be. But he does know that he can ask them to "advise" 
            // and that's all Mr Prez cares for.

        public void RunTheCountry(IAdvisor governmentOfficer)
        {             
            governmentOfficer.Advise();              
        }
    }


    public class USA
    {
        MisterPresident president;

        public USA(MisterPresident president)
        {
            this.president = president;
        }

        public void ImplementPolicy()
        {
            IAdvisor governmentOfficer = getAdvisor(); // Returns an advisor: could be condi, or petraus etc.
            president.RunTheCountry(governmentOfficer);
        }
    }

Резюме

Все, что вам действительно нужно знать, это:

  • Президенту не нужно знать специфику - это оставлено другим.
  • Все, что нужно знать президенту, это спрашивать, кто когда-либо входит в дверь, чтобы дать ему совет - и мы знаем, что они будут абсолютно уверены, что делать, когда их просят дать совет (потому что все они на самом деле, советники (или IAdvisors :))

Я действительно надеюсь, что это поможет вам. Если вы ничего не понимаете, оставьте комментарий, и я попробую еще раз.

BKSpurgeon
источник
4
Фантастический пример! Спасибо.
Иман Седиги
1
Очень интересная аналогия. Спасибо.
thanhtang
1
@TTT, потому что (1) каждый раз, когда у вас появляется новый советник, вам нужно будет сменить класс президента - вы не хотите вносить изменения x2. только один. (2) во-вторых, если вам нужно сменить существующего советника, вам, возможно, придется вернуться и изменить один из этих трех вызовов в классе президента - вы действительно хотите сделать только одно изменение, а не два. (3) если бы у вас было три отдельных звонка, вам нужно было бы спросить в классе президента: if healthAdvisor? then do this:и if petraus then do that etc.этот шаблон нужно будет повторять, и это не нужно и сложно. см выше редактировать.
BKSpurgeon
1
@ ТТТ да, ты прав. но я должен медленно представить концепцию читателям, иначе они не поймут. я добавил дальнейшие изменения. пожалуйста, сообщите, если необходимы разъяснения
BKSpurgeon
1
Базовый класс @TTT против интерфейса - это проектное решение, которое программисты должны принимать при выполнении полиморфизма. смотрите здесь для получения более подробной информации: stackoverflow.com/questions/56867/interface-vs-base-class
BKSpurgeon
24

Полиморфизм - это способность обрабатывать класс объекта как родительский класс.

Например, предположим, что есть класс с именем Animal и класс Dog с наследованием от Animal. Полиморфизм - это способность рассматривать любой объект Dog как объект Animal следующим образом:

Dog* dog = new Dog;
Animal* animal = dog;
Том Даллинг
источник
Интересно, как это связано с (популярным) объяснением, которое дал @Ajay Patelclasses have different functionality while sharing a common interface
BornToCode
1
@BornToCode Родительский класс / предоставляет этот общий интерфейс.
Грокманн
1
Полиморфизм не требует подтипирования.
Шон Луттин
22

Полиморфизм:

Это концепция объектно-ориентированного программирования. Способность разных объектов реагировать, каждый по-своему, на идентичные сообщения называется полиморфизмом.

Полиморфизм проистекает из того факта, что каждый класс живет в своем собственном пространстве имен. Имена, назначенные в определении класса, не конфликтуют с именами, присвоенными где-либо за его пределами. Это верно как для переменных экземпляра в структуре данных объекта, так и для методов объекта:

  • Как поля структуры C находятся в защищенном пространстве имен, так и переменные экземпляра объекта.

  • Имена методов также защищены. В отличие от имен функций C, имена методов не являются глобальными символами. Имя метода в одном классе не может конфликтовать с именами методов в других классах; два очень разных класса могут реализовывать методы с одинаковыми именами.

Имена методов являются частью интерфейса объекта. Когда отправляется сообщение, запрашивающее, чтобы объект что-то сделал, в сообщении указывается метод, который должен выполнить объект. Поскольку разные объекты могут иметь методы с одним и тем же именем, значение сообщения необходимо понимать относительно конкретного объекта, который получает сообщение. Одно и то же сообщение, отправленное двум разным объектам, может вызывать два разных метода.

