13. Наследование

Целью науки является описание взаимодействий во вселенной. Большая часть работы в науке при продвижении к цели заключается просто в построении генеалогических деревьев. Когда энтомолог возвращается с Амазонки с неизвестным ранее насекомым в банке, то главной его заботой является определение, где это насекомое располагается в гигантской схеме, на которой собраны научные названия всех других насекомых. Аналогичные схемы составлены для растений, рыб, млекопитающих, рептилий, химических элементов, элементарных частиц и космических галактик. Все они выглядят как генеалогические деревья: с единой всеобщей категорией в вершине и все увеличивающимися число категорий, которые лежат ниже этой единственной категории, и разворачиваются веером по мере приближения к границам разнообразия.

Внутри категории "насекомые" имеется два подразделения: насекомые с видимыми крыльями и насекомые со спрятанными крыльями или вообще бескрылые. Среди крылатых имеется большее число категорий; мотыльки, бабочки, мухи и т.д. Каждая категория содержит большое число подкатегорий, а ниже этих подкатегорий может иметься даже еще большее число подкатегорий (см. Рис. 9.1).

Этот процесс классификации называется таксономией. Это прекрасная начальная метафора для механизма наследования в объектно-ориентированном программировании.

Вопросами, которые задает ученый при попытке классификации некоторого животного или объекта, являются следующие. В чем этот объект похож на другие объекты из общего класса? В чем он отличается от других объектов? Каждый конкретный класс имеет множество свойств поведения и характеристик, определяющих этот класс. Ученый начинает с вершины конкретного генеалогического дерева и проходит по дочерним областям, задавая себе эти вопросы. Наивысший уровень самый общий, а вопросы самые простые, например, крылатое или бескрылое? Каждый последующий уровень является более специфическим, чем предыдущий, и менее общим. В конце концов, ученый добирается до точки подсчета волосков на третьем сегменте задней ноги насекомого - что воистину специфично. (И скорее всего о нем следует сказать, что он не энтомолог.)

14. Полиморфизм

Полиморфизм позволяет использовать одни и те же функ­ции для решения разных задач. Полиморфизм выражается в том, что под одним именем скрываются различные действия, со­держание которых зависит от типа объекта.

Полиморфизм – это свойство родственных объектов (т.е. объектов, имеющих одного общего родителя) решать схожие по смыслу проблемы разными способами. Например, действие «бежать» свойственно большинству животных. Однако каждое из них (лев, слон, крокодил, черепаха) выполняет это действие различным образом.

При традиционном (не объектно-ориентированном) подходе к программированию, животных перемещать будет программист, вызывая отдельную для конкретного животного и конкретного действия подпрограмму.

В рамках ООП поведенческие свойства объекта определяются набором входящих в него методов, программист только указывает, какому объекту какое из присущих ему действий требуется выполнить, и (для рассматриваемого примера) однажды описанные объекты-животные сами будут себя передвигать характерным для них способом, используя входящие в его состав методы. Изменяя алгоритм того или иного метода в потомках объекта, программист может придавать этим потомкам отсутствующие у родителя специфические свойства. Для изменения метода необходимо перекрыть его в потомке, т.е. объявить в потомке одноименный метод и реализовать в нем нужные действия. В результате в объекте-родителе и объекте-потомке будут действовать два одноименных метода, имеющих разную алгоритмическую основу и, следовательно, придающие объектам разные свойства. Это и называется полиморфизмом объектов.

Таким образом, в нашем примере с объектами-животными действие «бежать» будет называться полиморфическим действием, а многообразие форм проявления этого действия – полиморфизмом.