Java ポリモーフィズム

このチュートリアルでは、例を使って Java ポリモーフィズムとその実装について学びます。

ポリモーフィズムは、オブジェクト指向プログラミングの重要な概念です。単純に、複数のフォームを意味します。

つまり、同じエンティティ (メソッド、演算子、またはオブジェクト) が、さまざまなシナリオでさまざまな操作を実行できます。

例:Java ポリモーフィズム

class Polygon {

  // method to render a shape
  public void render() {
    System.out.println("Rendering Polygon...");
  }
}

class Square extends Polygon {

  // renders Square
  public void render() {
    System.out.println("Rendering Square...");
  }
}

class Circle extends Polygon {

  // renders circle
  public void render() {
    System.out.println("Rendering Circle...");
  }
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    
    // create an object of Square
    Square s1 = new Square();
    s1.render();

    // create an object of Circle
    Circle c1 = new Circle();
    c1.render();
  }
}

出力

Rendering Square...
Rendering Circle...

上記の例では、スーパークラス Polygon を作成しました。および 2 つのサブクラス:Square と サークル . render() の使用に注意してくださいメソッド。

render() の主な目的メソッドは、形状をレンダリングすることです。ただし、正方形をレンダリングするプロセスは、円をレンダリングするプロセスとは異なります。

したがって、render() メソッドは、異なるクラスで異なる動作をします。または、render() と言うことができます

ポリモーフィズムの理由

ポリモーフィズムにより、一貫したコードを作成できます。前の例では、さまざまなメソッドを作成することもできます:renderSquare() および renderCircle() Square をレンダリングすると サークル 、それぞれ。

これは完全に機能します。ただし、形状ごとに異なるメソッドを作成する必要があります。コードに一貫性がなくなります。

これを解決するために、Java のポリモーフィズムにより、単一のメソッド render() を作成できます。形状によって動作が異なります。

注意 :print() メソッドもポリモーフィズムの一例です。 char のようなさまざまなタイプの値を出力するために使用されます、 int 、 string など

次の方法を使用して、Java でポリモーフィズムを実現できます。

<オール>

メソッドのオーバーライド

メソッドのオーバーロード

演算子のオーバーロード

Java メソッドのオーバーライド

Java での継承時に、スーパークラスとサブクラスの両方に同じメソッドが存在する場合。次に、サブクラスのメソッドがスーパークラスの同じメソッドをオーバーライドします。これはメソッドのオーバーライドと呼ばれます。

この場合、同じメソッドがスーパークラスで 1 つの操作を実行し、サブクラスで別の操作を実行します。たとえば、

例 1:メソッドのオーバーライドを使用したポリモーフィズム

class Language {
  public void displayInfo() {
    System.out.println("Common English Language");
  }
}

class Java extends Language {
  @Override
  public void displayInfo() {
    System.out.println("Java Programming Language");
  }
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {

    // create an object of Java class
    Java j1 = new Java();
    j1.displayInfo();

    // create an object of Language class
    Language l1 = new Language();
    l1.displayInfo();
  }
}

出力 :

Java Programming Language
Common English Language

上記の例では、Language という名前のスーパークラスを作成しました。 Java という名前のサブクラス .ここでは、メソッド displayInfo() 両方の言語に存在しますと Java .

displayInfo() の使用情報を印刷することです。ただし、Language で異なる情報を出力していますと Java .

メソッドの呼び出しに使用されるオブジェクトに基づいて、対応する情報が出力されます。

<図>

注意 :呼び出されるメソッドは、プログラムの実行中に決定されます。したがって、メソッドのオーバーライドはランタイムポリモーフィズムです。 .