Основным преимуществом полиморфизма является то, что он упрощает интерфейс программирования. Это позволяет устанавливать соглашения, которые могут быть повторно использованы в классе после класса. Вместо того, чтобы придумывать новое имя для каждой новой функции, которую вы добавляете в программу, одни и те же имена можно использовать повторно. Интерфейс программирования можно описать как набор абстрактных поведений, совершенно отдельно от классов, которые их реализуют.

Примеры:

Пример-1: Вот простой пример написан на Python 2.x .

class Animal:
    def __init__(self, name):    # Constructor of the class
        self.name = name
    def talk(self):              # Abstract method, defined by convention only
        raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")

class Cat(Animal):
    def talk(self):
        return 'Meow!'

class Dog(Animal):
    def talk(self):
        return 'Woof! Woof!'

animals = [Cat('Missy'),
           Dog('Lassie')]

for animal in animals:
    print animal.name + ': ' + animal.talk()

Пример 2: Полиморфизм реализован в Java с использованием перегрузки методов и концепций переопределения методов .

Рассмотрим пример автомобиля для обсуждения полиморфизма. Взять любую марку, такую ​​как Форд, Хонда, Тойота, БМВ, Бенц и т. Д. Все типа автомобиля.

Но у каждого есть свои собственные расширенные функции и более продвинутые технологии, связанные с их поведением при перемещении.

Теперь давайте создадим базовый тип автомобиля

Car.java

public class Car {

    int price;
    String name;
    String color;

    public void move(){
    System.out.println("Basic Car move");
    }

}

Давайте реализуем пример Ford Car.

Ford расширяет тип Car, чтобы наследовать всех его членов (свойства и методы).

Ford.java

public class Ford extends Car{
  public void move(){
    System.out.println("Moving with V engine");
  }
}

Приведенный выше класс Ford расширяет класс Car, а также реализует метод move (). Несмотря на то, что метод перемещения уже доступен для Ford через Наследование, Ford все же реализовал этот метод по-своему. Это называется переопределением метода.

Honda.java

public class Honda extends Car{
  public void move(){
    System.out.println("Move with i-VTEC engine");
  }
}

Как и Форд, Honda также расширяет тип автомобилей и по-своему реализует метод перемещения.

Переопределение метода является важной особенностью для включения полиморфизма. Используя переопределение метода, подтипы могут изменить способ работы методов, доступных через наследование.

PolymorphismExample.java

public class PolymorphismExample {
  public static void main(String[] args) {
    Car car = new Car();
    Car f = new Ford();
    Car h = new Honda();

    car.move();
    f.move();
    h.move();

  }
}

Пример вывода полиморфизма:

В основном методе класса PolymorphismExample я создал три объекта - автомобиль, форд и хонду. Все три объекта относятся к типу автомобиля.

Обратите внимание на важный момент: тип суперкласса может ссылаться на тип объекта подкласса, но обратный вариант невозможен. Причина в том, что все члены суперкласса доступны для подкласса с использованием наследования, и во время компиляции компилятор пытается оценить, имеет ли используемый нами ссылочный тип метод, к которому он пытается обратиться.

Так, для ссылок car, f и h в PolymorphismExample, метод move существует из типа Car. Таким образом, компилятор проходит процесс компиляции без каких-либо проблем.

Но когда дело доходит до выполнения во время выполнения, виртуальная машина вызывает методы для объектов, которые являются подтипами. Таким образом, метод move () вызывается из их соответствующих реализаций.

Итак, все объекты относятся к типу Car, но во время выполнения выполнение зависит от объекта, для которого происходит вызов. Это называется полиморфизмом.

Тони Старк
источник
Концепция перегрузки не имеет ничего общего с наследованием и полиморфизмом.
SRK
Перегрузка метода @srk - один из способов реализации полиморфизма. Это часто классифицируется как статический или специальный полиморфизм. wiki.c2.com/?CategoryPolymorphism
Shaun Luttin
12

Обычно это относится к способности объекта типа A вести себя как объект типа B. В объектно-ориентированном программировании это обычно достигается наследованием. Некоторые ссылки на Википедию, чтобы узнать больше:

РЕДАКТИРОВАТЬ: исправлены неработающие ссылки.

