פולימורפיזם. blog.csit.org.il מדעי המחשב

Size: px

Start display at page:

Download "פולימורפיזם. blog.csit.org.il מדעי המחשב"

Felicity Powers
5 years ago
Views:

1 פולימורפיזם להסתכל על אותו אובייקט בצורות שונות. אובייקט של תת-מחלקה )המחלקה הנגזרת( הוא גם אובייקט של מחלקת העל )מחלקת הבסיס( )כלב הוא גם בעל-חיים וגם יונק(.

1 1 פולימורפיזם להסתכל על אותו אובייקט בצורות שונות. אובייקט של תת-מחלקה )המחלקה הנגזרת( הוא גם אובייקט של מחלקת העל )מחלקת הבסיס( )כלב הוא גם בעל-חיים וגם יונק(. פולימורפיזם מאפשר להשיג שתי מטרות: לטפל בצורה אחידה באובייקטים מסוגים שונים כאילו כולם מאותו טיפוס מתת המחלקות של )Animal התגובה של כל אובייקט לטיפול האחיד תהיה ייחודית לו. )טיפול אחיד לכל בעלי החיים טיפוס הפרמטר לפעולה אובייקט מתת מחלקה יכול להיות מועבר כפרמטר לפעולה אם הפרמטר של הפעולה הוא מסוג מחלקת העל שלו. למשל: פעולה שהפרמטר שלה הוא Animal יכולה לקבל כל אובייקט מתת המחלקות של Animal כי כולם סוג של בע"ח. Mammal mam = new Mammal( ); הוגדר האובייקט: void method (Animal a) הוגדרה הפעולה: מתבצעת המרה )אוטומטית( כלפי מעלה (mam) method משפט הזימון הבא יהיה נכון: upcasting

2 2 נגדיר מערך zoo של בעלי חיים: Animal [] zoo = new Animal [7] ; ניתן לשים בכל תא במערך אובייקט של המחלקה Animal או אובייקט של אחת המחלקות היורשות מ-.Animal טיפול אחיד: גמישות: כל תא יכיל הפנייה לטיפוס נתונים אחר בעץ ההורשה. נוכל להתייחס לכל האובייקטים שנוצרו מתת המחלקות שונות כאילו היו מטיפוס מחלקת העל שלהם )כי כולם סוג של בעל-חיים -.)Animal אם נרצה בעתיד ליצור עוד תת-מחלקות של בעלי-חיים, לא נצטרך לשנות בתכנית, ונוכל להגדיר נוספים מסוג בעלי-חיים במערך.zoo תגובה ייחודית: אם לאחת המחלקות יש מימוש שונה לפעולה שמוגדרת ב-,Animal יפעיל העצם את הפעולה שבמחלקה שלו. שימו : דרך הפנייה מסוג Animal ניתן לגשת רק לתכונות ולפעולות המוגדרות ב- Animal הן )ולכן משותפות לכל האובייקטים מהמחלקות היורשות(. לא ניתן לגשת לתכונות או פעולות שמוגדרות בתת החלקות )כי הפניה מסוג בעל-חיים לא מכירה אותן(. אי אפשר לבחור טיפוס אחר לאיברי המערך, למשל Dog כי בעלי החיים האחרים אינם סוג של כלב. מי שקובע אלו מהפעולות ניתן להפעיל זה טיפוס ההפניה )רק פעולות המוגדרות במחלקה של מי שקובע איזו פעולה תופעל זה טיפוס העצם )אבל - רק פעולות שטיפוס ההפניה מכיר(. כלומר - ניתן לבקש מכל ה במערך להפעיל את הפעולה say() כי היא מוגדרת ב-.Animal כל איבר יפעיל את הפעולה הקרובה לו ביותר בעץ ההורשה. טיפוס ההפניה(. )הבוקסר יפעיל את הפעולה שמוגדרת בבוקסר, הלברדור והכלב יפעילו את הפעולה הכתובה בכלב, היונק, הדג, העוף ובעל החיים יפעילו כל אחד את הפעולה המוגדרת במחלקה שלו(.

3 3 זימון פולימורפי של פעולות תגובה ייחודית: אם לאחת המחלקות יש מימוש שונה לפעולה שמוגדרת ב-,Animal יפעיל העצם של את הפעולה שבמחלקה שלו. ל- Bird ו- Fish יש פעולות display() משלהם, ולכן הם יפעילו את הפעולה להם. כל אובייקט שבמחלקה שלו מומשה הפעולה,say() יפעיל את ה- say() שלו. אם לא קיים מימוש במחלקה שלו, יחפש את ה- say הקרוב אליו ביותר בעץ ההורשה. כל בע"ח במערך יפעיל את ה- say() וה- display() שלו הפעולה שתתבצע נקבעת לפי טיפוס האובייקט ולא לפי טיפוס ההפנייה אליו. הצבת אובייקט מסוג תת-מחלקה במערך מסוג מחלקת העל, אינה משנה את האובייקט, אלא רק את הצורה שבה נתייחס אליו. ניתן להפעיל על האובייקט את כל הפעולות המוגדרות ומוכרות במחלקת-העל )במחלקה של טיפוס ההפניה(, אך הוא יגיב בצורה הייחודית לו.

