Към съдържанието
wannacode

Полиморфизъм

Проблем

Заплата с if по вид

Във фирмата има служители, мениджъри с бонус и стажанти на половин работен ден. Някой е направил един клас Employee с поле „роля“, а заплатата се смята така:

static int monthlyPay(Employee e) {
    if (e.getRole().equals("мениджър")) {
        return e.getSalary() + e.getBonus();
    } else if (e.getRole().equals("стажант")) {
        return e.getSalary() / 2;
    }
    return e.getSalary();
}

Работи. Но после идва нов вид служител, на хонорар. Трябва нов else if тук, и в метода за данъците, и в метода за фиша, и навсякъде, където някой е питал за ролята. А всеки служител носи поле за бонус, макар че само мениджърите имат бонус.

Кодът за мениджъра е разпилян из цялата програма, вместо да е в мениджъра.

Идеята

Всеки клас казва сам

С наследяването от миналия урок Manager и Intern са отделни класове. Нека всеки сам каже каква е месечната му заплата. Родителят има обща версия, а наследникът пише своя версия на същия метод:

class Employee {
    // ... name, salary, конструкторът и getter-ите


    public int monthlyPay() {
        return salary;
    }
}


class Manager extends Employee {
    // ... bonus и конструкторът


    @Override
    public int monthlyPay() {
        return getSalary() + bonus;
    }
}
Employee ivan = new Employee("Иван", 2000);
Manager maria = new Manager("Мария", 3000, 500);
System.out.println(ivan.monthlyPay());
System.out.println(maria.monthlyPay());
Изход
2000
3500

Това се казва презаписване на метод (override). Наследникът пише метод със същото име, същите параметри и същия тип на резултата. За обектите от наследника неговата версия заменя тази на родителя.

@Override е анотация: бележка за компилатора. Тя казва: „този метод презаписва метод на родителя, провери го“. Не е задължителна, но я пиши винаги. След малко ще видиш защо.

По-точно, за любопитните
  • В Java всеки метод може да се презаписва, освен private, static и final методите. final пред метода казва „наследниците не могат да го сменят“.
  • Наследникът не може да направи метода по-скрит: ако е public в родителя, остава public.

Пробвай

Какво се смени?

Стажантът презаписва само метода за месечната заплата:

Какво ще отпечата програмата?

class Intern extends Employee {
    public Intern(String name, int salary) {
        super(name, salary);
    }


    @Override
    public int monthlyPay() {
        return getSalary() / 2;
    }
}


Intern ana = new Intern("Ана", 1600);
System.out.println(ana.monthlyPay());
System.out.println(ana.getSalary());
Отговор

Идеята

Един масив за всички

Мениджърът е служител. Затова променлива от тип Employee може да сочи обект от тип Manager, а масивът Employee[] може да пази всякакви служители:

Employee[] staff = {
    new Employee("Иван", 2000),
    new Manager("Мария", 3000, 500),
    new Intern("Ана", 1600)
};
for (Employee e : staff) {
    System.out.println(e.getName() + ": " + e.monthlyPay() + " €");
}
Изход
Иван: 2000 €
Мария: 3500 €
Ана: 800 €

Цикълът вика един и същ метод, e.monthlyPay(), а резултатът е различен. Изпълнява се версията на обекта, а не на типа на променливата. Това се казва полиморфизъм: на гръцки „много форми“. Едно извикване, а всеки обект отговаря по своя начин.

Сега новият вид служител е нов клас с негов monthlyPay(). Цикълът и останалата програма не се пипат. Няма if по роля, няма поле за бонус в служителите без бонус.

Типът на променливата обаче решава какво можеш да извикаш. През e не можеш да стигнеш до бонуса, дори ако обектът е мениджър: компилаторът знае само, че e е някакъв Employee. Как се стига до неща, които имат само някои обекти, ще видим в урока „Какъв е всъщност?“.

Виж го

Кой метод се изпълнява

Employee[] staff = {
    new Employee("Иван", 2000),
    new Manager("Мария", 3000, 500),
    new Intern("Ана", 1600)
};
for (Employee e : staff) {
    System.out.println(e.getName() + ": " + e.monthlyPay() + " €");
}
Стъпка по стъпка, с думи
  1. Масивът е от тип Employee, но обектите са от три класа. Всяко място пази стрелка.
  2. e сочи Иван, обикновен Employee: изпълнява се monthlyPay на Employee.
  3. e сочи Мария, Manager: изпълнява се нейният метод, заплата плюс бонус.
  4. e сочи Ана, Intern: стажантът взима половината от заплатата.
  5. Един и същ ред, три различни метода. Решава обектът, не типът на променливата.

