Praktyka stosowania polimorfizmu

Cześć! Dziś kończymy cykl wykładów na temat zasad OOP . Na tej lekcji porozmawiamy o polimorfizmie. Polimorfizm to zdolność do traktowania wielu typów tak, jakby były tego samego typu. W tym przypadku zachowanie obiektów będzie się różnić w zależności od tego, do jakiego typu należą. Przyjrzyjmy się temu stwierdzeniu bardziej szczegółowo. Zacznijmy od pierwszej części: „możliwość pracy z wieloma typami tak, jakby były tego samego typu”. Jak różne typy mogą być jednym i tym samym? Brzmi trochę dziwnie :/ To właściwie proste. Na przykład taka sytuacja powstaje przy normalnym korzystaniu z dziedziczenia. Zobaczmy jak to działa. Załóżmy, że mamy prostą klasę nadrzędną Catz jedną metodą run()– „uruchom”:

public class Cat {

   public void run() {
       System.out.println("Бег!");
   }
}

Stwórzmy teraz trzy klasy dziedziczące po Cat: Lion, Tigeri Cheetah, oznaczające lwa, tygrysa i geparda.

public class Lion extends Cat {

   @Override
   public void run() {
       System.out.println("Лев бежит со prędkośćю 80 км/ч");
   }
}

public class Tiger extends Cat {

   @Override
   public void run() {
       System.out.println("Тигр бежит со prędkośćю 60 км/ч");
   }
}

public class Cheetah extends Cat {

   @Override
   public void run() {
       System.out.println("Гепард бежит со prędkośćю до 120 км/ч");
   }
}

Mamy więc 3 klasy. Zasymulujmy sytuację, w której możemy z nimi pracować, jakby byli tą samą klasą. Wyobraźmy sobie, że jeden z naszych kotów jest chory i potrzebuje pomocy doktora Aibolita. Spróbujmy stworzyć klasę Aibolit, która będzie w stanie leczyć lwy, tygrysy i gepardy.

public class Aibolit {

   public void healLion(Lion lion) {

       System.out.println("Лев здоров!");
   }

   public void healTiger(Tiger tiger) {

       System.out.println("Тигр здоров!");
   }

   public void healCheetah(Cheetah cheetah) {

       System.out.println("Гепард здоров!");
   }
}

Wydawać by się mogło, że problem został rozwiązany – klasa jest napisana i gotowa do użycia. Ale co zrobimy, jeśli będziemy chcieli rozszerzyć nasz program? Teraz mamy tylko 3 gatunki: lwy, tygrysy i gepardy. Ale na świecie istnieje ponad 40 gatunków kotów. Wyobraź sobie, co się stanie, jeśli dodamy do programu osobne zajęcia dla kotów Pallas, jaguarów, Maine Coonów, kotów domowych i wszystkich innych. Sam program oczywiście będzie działał, ale klasa Aibolitbędzie musiała stale dodawać nowe metody leczenia każdego rodzaju kota, w wyniku czego urośnie do niespotykanych rozmiarów. W tym miejscu wchodzi w grę właściwość polimorfizmu - „zdolność pracy z kilkoma typami, jakby były tego samego typu”. Nie musimy tworzyć niezliczonych metod, które zrobią to samo – wyleczą kota. Jedna metoda będzie wystarczająca dla wszystkich przypadków jednocześnie:

public class Aibolit {

   public void healCat(Cat cat) {

       System.out.println("Пациент здоров!");
   }
}

Do metody healCat()możemy przekazać zarówno obiekty Lion, jak i Tigerobiekty Cheetah- wszystkie to Cat:

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Aibolit aibolit = new Aibolit();

       Lion simba = new Lion();
       Tiger sherekhan = new Tiger();
       Cheetah chester = new Cheetah();

       aibolit.healCat(simba);
       aibolit.healCat(sherekhan);
       aibolit.healCat(chester);
   }
}

Wyjście konsoli:

Пациент здоров!
Пациент здоров!
Пациент здоров!

W ten sposób nasza klasa Айболитmoże pracować z różnymi typami, tak jakby były tego samego typu. Zajmijmy się teraz drugą częścią: „w tym przypadku zachowanie obiektów będzie się różnić w zależności od tego, do jakiego typu należą”. Tutaj też wszystko jest proste. W naturze wszystkie koty biegają inaczej. Różna jest co najmniej prędkość ich działania. Z naszych trzech pupili gepard jest najszybszy, natomiast tygrys i lew biegają wolniej. Oznacza to, że ich zachowanie jest inne. Polimorfizm nie tylko daje nam możliwość używania różnych typów jako jednego. Jednocześnie pozwala nie zapomnieć o dzielących je różnicach i zachowuje specyficzne dla każdego z nich zachowanie. Można to zrozumieć na tym przykładzie. Powiedzmy, że po udanym wyzdrowieniu nasze koty postanowiły trochę pobiegać, żeby to uczcić. Dodajmy to do naszej klasy Aibolit:

public class Aibolit {

   public void healCat(Cat cat) {

       System.out.println("Пациент здоров!");
       cat.run();
   }
}

Spróbujmy uruchomić ten sam kod, aby leczyć trzy zwierzęta:

public static void main(String[] args) {

   Aibolit aibolit = new Aibolit();

   Lion simba = new Lion();
   Tiger sherekhan = new Tiger();
   Cheetah chester = new Cheetah();

   aibolit.healCat(simba);
   aibolit.healCat(sherekhan);
   aibolit.healCat(chester);
}

A tak będzie wyglądał wynik:

Пациент здоров!
Лев бежит со prędkośćю 80 км/ч
Пациент здоров!
Тигр бежит со prędkośćю 60 км/ч
Пациент здоров!
Гепард бежит со prędkośćю до 120 км/ч

Tutaj wyraźnie widzimy, że specyficzne zachowanie naszych obiektów zostało zachowane, chociaż wszystkie trzy zwierzęta przekazaliśmy do metody, „uogólniając” każde z nich na Cat. Dzięki polimorfizmowi Java doskonale pamięta, że ​​to nie trzy koty, a mianowicie lew, tygrys i gepard, które biegają inaczej. To jest główna zaleta stosowania polimorfizmu – elastyczność . Kiedy musimy stworzyć jakąś funkcjonalność wspólną dla wielu typów, lwy, tygrysy i gepardy po prostu zamieniają się w „koty”. Każde zwierzę jest inne, ale w niektórych sytuacjach - kot to kot, nieważne do jakiego gatunku należy :) Tutaj mamy dla Was wideo potwierdzenie. Kiedy to „uogólnianie” nie jest wymagane, a wręcz przeciwnie, potrzebujemy, aby zachowanie gatunków było odmienne, każdy typ zachowuje się inaczej. Dzięki polimorfizmowi tworzysz jeden interfejs (zestaw metod) dla szerokiego zakresu klas. Z tego powodu złożoność programów jest zmniejszona. Nawet gdybyśmy rozszerzyli program na 40 typów kotów, nadal mielibyśmy najprostszy możliwy interfejs – jedną metodę run()na wszystkie 40 kotów.