JesperE
источник
10
«способность объекта типа A вести себя как объект типа B» - это не точное определение. Я бы сказал, что это больше похоже на способность обрабатывать объект типа A, как объект типа B.
Артем Баргер,
Да. Может быть, это лучше формулировка.
JesperE
Для полноты, многие языки реализуют полиморфизм с помощью утиной типизации, например, Python.
Илья Н.
Интересно, как это связано с (популярным) объяснением, которое дал @Ajay Patel?classes have different functionality while sharing a common interface
BornToCode
9

Полиморфизм такой:

class Cup {
   int capacity
}

class TeaCup : Cup {
   string flavour
}

class CoffeeCup : Cup {
   string brand
}

Cup c = new CoffeeCup();

public int measure(Cup c) {
    return c.capacity
}

Вы можете передать только Кубок вместо конкретного экземпляра. Это помогает в целом, потому что вам не нужно предоставлять конкретный экземпляр measure () для каждого типа чашки

Винко Врсалович
источник
2
Это конкретно подтип полиморфизма.
Шон Луттин
@ vinko-vrsalovic: что такое разработка программного обеспечения в сельской Америке?
TTT
8

Я знаю, что это старый вопрос с множеством хороших ответов, но я хотел бы включить один ответ:

Обрабатывать производный тип как базовый.

Выше приведено множество примеров, демонстрирующих это в действии, но я считаю, что это хороший лаконичный ответ.

Абе Мисслер
источник
2
Это подтип, который является лишь одним из видов полиморфизма.
Шон Луттин
@ShaunLuttin Можете ли вы указать мне какие-либо ресурсы, чтобы узнать больше о других типах полиморфизма?
Абэ Мисслер
Это "специальный полиморфизм" и "параметрический полиморфизм" в дополнение к "полиморфизму подтипа".
Шон Луттин
8

(Я просматривал другую статью о чем-то совершенно ином ... и всплыл полиморфизм ... Теперь я подумал, что знаю, что такое полиморфизм ... но, видимо, не так красиво объяснил ... Хотел написать где-нибудь ... лучше еще поделюсь ...)

http://www.eioba.com/a/1htn/how-i-explained-rest-to-my-wife

читать дальше из этой части:

..... полиморфизм. Это отвратительный способ сказать, что к разным существительным может применяться один и тот же глагол.

Kcats Wolfrevo
источник
5

Вообще говоря, это возможность взаимодействовать с несколькими различными типами объектов, используя один и тот же или внешне похожий API. Существуют различные формы:

  • Перегрузка функций: определение нескольких функций с одинаковым именем и разными типами параметров, такими как sqrt (float), sqrt (double) и sqrt (complex). В большинстве языков, которые позволяют это, компилятор автоматически выбирает правильный тип для передаваемого в него аргумента, таким образом, это полиморфизм во время компиляции.

  • Виртуальные методы в ООП: метод класса может иметь различные реализации, приспособленные к специфике его подклассов; говорят, что каждый из них переопределяет реализацию, заданную в базовом классе. Учитывая объект, который может иметь базовый класс или любой из его подклассов, правильная реализация выбирается на лету, таким образом, это полиморфизм во время выполнения.

  • Шаблоны: функция некоторых ОО-языков, посредством которой функция, класс и т. Д. Могут параметризоваться по типу. Например, вы можете определить общий шаблонный класс «list», а затем создать его экземпляр как «список целых чисел», «список строк», возможно, даже «список списков строк» ​​или тому подобное. Как правило, вы пишете код один раз для структуры данных произвольного типа элемента, а компилятор генерирует его версии для различных типов элементов.

Стюарт
источник
4

Термин полиморфизм происходит от:

поли = много

морфизм = способность меняться

В программировании полиморфизм - это «техника», которая позволяет вам «смотреть» на объект как на предмет более чем одного типа. Например:

Объект студента также является объектом личности. Если вы «посмотрите» (то есть на актера) на студента, вы, вероятно, можете попросить студенческий билет. Вы не можете всегда делать это с человеком, верно? (человек не обязательно является студентом, поэтому может не иметь студенческого билета). Однако у человека, вероятно, есть имя. Студент тоже.

В итоге, «взгляд» на один и тот же объект с разных «углов» может дать вам разные «перспективы» (то есть разные свойства или методы)

Таким образом, эта техника позволяет создавать вещи, на которые можно «смотреть» с разных сторон.

Почему мы используем полиморфизм? Для начала ... абстракция. На данный момент должно быть достаточно информации :)

tzup
источник
3

Давайте использовать аналогию. Для данного музыкального сценария каждый музыкант, который его играет, дает свое прикосновение в интерпретации.