4 4 פולימורפיזם מבוסס על המרות המרה = שינוי נקודת ההסתכלות על העצם. ההמרה מתבצעת על ענף בעץ ההורשה )כלב הוא סוג של יונק ויונק הוא סוג של בעל-חיים, אבל לא סוג של ציפור או דג( המרה כלפי מעלה - casting :up הסתכלות על העצם כאילו היה מטיפוס מחלקת העל. הסתכלות על הכלב ועל היונק כאילו היו בע"ח. ההמרה נעשית על ידי הפניה מטיפוס מחלקת-העל שאליה ביצענו את ההמרה. המרה כזו מאפשרת את הטיפול האחיד לאיברים מטיפוסים שונים. )למשל: יצירת מערך של (. המרה כלפי מעלה נחשבת "המרה בטוחה" כי אובייקט מסוג תת-מחלקה הוא גם סוג של אובייקט מסוג מחלקת העל )לכל היותר פנינו באמצעות הפנייה מסוג מחלקת-העל לפעולה שאינה מוגדרת במחלקת העל. שגיאה שתתגלה במהלך הקומפילציה(. המרה כלפי מעלה היא המרה אוטומטית שאינה מחייבת תוספת קוד מיוחדת. דוגמא: Mammal mom = new Mammal ("Numa", female", 100, 2) ; Animal myanimal = mom; ההפנייה myanimal אינה משנה את העצם mom אלא רק את נקודת ההסתכלות עליו. באמצעות mom נוכל לבצע את כל הפעולות המוגדרות על יונק. באמצעות myanimal נוכל לבצע רק את הפעולות המוגדרות במחלקה בע"ח. Mammal mom Animal myanimal Mammal name: Numa gender: female milk: 2 myanimal.getmilk() הפעולה: אינה חוקית כי milk והפעולות עליו מוגדרות רק ב- Mammal ואילו myanimal הינו הפנייה מסוג.Animal

5 5 המרה כלפי מטה - Casting :Down כיצד נוכל להסתכל על בעלי החיים השונים שבמערך zoo כעל אובייקטים מסוג המחלקה שלהם? בשתי דרכים: וכד' המרה מפורשת: ניצור הפנייה מהסוג הרצוי )הפנייה מסוג שבין מחלקת העל והמחלקה של העצם - למשל: עבור Dog נוכל ליצור הפנייה מסוג,)Animal, Mammal, Dog נמיר את העצם ונציבו בהפניה: Mammal mymammal = (Mammal) myanimal; Labrador mylab = (Labrador) zoo[5]; Dog mydog = (Dog) zoo[5] ; לאחר ביצוע ההמרה, נוכל לפנות לתכונות ולפעולות של ה המומרים, לפי סוג ההמרה, כלומר - להתעניין בכמות החלב של mymammal, mylab, mydog ובכמות העצמות של mydog ו- mylab המרה מרומזת לצורך מקומי: הסתכלות רגעית לצורך ביצוע הפעולה הנוכחית בלבד: ((Mammal)myAnimal).NurseFrom (mom) שימו לב! יש חשיבות לסדר הביצוע ולכן חשיבות לסוגריים סביב העצם וטיפוס ההמרה. ללא סוגריים אלו, תתבצע תחילה הפעולה ואז ינסה להמיר את תוצאת הפעולה לטיפוס יונק, דבר שהוא כמובן לא אפשרי. ניסיון לבצע המרה על ידי השמה בלבד תגרור הודעת שגיאה: שגיאה!!! // ; myanimal Mammal mymammal = שגיאה מסוג אי התאמה בין טיפוסים:.incompatible types המרה כלפי מטה נחשבת לא בטוחה כי אובייקט ממחלקת העל אינו בהכרח אובייקט של תת מחלקה. ההמרה תתבצע רק אם האובייקט המומר אמנם שייך לתת המחלקה אליה מבצעים את ההמרה. אם אינו שייך לענף שבין מחלקת העל ותת המחלקה, תתקבל שגיאת זמן ריצה, התכנית תעצר ותתקבל הודעת השגיאה: - Class Cast Exception המרה בלתי חוקית. דוגמא לשגיאה: Animal rob = new Animal ("Rob", "male", 20); Mammal mamrob = (Mammal) rob ; // run time Error.Animal ולכן לא ניתן להמיר אותו לטיפוס שהוא תת-מחלקה של Animal הוא מטיפוס rob השגיאה תתגלה רק בזמן הריצה ולא בשלב ההידור. מבחינת המהדר המתכנת ביצע המרה מפורשת. רק בזמן הריצה יתגלה ש- rob אינו מסוג יונק ולכן תיעצר התכנית ותתקבל הודעה שההמרה בלתי חוקית.

