In der objektorientierten Programmierung (OOP) bezieht sich Polymorphismus auf die Fähigkeit eines Objekts, mehr als eine Form anzunehmen. Der Begriff leitet sich von den griechischen Wörtern ‘poly’ (für ‘viele’) und ‘morph’ (für ‘Formen’) ab und zeigt, dass polymorphe Objekte je nach Kontext unterschiedliche Operationen ausführen können.
OOP bezieht sich auf einen Programmieransatz, der sich auf die Verwendung von Objekten konzentriert. Im Wesentlichen werden Objekte durch ihr Verhalten, auch bekannt als Methode, und ihre Attribute definiert. Mit OOP definieren und differenzieren Programmierer Objekte weiter, indem sie Klassen von Objekten erstellen. Java erlaubt auch die Erstellung einer Unterklasse, d. h. einer neu erstellten Klasse, die Attribute einer bereits bestehenden Klasse übernimmt. Die Originalklasse, aus der diese Attribute kopiert wurden, wird Oberklasse oder Superklasse genannt.
Welche Arten von Polymorphismus gibt es in Java?
Polymorphismus (auch Polymorphie) in Java ist eines der Kernkonzepte der OOP. Er ermöglicht es Programmierer:innen, konsistenten Code zu schreiben, der sich je nach Ober- oder Unterklasse, mit der die Methode oder das Objekt interagiert, unterschiedlich verhalten kann.
In Java gibt es zwei Arten von Polymorphie:
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Polymorphismus zur Kompilierzeit
Auch bekannt als statischer Polymorphismus, wird diese Art von Polymorphie während der Codekompilierung aufgelöst, wenn der Code in Maschinenanweisungen umgewandelt wird. Dies wird in der Regel durch Überladen erreicht, wenn mehrere Methoden in derselben Klasse denselben Namen, aber unterschiedliche Parameter haben. Dies ermöglicht es einer Klasse, einen ähnlichen Vorgang je nach Eingabe unterschiedlich auszuführen. Der Polymorphismus zur Kompilierzeit bietet schnellere Ausführungszeiten und Wiederverwendbarkeit, da die auszuführende Methode zur Kompilierzeit bestimmt wird. Allerdings mangelt es ihm an Flexibilität, da alle möglichen Methodenanweisungen zur Kompilierzeit bekannt sein müssen, wodurch es weniger anpassungsfähig an Änderungen ist.
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Polymorphismus zur Laufzeit
Der Laufzeit-Polymorphismus, auch bekannt als dynamische Bindung oder späte Bindung, wird während der Programmausführung aufgelöst. Diese Art von Polymorphismus wird in der Regel durch Methodenüberschreibung erreicht, wobei eine Unterklasse eine spezifische Implementierung einer Methode bereitstellt, die bereits in ihrer Oberklasse definiert ist. Die auszuführende Methode wird zur Laufzeit bestimmt, was eine größere Anpassungsfähigkeit und Flexibilität des Codes ermöglicht. Dies führt jedoch zu langsameren Ausführungszeiten als beim Polymorphismus zur Kompilierzeit, da die Maschine die Methode zur Laufzeit bestimmt.
Welche Vorteile gibt es?
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Wiederverwendbarkeit
Die Polymorphie ermöglicht die Entwicklung eines flexibleren und wiederverwendbaren Codes. Er ermöglicht es Programmierer:innen, Code zu erstellen, der mit Objekten funktioniert, unabhängig von der spezifischen Klasse des jeweiligen Objekts.
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Flexibilität
Anstatt Codes ändern zu müssen, ermöglicht der Polymorphismus Programmierer:innen, die Funktionalität einfach zu erweitern.
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Vereinfachter Code
Polymorphismus ermöglicht es Programmierer:innen, einen prägnanteren Code zu erstellen. Polymorphe Codes sind einfach, weil sie die genaue ursprüngliche Anweisung beibehalten, aber die Fähigkeit haben, sich selbst zu verändern.
Welche Nachteile gibt es?
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Leistungsprobleme
Eine Maschine kann Schwierigkeiten haben, einen polymorphen Code auszuführen, insbesondere wenn er zu komplex wird.
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Schwierig zu implementieren
Polymorphe Codes sind aufgrund der Vielfalt der Variablen schwieriger zu implementieren.
Fazit
Als eines der Kernelemente von OOP bietet die Polymorphie Programmierer:innen eine Möglichkeit, flexiblen Code zu erstellen, der leicht erweitert oder angepasst werden kann. Der Polymorphismus vereinfacht die Interaktion zwischen Methoden und Klassen, um einen konsistenten, anpassbaren und wiederverwendbaren Code zu gewährleisten. Das Verständnis und die korrekte Implementierung von Polymorphismus kann zu einer Verbesserung der Effizienz bei der Kodierung und Programmierung führen.