Музыкант может быть абстрагирован от интерфейсов, жанр, к которому принадлежит музыкант, может быть абстрактным классом, который определяет некоторые глобальные правила интерпретации, и каждый музыкант, который играет, может быть смоделирован с конкретным классом.

Если вы слушаете музыкальное произведение, у вас есть ссылка на сценарий, например, «Фуга и Токата» Баха, и каждый музыкант, исполняющий его, делает это полиморфно по-своему.

Это всего лишь пример возможного дизайна (на Java):

public interface Musician {
  public void play(Work work);
}

public interface Work {
  public String getScript();
}

public class FugaAndToccata implements Work {
  public String getScript() {
    return Bach.getFugaAndToccataScript();
  }
}

public class AnnHalloway implements Musician {
  public void play(Work work) {
    // plays in her own style, strict, disciplined
    String script = work.getScript()
  }
}

public class VictorBorga implements Musician {
  public void play(Work work) {
    // goofing while playing with superb style
    String script = work.getScript()
  }
}

public class Listener {
  public void main(String[] args) {
    Musician musician;
    if (args!=null && args.length > 0 && args[0].equals("C")) {
      musician = new AnnHalloway();
    } else {
      musician = new TerryGilliam();
    }
    musician.play(new FugaAndToccata());
}
Борис Павлович
источник
1
AnnHallowayи VictorBorgaчувствую, что они должны быть объектами, а не классами - ваш пример будет лучше читать, например, с помощью. public class Pianist implements Musicianи victorBorge = new Pianist();т. д.
Przemek D
3

Я предоставил общий обзор полиморфизма для другого вопроса:

Полиморфизм в с ++

Надеюсь, поможет. Выписка ...

... это помогает начать с простого теста и определения [полиморфизма]. Рассмотрим код:

Type1 x;
Type2 y;

f(x);
f(y);

Здесь, f()чтобы выполнить некоторую операцию и получает значения xи в yкачестве входных данных. Чтобы быть полиморфным, f()необходимо уметь работать со значениями как минимум двух разных типов (например, intи double), находя и выполняя код, соответствующий типу.

(продолжение в Полиморфизме в C ++ )

Тони Делрой
источник
3

Полиморфизм - это способность объекта, которую можно принимать во многих формах. Например, в человеческом классе человек может действовать во многих формах, когда мы говорим об отношениях. Пример: мужчина - отец своего сына, он муж своей жены и учитель своих учеников.

Рохит
источник
3

Полиморфизм - это способность объекта принимать различные формы. Наиболее распространенное использование полиморфизма в ООП происходит, когда ссылка на родительский класс используется для ссылки на объект дочернего класса. В этом примере, написанном на Java, у нас есть три типа транспортных средств. Мы создаем три разных объекта и пытаемся запустить их колеса методом:

public class PolymorphismExample {

    public static abstract class Vehicle
    {
        public int wheels(){
            return 0;
        }
    }

    public static class Bike extends Vehicle
    {
        @Override
        public int wheels()
        {
            return 2;
        }
    }

    public static class Car extends Vehicle
    {
        @Override
        public int wheels()
        {
            return 4;
        }
    }

    public static class Truck extends Vehicle
    {
        @Override
        public int wheels()
        {
            return 18;
        }
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        Vehicle bike = new Bike();
        Vehicle car = new Car();
        Vehicle truck = new Truck();

        System.out.println("Bike has "+bike.wheels()+" wheels");
        System.out.println("Car has "+car.wheels()+" wheels");
        System.out.println("Truck has "+truck.wheels()+" wheels");
    }

}

Результат:

Результат

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите https://github.com/m-vahidalizadeh/java_advanced/blob/master/src/files/PolymorphismExample.java . Я надеюсь, что это помогает.

