De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Polymorfie.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Polymorfie."— Transcript van de presentatie:

1 Polymorfie

2 Polymorfie Definitie polymorfie = ‘veel vormen’
-> in termen van programmeren : = enkele naam( van een klasse of een methode) verschillende code kan representeren, die door het een of andere automatische mechanisme wordt geselecteerd => één enkele naam kan veel vormen aannemen => veel verschillende gedragingen uitdrukken

3 Polymorfie Definitie veel verschillende gedragingen ook in gewone taal : vb. openen -> deur openen -> doos openen -> bankrekening openen Elk object (uit de echte wereld) interpreteert ‘openen’ op eigen manier, maar de actie blijft iets ‘openen’. polymorfische taal = taal die polymorfie ondersteunt

4 Polymorfie Definitie monomorfische taal = taal die geen polymorfie
ondersteunt = taal die alles en iedereen beperkt tot een enkel statisch gedrag, omdat elke naam statisch aan de bijbehorende code is gekoppeld

5 Polymorfie Definitie Overerving -> mechanismen voor bepaalde
soorten polymorfie -> voor vervanging geschikte relaties te vormen = geschiktheid voor inpluggen (pluggability) belangrijk voor polymorfie: maakt het mogelijk een specifiek type object op een algemene manier te behandelen

6 Polymorfie Definitie voorbeeld: overervingshiërarchie van PersonalityObject.

7 Polymorfie Definitie speak( ) : in PersonalityObject en in alle subklassen(=> vervangen methode; eigen definitie voor elke subklasse) noarg constructors

8 Polymorfie Definitie

9 Polymorfie Definitie

10 Polymorfie Definitie

11 Polymorfie Definitie

12 Polymorfie Definitie

13 Polymorfie Definitie array van PersonalityObject -> elk PersonalityObject vertoont een ander gedrag voor speak( ) => naam PersonalityObject lijkt verschillende gedragingen te vertonen voor speak( ) personalities = polymorfische variabele

14 Polymorfie Definitie voorbeeld illustreert mechanisme van polymorfie
idee achter polymorfie -> methode makeSpeak( ) -> methode die PersonalityObject als argument aanneemt

15 Polymorfie Definitie Wegens overerving ->voor vervanging geschikte relaties => argument van makeSpeak( ) = een instantie van PersonalityObject, of een willekeurige afstammeling daarvan gespecialiseerde afstammelingen van Personality-Object kunnen gemaakt worden zoals Extro-vertedObject, zonder de methode makeSpeak( ) te veranderen om deze als argument aan te nemen.

16 Polymorfie Definitie Polymorfie : wanneer makeSpeak( ) methodeaanroepen uitvoert naar argument -object juiste methode van het PersonalityObject-argument wordt aangeroepen gebaseerd op het echte type van de klasse van het argument, in plaats van op het type van de klasse die de methode makeSpeak( ) denkt te gebruiken

17 Polymorfie Definitie 
als argument van makeSpeak( ) = een ExtrovertedObject wordt definitie van speak( ) van ExtrovertedObject aangeroepen en niet de definitie van het PersonalityObject, de basisklasse die als argument aan makeSpeak( ) werd doorgegeven => verschillende meldingen op het scherm afhankelijk van het type van het argument

18 toekomstbestendige software
Polymorfie Definitie nieuwe functionaliteit toevoegen aan systeem -> op elk moment -> door nieuwe klassen te laten overerven van de basisklasse met nieuwe functionaliteit -> zonder bestaande code te wijzigen toekomstbestendige software

19 Polymorfie Definitie 4 soorten polymorfie:
-> inkapselende polymorfie -> parametrische polymorfie -> overriding -> overloading

20 Inkapselende polymorfie
= inclusion polymorphism of 'pure polymorfie’ hierdoor mogelijk gerelateerde objecten op een algemene manier te behandelen zie begin van dit hoofdstuk methode makeSpeak( )

21 Inkapselende polymorfie

22 Inkapselende polymorfie
Analoog voor IntrovertedObject en ExtrovertedObject PessimisticObject, OptimisticObject, Introver-tedObject en ExtrovertedObject ‘zijn’ allemaal PersonalityObjecten door vervangbaarheid en inkapselende polymorfie -> maar één enkele methode voor alle soorten PersonalityObjecten