6 6 האם קטע הקוד הבא תקין? האם ההמרות שבקטע הקוד יגרמו לשגיאות הידור? לשגיאות ריצה? הסבר!! (1) Mammal goofy = new Mammal ("Goofy", "male", 250); (2) Object obj = goofy ; (3) Console.WriteLine (obj.getgender()); (4) Animal ann = (Animal) obj ; (5) Console.WriteLine (ann.getgender()); (6) Console.WriteLine ((Bird)obj).GetName()); )2( )3( )4( )5( )6( המרה כלפי מעלה היא המרה בטוחה. obj אינו מכיר את הפעולות של Animal )או של )Mammal ולכן תתקבל שגיאת הידור ביצענו המרה מפורשת לכן אין שגיאת הידור. מכיוון שההמרה כלפי מטה שבשורה 4 היא המרה לטיפוס בעל-חיים, ויונק הוא סוג של בעל-חיים, הרי שההוראה תקינה GetGender()( היא פעולה המוגדרת ב-.)Animal שגיאת זמן ריצה: obj הוא מטיפוס יונק וכן לא ניתן לבצע עליו המרה לטיפוס עוף. מבחינה תחבירית, רשמנו קוד תקין ולכן לא תתקבל שגיאת קומפילציה. השגיאה תתגלה רק בזמן הריצה, כשהמחשב ינסה לבצע א ההמרה. )שגיאת קומפילציה(. האופרטור is אופרטור המאפשר לבדוק בזמן הריצה אם הפנייה מסויימת מפנה לעצם מטיפוס מסוים. הביטוי מחזיר ערך בוליאני. כדי להימנע מהמרה בלתי חוקית נרשום: נשים לב שכל מי שהוא יונק או יורש מיונק עונה להגדרה זו reference is Type טיפוס is משתנה /הפניה if (rob is Mammal) { Mammal mamrob = (Mammal) rob ; mamrob.addmilk(10); } כיצד נוכל ליצור מערך של טיפוסים בסיסיים מסוג:?? int, double, float, byte, long לכל אחד מהטיפוסים מחלקה עוטפת המגדירה פעולות בסיסיות שניתן לבצע על טיפוס זה. מחלקת העל המשותפת היא,Object ולכן ניצור מערך של Object באותה מידה נוכל להכניס גם ערכים מסוגים טקסטואליים וטיפוסים אחרים למערך זה.

7 7 Animal a1 = new Boxer ("Rexy", "male", 3.2, 3, "house"); Animal a2 = new Labrador ("Toto", "male", 2.5, 4, new Person("Hila")); a1.; // Boxer של ולכן יופעל הגדיר מחדש את Boxer ל- Labrador אין ולכן יופעל של a2.; // Dog a1; Mammal m1 = (Mammal) // המרה מפורשת int milk1 = m1.getmilk(); (Mammal)a2).GetMilk() int milk2 = ( // המרה מרומזת שגיאת הידור! a2 מטיפוס Boxer b1 = (Boxer) a2; // Labrador מתבצעת ההמרה אבל בעת ניסיון ההשמה ל- b1 מתגלה חוסר ההתאמה // a1).getperson(); Persom owner = ((Labrador) // שגיאת זמן ריצה! // a1 מטיפוס Boxer ולכן אין לו בעלים // השגיאה תתגלה רק בזמן הריצה a1 m1 Boxer Dog Mammal a2 Labrador Dog Mammal Animal Animal שם // name; String מגדר // gender; String Animal ( ) GetName() GetGender() Display() כמות החלב // milk; int Mamml ( ) GetMilk() SetMilk( ) מס' עצמות // bones; int Dog( ) GetBones() SetBones( ) שם // name; String מגדר // gender; String Animal ( ) GetName() GetGender() Display() כמות החלב // milk; int Mamml ( ) GetMilk() SetMilk( ) int bones; Dog( ) getbones() setbones( ) say() מס' עצמות // שומר על // gard; Object Boxer( ) GetGard() SetGard( ) Person person; // Labrador( ) GetPerson)( SetPerson) ) בעלים

טכנולוגיית WPF מספקת למפתחים מודל תכנות מאוחד לחוויית בניית יישומיי

WPF-Windows Presentation Foundation Windows WPF טכנולוגיית WPF מספקת למפתחים מודל תכנות מאוחד לחוויית בניית יישומיי Client חכמים המשלב ממשקי משתמש,תקשורת ומסמכים. מטרת התרגיל : ביצוע אנימציה לאליפסה ברגע