Мохаммад
источник
Да, но вы не объяснили, каковы преимущества полиморфизма. Очевидно, есть более короткий код, в котором вы удалили бы класс Vehicle, и он все равно работал бы (с другим объявлением объекта, конечно).
Корнелиус
Я не объяснил, так как человек, который задал вопрос, не спросил о преимуществах. Он спросил: «Что такое полиморфизм, для чего он и как он используется?». О коде, если вы можете сделать это лучше, пожалуйста, оставьте свой ответ. Таким образом, наше сообщество может использовать его. Спасибо за ваш комментарий.
Мухаммед
Извините, не хотел показаться грубым, другие тоже не объяснили. По крайней мере, вы удосужились ввести код. В любом случае, он спросил, для чего это нужно, но ни один из примеров на этой странице не объясняет, для чего он. Вы все просто представляете сложный способ получить те же результаты, что и этот: s28.postimg.org/jq8vl6031/Poly.jpg, и никто не пытался объяснить, почему кто-то хочет использовать полиморфизм, каковы его выгоды или цели, что не могло бы иметь было сделано, если оно не использовалось? Все, что я вижу на этой странице, это предложение подняться в вашу квартиру по лестнице, а не на лифте ..
Корнелиус
... не замечая, что у человека есть флагшток, который слишком велик для лифта. Я не знаю, как разместить код, поэтому я не могу помочь ...
Корнелиус
2

Полиморфизм - это способность программиста писать методы с одинаковыми именами, которые делают разные вещи для разных типов объектов, в зависимости от потребностей этих объектов. Например, если вы разрабатываете класс с именем Fractionи классом с именем ComplexNumber, оба из них могут включать в себя вызываемый метод display(), но каждый из них реализует этот метод по-своему. В PHP, например, вы можете реализовать это так:

//  Class definitions

class Fraction
{
    public $numerator;
    public $denominator;

    public function __construct($n, $d)
    {
        //  In real life, you'd do some type checking, making sure $d != 0, etc.
        $this->numerator = $n;
        $this->denominator = $d;
    }

    public function display()
    {
        echo $this->numerator . '/' . $this->denominator;
    }
}

class ComplexNumber
{
    public $real;
    public $imaginary;

    public function __construct($a, $b)
    {
        $this->real = $a;
        $this->imaginary = $b;
    }

    public function display()
    {
        echo $this->real . '+' . $this->imaginary . 'i';
    }
}


//  Main program

$fraction = new Fraction(1, 2);
$complex = new ComplexNumber(1, 2);

echo 'This is a fraction: '
$fraction->display();
echo "\n";

echo 'This is a complex number: '
$complex->display();
echo "\n";

Выходы:

This is a fraction: 1/2
This is a complex number: 1 + 2i

Некоторые из других ответов, по-видимому, подразумевают, что полиморфизм используется только в сочетании с наследованием; например, возможно, Fractionи ComplexNumberоба реализуют абстрактный класс с именем, Numberкоторый имеет метод display(), который затем оба обязаны реализовать Fraction и ComplexNumber. Но вам не нужно наследование, чтобы воспользоваться преимуществами полиморфизма.

По крайней мере, в динамически типизированных языках, таких как PHP (я не знаю о C ++ или Java), полиморфизм позволяет разработчику вызывать метод, не зная заранее типа объекта, и полагая, что правильная реализация метода будет называться. Например, скажем, пользователь выбирает тип Numberсозданного:

$userNumberChoice = $_GET['userNumberChoice'];

switch ($userNumberChoice) {
    case 'fraction':
        $userNumber = new Fraction(1, 2);
        break;
    case 'complex':
        $userNumber = new ComplexNumber(1, 2);
        break;
}

echo "The user's number is: ";
$userNumber->display();
echo "\n";

В этом случае display()будет вызван соответствующий метод, хотя разработчик не может заранее знать, выберет ли пользователь дробь или комплексное число.

Алекс Бассон
источник
2
Это не полиморфизм. Это два класса, имеющие методы с одинаковыми именами. Они должны быть связаны базовым классом или интерфейсом, называемым «отображаемым», или чем-то подобным, и тогда другие методы будут просто заботиться о том, чтобы объект имел тип «отображаемый», а не сложный или дробный.
Pod
Я всегда думал, что полиморфизм - это «два класса, имеющие методы одного и того же имени». Фактически, чтобы процитировать Стефана Кочана (от которого я бесстыдно отрываю этот пример Fraction / Complex), «способность разделять одно и то же имя метода между различными классами называется полиморфизмом». (из Programming_In_Objective-C ) Он не упоминает о необходимости связывать классы через базовый класс. Может быть, на разных языках по-разному, я, честно говоря, не знаю.
Алекс Бассон
Даже если это определение процитировано из опубликованной книги, я все равно буду утверждать, что оно неверно. Тем более, что это, кажется, вступает в противоречие с любой другой, независимой от языка защитой полиморфизма. И хотя конечный результат такой же, как в случае с полиморфизмом, я бы сказал, что именно динамическая типизация позволяет программисту рассчитывать на то, что вызывается правильная реализация метода среди других методов с похожими именами.
vipirtti
2

В объектно-ориентированном программировании полиморфизм относится к способности языка программирования обрабатывать объекты по-разному в зависимости от их типа данных или класса . Более конкретно, это возможность переопределять методы для производных классов.

sjith
источник
2

Полиморфизм буквально означает, несколько форм. (или много форм): Объект из разных классов и с тем же именем метода, но рабочие процессы разные. Простой пример будет:

Рассмотрим человека X.