Масивът пази три стрелки от тип Employee. Всяка сочи обект от различен клас. При всеки кръг e сочи следващия обект, а извикването отива в метода на този обект: първо в Employee, после в Manager, после в Intern.

Изборът става, докато програмата работи, а не при компилирането. Компилаторът не знае какво ще има в масива. Той проверява само, че всеки Employee има такъв метод.

Пробвай

Намери грешката

Програмата е същата, но стажантът получава цялата заплата:

Изход
Иван: 2000 €
Мария: 3500 €
Ана: 1600 €

Ето класа Intern. На кой ред е грешката?

Избери реда с грешката.

Идеята

Допълни родителя, не го преписвай

Понякога наследникът не иска да замени метода изцяло, а да добави нещо към него. Мениджърът се описва като служител, плюс бонуса. Версията на родителя се вика с super.toString():

@Override
public String toString() {
    return super.toString() + ", бонус " + bonus + " €";
}
System.out.println(new Employee("Иван", 2000));
System.out.println(new Manager("Мария", 3000, 500));
Изход
Иван (2000 €)
Мария (3000 €), бонус 500 €

Ако Employee смени как се описва, мениджърът ще го последва сам.

Това е и toString() от модул „Класове“. Там вече презаписваше метод: версията на Object. Затова отгоре стоеше @Override.

По-точно, за любопитните
  • super.method() може да се извика от всеки метод на наследника, не само от презаписания.
  • Презаписването не е претоварване от модул „Методи“. При претоварването името е същото, а параметрите са различни, и компилаторът избира по аргументите. При презаписването всичко е същото, а избира обектът, докато програмата работи.

Пробвай

Кое липсва?

Стажантът се описва като служител и думата „стажант“. Какво трябва да пише на празното място?

class Intern extends Employee {
    public Intern(String name, int salary) {
        super(name, salary);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return .toString() + ", стажант";
    }
}

Упражнение

Всеки по своему

Реши задачите в редактора си. Във всяка задача има масив от родителския тип и един цикъл.

1. Приют. Клас Animal с име и метод makeSound(), който печата „някакъв звук“. Dog и Cat го презаписват. Сложи по едно от трите в масив Animal[]:

Изход
Гост: някакъв звук
Рекс: Бау!
Мици: Мяу, мяу!

2. Студентът се представя. Student от миналия урок вече има успех. Презапиши introduce(), така че да казва и успеха. Използвай super.introduce(), не преписвай реда на Person.

Изход
Аз съм Георги, на 45 години.
Аз съм Елена, на 19 години.
Среден успех: 5.5

3. Купон. Клас Performance със заглавие и метод start(). DanceMove, BreakDanceMove (наследява DanceMove, добавя сложност) и Song го презаписват. Клас Party пази масив Performance[] и има метод startParty(), който стартира всичко поред и накрая казва, че купонът е започнал.

Изход
Танцуваме moonwalk
Танцуваме windmill
  сложност 8 от 10
Пеем 'Bohemian Rhapsody'
Започва томбола
Купонът започна!

Още задачи

  • Хонорар. Добави към служителите Contractor с часове и ставка на час. Месечната му заплата е часове × ставка. Сметни фонда на заплатите за Иван, Мария, Ана и Петър (60 часа по 25 €):
Изход
Фонд работна заплата: 7800 €
  • Фиш. Добави на Employee метод payslip(), който връща текст „име: заплата €“ с месечната заплата. Напиши го само в Employee. Защо работи вярно и за мениджъра, и за стажанта?

Тест

Провери се

1. Employee e = new Manager("Мария", 3000, 500); Кой monthlyPay се изпълнява при e.monthlyPay()?
2. Employee e = new Manager("Мария", 3000, 500); Може ли да се извика бонусът на e?
3. Защо пред презаписан метод се пише @Override?
4. Какво прави super.toString() в toString() на наследника?
5. Каква е разликата между презаписване и претоварване?

Създаден от Иво Гергов като част от кампанията на Evo Tech за достъпно обучение по програмиране ·