23 Inkapselende polymorfie
Voordelen van inkapselende polymorfie: door vervangbaarheid : willekeurig Personality-Object aan methode doorgeven Polymorfie -> methode aanroepen op basis van het echte type van de instantie (OptimisticObject, IntrovertedObject, ExtrovertedObject of PessimisticObject), in plaats van op het schijnbare type (PersonalityObject)

24 Inkapselende polymorfie
Voordelen van inkapselende polymorfie: minder code schrijven: ->1 methode voor alle typen dan voor elk concreet type een afzonderlijke methode ->makeSpeak( ) kan met elk object werken waarvoor geldt: het object ‘is een’ PersonalityObject. makkelijker nieuwe subtypen toevoegen: ->geen specifieke methode nodig voor elk nieuw type => hergebruik van makeSpeak( )

25 Inkapselende polymorfie
Voordelen van inkapselende polymorfie: instanties van PersonalityObject lijken veel verschillende gedragingen vertonen: => makeSpeak( ): verschillende melding afhankelijk van de invoer van de methode => gedrag van systeem wijzigen door nieuwe klassen te introduceren door gebruik te maken van inkapselende polymorfie => nieuwe gedrag zonder bestaande code te moeten wijzigen.

26 Inkapselende polymorfie
Voordelen van inkapselende polymorfie: vermijden van vele controles adhv verschillende selectiestructuren => voornaamste doel van overerving is polymorfisch gedrag mogelijk te maken via voor vervanging geschikte relaties => hergebruik zal automatisch optreden als op de juiste manier voor vervanging geschikte relaties gedefinieerd worden

27 Parametrische polymorfie
->algemene methoden en algemene typen =>iets eenmaal coderen, dat met veel verschillende soorten argumenten zal werken Parametrische methoden = algemene methoden: door het declareren van parametertypen uit te stellen tot het programma wordt uitgevoerd bijvoorbeeld: som van twee gehele getallen kan voorgesteld worden door volgende methode:

28 Parametrische polymorfie
Parametrische methoden add(a : geheel getal, b: geheel getal ) : geheel getal => argumenten: 2 gehele getallen => niet mogelijk 2 reële getallen of 2 matrices als argument add_matrix(a : matrix, b : matrix) : matrix add_real(a : reëel getal, b: reëel getal ) : reëel getal voor elk type een eigen add-methode

29 Parametrische polymorfie
Parametrische methoden beter 1 methode dan veel methoden => meer code=>meer kans op fouten => moeilijker te onderhouden bovendien geen natuurlijk model voor add( ): denken in termen van add( ) en niet add_matrix( ) en add_real( ).

30 Parametrische polymorfie
Parametrische methoden oplossing met inkapselende polymorfie: klasse Addable met methode die weet hoe bij een object van deze klasse een andere instantie van addable moet opgeteld worden

31 Parametrische polymorfie
Parametrische methoden nieuwe methode: add_addable(a : Addable, b: Addable) : Addable

32 Parametrische polymorfie
Parametrische methoden = functiepolymorfie (of function polymorphism) => één methode voor optellen: -> maar de methode werkt alleen voor argumenten van het type Addable -> de Addables die aan de methode worden doorgegeven moeten van hetzelfde type zijn => methode = foutgevoelig en komt niet overeen met wat er door de interface wordt geïmpliceerd

33 Parametrische polymorfie
Parametrische methoden originele probleem niet opgelost nog methode schrijven voor elk type dat geen Addable is parametrische polymorfie: één methode voor het optellen van alle typen door uitstellen van het declareren van de typen van de argumenten

34 Parametrische polymorfie
Parametrische methoden add(a : [T], b : [T]) : [T] [T] beschouwen als een argument zoals a en b Het argument [T] specificeert het type voor a en b. => uitstellen van definitie van het type van de argumenten tot het programma wordt uitgevoerd => a en b hebben hetzelfde type [T]