Он только один человек, но он действует как многие. Вы можете спросить, как:

Он сын своей матери. Друг своим друзьям. Брат его сестре.

Шуроб Датта
источник
2

Полиморфизм в ООП означает, что класс может иметь разные типы, наследование является одним из способов реализации полиморфизма.

Например, Shape - это интерфейс, он имеет подтипы Square , Circle , Diamond . теперь у вас есть объект Square, вы можете автоматически переместить квадрат в форму, потому что квадрат - это форма. Но когда вы пытаетесь уменьшить Shape to Square, вы должны выполнить явное приведение типов, потому что вы не можете сказать, что Shape is Square, это может быть и Circle. поэтому вам нужно вручную привести его с кодом, например Square s = (Square)shape, что, если форма будет кругом, вы получите java.lang.ClassCastException, потому что круг не квадратный.

Фрэнк Чжан
источник
2

Полиморфизм:

Разное исполнение в зависимости от экземпляра класса, а не типа ссылочной переменной.

Ссылочная переменная типа интерфейса может ссылаться на любой из экземпляров класса, которые реализуют этот интерфейс.

Хасан Тарек
источник
1

Полиморфизм - это способность использовать объект в данном классе, где все компоненты, составляющие объект, наследуются подклассами данного класса. Это означает, что, как только этот объект объявлен классом, все подклассы ниже его (и их подклассы, и так далее, пока вы не достигнете самого дальнего / самого нижнего подкласса) наследуют объект и его компоненты (грим).

Помните, что каждый класс должен быть сохранен в отдельных файлах.

Следующий код иллюстрирует полиморфизм:

Суперкласс:

public class Parent {
    //Define things that all classes share
    String maidenName;
    String familyTree;

    //Give the top class a default method
    public void speak(){
         System.out.println("We are all Parents");
    }
}

Отец, подкласс:

public class Father extends Parent{
    //Can use maidenName and familyTree here
    String name="Joe";
    String called="dad";

    //Give the top class a default method
    public void speak(){
        System.out.println("I am "+name+", the father.");
    }
}

Ребенок, другой подкласс:

public class Child extends Father {
    //Can use maidenName, familyTree, called and name here

    //Give the top class a default method
    public void speak(){
        System.out.println("Hi "+called+". What are we going to do today?");
    }
}

Метод выполнения ссылается на родительский класс для запуска:

public class Parenting{
    public static void main(String[] args) {
        Parent parents = new Parent();
        Parent parent = new Father();
        Parent child = new Child();

        parents.speak();
        parent.speak();
        child.speak();
    }
}

Обратите внимание, что каждый класс должен быть объявлен в отдельных файлах * .java. Код должен скомпилироваться. Также обратите внимание, что вы можете постоянно использовать maidenName и familyTree дальше вниз. Это концепция полиморфизма. Концепция наследования также исследуется здесь, где один класс может быть использован или определяется подклассом.

Надеюсь, что это помогает и проясняет. Я опубликую результаты, когда найду компьютер, который смогу использовать для проверки кода. Спасибо за терпение!

Midimistro
источник
2
обратите внимание, что каждый ребенок не является родителем, поэтому эта структура неверна. Верхним классом должен быть Child (если вы не просто начинаете с «Person»), который всегда будет истинным, за исключением Адама. Вы можете установить его parent_id равным нулю, так как Создатель не может быть определен ни с какой конструкцией человеческого интеллекта.
Yehosef
1

Полиморфизм позволяет одной и той же рутине (функции, методу) воздействовать на разные типы.

Поскольку во многих существующих ответах подтип смешивается с полиморфизмом, существует три способа (включая подтип) для реализации полиморфизма.