2. Java メソッドのオーバーロード

Java クラスでは、パラメーターが異なる場合、同じ名前のメソッドを作成できます。たとえば、

void func() { ... }
void func(int a) { ... }
float func(double a) { ... }
float func(int a, float b) { ... }

これは、Java ではメソッドのオーバーロードとして知られています。ここでは、同じメソッドがパラメーターに基づいて異なる操作を実行します。

例 3:メソッドのオーバーロードを使用したポリモーフィズム

class Pattern {

  // method without parameter
  public void display() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      System.out.print("*");
    }
  }

  // method with single parameter
  public void display(char symbol) {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      System.out.print(symbol);
    }
  }
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Pattern d1 = new Pattern();

    // call method without any argument
    d1.display();
    System.out.println("\n");

    // call method with a single argument
    d1.display('#');
  }
}

出力 :

**********

##########

上記の例では、Pattern という名前のクラスを作成しました。 .クラスには display() という名前のメソッドが含まれています

// method with no arguments
display() {...}

// method with a single char type argument
display(char symbol) {...}

ここで、display() の主な機能パターンを印刷することです。ただし、渡された引数に基づいて、メソッドは異なる操作を実行しています:

* のパターンを出力します、引数が渡されない場合、または
単一の char の場合、パラメータのパターンを出力します型引数が渡されます。

注意 :呼び出されるメソッドは、コンパイラによって決定されます。そのため、コンパイル時ポリモーフィズムとも呼ばれます。

3. Java 演算子のオーバーロード

Java の一部の演算子は、オペランドが異なると動作が異なります。たとえば、

+ 演算子は、数値の加算と文字列の連結を実行するためにオーバーロードされています。
& のような演算子、 | 、および ! 論理演算とビット演算のためにオーバーロードされています。

演算子のオーバーロードを使用してポリモーフィズムを実現する方法を見てみましょう。

+ 演算子は、2 つのエンティティを追加するために使用されます。ただし、Java では + オペレーターは 2 つの操作を実行します。

1. +の場合を数値 (整数および浮動小数点数) と共に使用すると、数学的な加算が実行されます。たとえば、

int a = 5;
int b = 6;

// + with numbers
int sum = a + b;  // Output = 11

2. + を使用する場合演算子を文字列で使用すると、文字列連結 (2 つの文字列を結合) が実行されます。たとえば、

String first = "Java ";
String second = "Programming";

// + with strings
name = first + second;  // Output = Java Programming

ここで、+ が演算子は Java でオーバーロードされ、加算の 2 つの操作を実行します。と連結 .

注意 :C++ のような言語では、オペランドごとに異なる動作をする演算子を定義できます。ただし、Java はユーザー定義の演算子のオーバーロードをサポートしていません。

多態的な変数

変数は、異なる条件下で異なる値を参照する場合、ポリモーフィックと呼ばれます。

オブジェクト変数 (インスタンス変数) は、Java におけるポリモーフィック変数の動作を表します。これは、クラスのオブジェクト変数が、そのクラスのオブジェクトだけでなく、そのサブクラスのオブジェクトも参照できるためです。

例:ポリモーフィック変数

class ProgrammingLanguage {
  public void display() {
    System.out.println("I am Programming Language.");
  }
}

class Java extends ProgrammingLanguage {
  @Override
  public void display() {
    System.out.println("I am Object-Oriented Programming Language.");
  }
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {

    // declare an object variable
    ProgrammingLanguage pl;

    // create object of ProgrammingLanguage
    pl = new ProgrammingLanguage();
    pl.display();

    // create object of Java class
    pl = new Java();
    pl.display();
  }
}

出力 :

I am Programming Language.
I am Object-Oriented Programming Language.

上記の例では、オブジェクト変数 pl を作成しました。 プログラミング言語のクラス。では、お願い 多相変数です。これは、

ステートメント pl = new ProgrammingLanguage() 内、pl ProgrammingLanguage のオブジェクトを参照クラス。
そして、ステートメント pl = new Java() で、pl Java のオブジェクトを参照クラス。

これは Java でのアップキャストの例です。

Java インターフェイス Java カプセル化

Java