35 Parametrische polymorfie
Parametrische methoden

36 Parametrische polymorfie
Parametrische methoden => argumenten moeten nog een specifieke structuur hebben = een bepaalde methode of een op de juiste manier gedefinieerde operator moet zijn -> hier :elk element moet de bewerking + voor dat type definiëren

37 Parametrische polymorfie
Parametrische typen beschouw het ADT van een wachtrij: Queue [T] enqueue([T]) : void // elementen op de wachtrij plaatsen dequeue( ) : [T] // elementen van de wachtrij afhalen isEmpty( ) : boolean // controle toestand van de wachtrij peek( ) : [T] // voorste element bekijken zonder het te verwijderen => geen wachtrijklasse voor elk type dat u in de wachtrij wilt kunnen opnemen, maar dynamisch tijdens het uitvoeren van het programma opgeven welk type elementen men wenst => De Queue is een Queue van een willekeurig type.

38 Parametrische polymorfie
Parametrische typen =>om Employees op te slaan: gebruik volgende declaratie : Gegevens: employee_queue : Queue[Employee] In de main( ): employee_queue = nieuw Queue[Employee] => nu alleen instanties van Employee in de wachtrij opnemen met enqueue( ) of daar uit ophalen met dequeue( )

39 Parametrische polymorfie
Parametrische typen Door gebruik van van parameters voorziene typen => maar eenmaal het ADT (wachtrij) schrijven en het dan gebruiken voor het opslaan van alle mogelijke typen Geen ondersteuning voor van parameters voorziene typen of voor parametrische polymorfie in Java -> er bestaan Java-uitbreidingen voor het ondersteunen van parametrische polymorfie, maar deze zijn niet officieel door Sun goedgekeurd.

40 Overriding = manier voor het vervangen van methoden
= belangrijk soort polymorfie vb: speak( ) werd vervangen in elke subklasse van PersonalityObject vb: de klassen MoodyObject en HappyObject

41 Overriding

42 Overriding

43 Overriding

44 Overriding HappyObject vervangt getMood( ) maar niet queryMood( ) dat intern getMood( ) aanroept. => queryMood( ) = recursieve methode Wordt queryMood( ) van een HappyObject aangeroepen, dan zorgt de instantiepolymorfie ervoor dat de vervangen versie van getMood( ) van HappyObject achter de coulissen wordt aangeroepen.=> geen herdefinitie van queryMood( ) nodig om de juist versie van getMood( ) aan te roepen

45 Overriding => gebruik van abstracte klassen

46 Overriding abstracte methoden = uitgestelde methoden
(of deferred methods) -> definitie van de methode wordt overgelaten aan de afgestamde klassen -> abstracte methode kan op dezelfde manier aangeroepen worden als elke andere methode -> Polymorfie zorgt ervoor dat subklassen de juiste versie van de uitgestelde methode aanroepen

47 Overloading = ad hoc polymorfie verschil in vb: methode max( )
zelfde methodenaam voor verschillende methoden verschil in aantal parameters en type van de parameters vb: methode max( ) + max(a : geheel getal, b : geheel getal) : geheel getal + max(a : long, b: long ) : long + max(a : float, b : float) : float + max(a : double, b : double) : double

48 Overloading Overloading is nuttig als een methode onafhankelijk is van zijn argumenten. methode -> belangrijker dan zijn specifieke parameters -> van toepassing op veel verschillende soorten parameters bijv. max( ) -> neemt twee parameters aan en vertelt welke van de twee het grootst is. -> definitie is zelfde voor integers , floats, doubles De bewerking + is een ander voorbeeld van een via overloading vervangen methode. Het idee + is onafhankelijk van zijn argumenten. U kunt allerlei soorten elementen optellen.