  • Параметрический (универсальный) полиморфизм позволяет подпрограмме принимать один или несколько параметров типа, в дополнение к нормальным параметрам, и запускается для этих типов самостоятельно.
  • Полиморфизм подтипа позволяет подпрограмме воздействовать на любой подтип своих параметров.
  • Специальный полиморфизм обычно использует обычную перегрузку для предоставления полиморфного поведения, но может также ссылаться на другие реализации полиморфизма.

Смотрите также:

http://wiki.c2.com/?CategoryPolymorphism

https://en.wikipedia.org/wiki/Polymorphism_(computer_science)

Шон Луттин
источник
0

В объектно-ориентированных языках полиморфизм позволяет обрабатывать и обрабатывать различные типы данных через один и тот же интерфейс. Например, рассмотрим наследование в C ++: класс B является производным от класса A. Указатель типа A * (указатель на класс A) может использоваться для обработки как объекта класса A, так и объекта класса B.

Эран Рехави
источник
0

Полиморфизм в терминах кодирования - это когда ваш объект может существовать в виде нескольких типов посредством наследования и т. Д. Если вы создаете класс с именем «Shape», который определяет количество сторон вашего объекта, то вы можете затем создать новый класс, который наследует его, например, «Квадрат». ». Когда вы впоследствии сделаете экземпляр «Квадрата», вы можете затем повернуть его назад и вперед из «Формы» в «Квадрат», как требуется.

Брайан Скотт
источник
0

Полиморфизм дает вам возможность создавать один модуль, вызывающий другой, и при этом иметь точку зависимости времени компиляции от потока управления, а не от потока управления.

При использовании полиморфизма модуль высокого уровня не зависит от модуля низкого уровня. Оба зависят от абстракций. Это помогает нам применять принцип инверсии зависимостей ( https://en.wikipedia.org/wiki/Dependency_inversion_principle ).

Вот где я нашел приведенное выше определение. Примерно через 50 минут видео инструктор объясняет вышеизложенное. https://www.youtube.com/watch?v=TMuno5RZNeE

Рагхав Навада
источник
0

Что такое полиморфизм?

Полиморфизм - это способность:

  • Вызвать операцию над экземпляром специализированного типа, зная только его обобщенный тип, при вызове метода специализированного типа, а не метода обобщенного типа: это динамический полиморфизм .

  • Определите несколько методов, имеющих имя сохранения, но имеющих разные параметры: статический полиморфизм .

Первое, если историческое определение и самое главное.

Для чего используется полиморфизм?

Это позволяет создать строго типизированную согласованность иерархии классов и сделать некоторые магические вещи, такие как управление списками объектов разных типов, не зная их типов, а только один из родительских типов, а также привязки данных.

Сильная и слабая типизация

Образец

Вот некоторые фигуры, такие как Point, Line, Rectangle и Circle с операцией Draw (), которая не принимает ничего или параметр для установки времени ожидания для его удаления.

public class Shape
{
 public virtual void Draw()
 {
   DoNothing();
 }
 public virtual void Draw(int timeout)
 {
   DoNothing();
 }
}

public class Point : Shape
{
 int X, Y;
 public override void Draw()
 {
   DrawThePoint();
 }
}

public class Line : Point
{
 int Xend, Yend;
 public override Draw()
 {
   DrawTheLine();
 }
}

public class Rectangle : Line
{
 public override Draw()
 {
   DrawTheRectangle();
 }
}

var shapes = new List<Shape> { new Point(0,0), new Line(0,0,10,10), new rectangle(50,50,100,100) };

foreach ( var shape in shapes )
  shape.Draw();

Здесь класс Shape и методы Shape.Draw () должны быть помечены как абстрактные.

Они не для того, чтобы понять.

Explaination

Без полиморфизма, используя abstract-virtual-override, при анализе фигур, только метод Spahe.Draw (), который вызывается как CLR, не знает, какой метод вызывать. Поэтому он вызывает метод типа, с которым мы работаем, и здесь тип является Shape из-за объявления списка. Так что код вообще ничего не делает.

Благодаря полиморфизму CLR может вывести реальный тип объекта, с которым мы работаем, используя так называемую виртуальную таблицу. Так это называют хорошим метод, и здесь вызов Shape.Draw (), если Shape является Point, вызывает Point.Draw (). Таким образом, код рисует фигуры.

Больше чтений

C # - Полиморфизм (Уровень 1)

Полиморфизм в Яве (Уровень 2)

Полиморфизм (Руководство по программированию в C #)

Таблица виртуальных методов

Оливье Роже
источник