49 Overloading ander voorbeeld: de bewerking +
-> idee + is onafhankelijk van zijn argumenten: allerlei soorten elementen kunnen opgeteld worden in geval van geen overloading -> aparte methode, met unieke naam, voor elk type van argument => max( ): * geen abstract idee * moet gedefinieerd worden in termen van de argumenten * niet meer natuurlijk gemodelleerd

50 Overloading + max_int(a : geheel getal, b : geheel getal) : geheel getal + max_long(a : long, b: long ) : long + max_float(a : float, b : float) : float + max_double(a : double, b : double) : double + max_bird(a : bird, b : bird) : bird => geen polymorfisch gedrag -> enkel als dezelfde naam voor verschillende typen kan gebruikt worden; achter coulissen wordt de juiste methode aangeroepen voor het type van argument

51 Overloading Dwang = coercion
methode lijkt polymorfisch : argument van het ene type wordt achter de coulissen in het verwachte type omgezet bijv.: + add(a : float, b : float) : float -> twee float-argumenten worden bij elkaar opgeteld

52 Overloading Dwang Maak gebruik van 2 integer variabelen(iA en iB) en roep add( ) aan: iA = 1 iB = 2 add( iA, iB) add( ) -> twee float-argumenten -> de compiler zet de int-argumenten in floats om bij aanroep van add( ) -> voordat ze aan add( ) worden doorgegeven => conversie (= cast in Java)

53 Overloading Dwang =>add( ) lijkt polymorfisch (door dwang):
-> werkt met floats en met ints Alternatief: add( ) vervangen via overloading: + add(a : int, b : int) : int => add ( iA, iB ) niet door dwang maar juiste methode wordt via overloading aangeroepen

54 Effectieve polymorfie
Wordt gegarandeerd door een paar stappen: wordt bereikt door effectieve inkapseling en overerving zonder inkapseling kan code afhankelijk worden van implementatie van klassen => er kan geen subklasse meer ingeplugd worden die deze implementatie herdefinieert opm: publieke interface van een klasse of object = beschrijving van welke berichten naar die klasse of dat object kunnen gestuurd worden verschilt van de Java-interfaces:

55 Effectieve polymorfie
verschilt van de Java-interfaces: definieert ook welke berichten naar de klasse kunnen gestuurd worden maar in de klasse kunnen nog extra publieke functies gedefinieerd worden Java-interface  publieke interface van klasse of object gebruik Java-interfaces om definitie van de interface te scheiden van de klassenimplementatie daardoor kunnen eventueel niet aan elkaar gerelateerde klassen dezelfde interface implementeren => objecten met een gemeenschappelijke interface kunnen, net als bij overerving, ook deelnemen in voor vervanging geschikte relaties, zonder deel te hoeven uitmaken van dezelfde overervingshiërarchie.

56 Effectieve polymorfie
Overerving = belangrijk voor inkapselende polymorfie wegens de voor vervanging geschikte relatie kan worden aangemoedigd door goed uitgedachte hiërarchieën: -> Verplaats gemeenschappelijke code naar abstracte klassen -> schrijf objecten die de abstracte klasse gebruiken ipv van een specifieke, concrete afstammeling daarvan => elke willekeurige afstammeling kan in programma opgenomen worden

57 Effectieve polymorfie
Tips: Volg de tips voor een effectieve inkapseling en overerving. Programmeer op basis van interface, niet op basis van de implementatie =>daardoor definieert men welke typen objecten aan het programma mogen deelnemen. De polymorfie zorgt ervoor dat deze objecten op de juiste manier deelnemen. Denk en programmeer algemeen. -> details overlaten aan de polymorfie =>minder code

58 Effectieve polymorfie
Tips: fundering voor de polymorfie leggen door voor vervanging geschikte relaties op te zetten en te gebruiken =>nieuwe subtypen kunnen toegevoegd worden =>juiste code wordt uitgevoerd bij gebruik van die subtypen Als interface en de implementatie geheel van elkaar gescheiden kunnen worden =>voorkeur aan dat mechanisme boven overerving bijv: Java-interface :mogelijk interface zonder implementatie te definiëren en te erven => meer flexibele vervangbaarheid en daardoor meer mogelijkheden voor het gebruiken van polymorfie.

59 Effectieve polymorfie
Tips: Gebruik abstracte klassen voor het scheiden van de interface van de implementatie. Alle klassen die geen eindklassen zijn “moeten” abstract zijn - programmeer alleen op basis van deze abstracte klassen.


Download ppt "Polymorfie."

Verwante presentaties


Ads door Google