Unidad 6Polimorfismo
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¿Qué es el polimorfismo?
El polimorfismo significa “muchas formas”.
En términos de programación, el polimorfismo permite que unsolo nombre de clase o de método represente diferente códigoseleccionado mediante algún mecanismo automático.
De esta forma, puesto que un nombre puede representardiferente código, también puede representar muchoscomportamientos distintos.
Un lenguaje que acepta el polimorfismo es un lenguajepolimórfico.
Un lenguaje monomórfico no acepta el polimorfismo, estárestringido a un comportamiento estático, porque cada nombreestá ligado en forma estática a su código.
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ObjetoPersonalidad.java
public class ObjetoPersonalidad {
public String hablar() {
return "Soy un objeto.";
}
}
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ObjetoPesimista.javaObjetoOptimista.java
public class ObjetoPesimista extends ObjetoPersonalidad {
public String hablar() {
return "El vaso está medio vac¡o.";
}
}
public class ObjetoOptimista extends ObjetoPersonalidad {
public String hablar() {
return "El vaso está medio lleno.";
}
}
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ObjetoIntrovertido.javaObjetoExtrovertido.java
public public class ObjetoIntrovertido extends ObjetoPersonalidad {
public String hablar() {
return “Hola.";
}
}
public class ObjetoExtrovertido extends ObjetoPersonalidad {
public String hablar() {
return "Hola, bla, bla, bla, sabías que bla, bla, bla.";
}
}
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ObjetoPersonalidad.java
Estas clases conforman una jerarquía deherencia.
La clase base, ObjetoPersonalidad, declara unmétodo: hablar().
Cada subclase redefine hablar() y devuelve supropio mensaje con base en su personalidad.
La jerarquía establece relaciones desustituibilidad entre los subtipos y su madre.
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EjemploPersonalidad.java
public class EjemploPersonalidad {
public static void main( String [] args ) {
ObjetoPersonalidad personalidad = new ObjetoPersonalidad();
ObjetoPesimista pesimista = new ObjetoPesimista();
ObjetoOptimista optimista = new ObjetoOptimista();
ObjetoIntrovertido introvertido = new ObjetoIntrovertido();
ObjetoExtrovertido extrovertido = new ObjetoExtrovertido();
// la sustituibilidad permite hacer lo siguiente
ObjetoPersonalidad [] personalidades = new ObjetoPersonalidad[5];
personalidades[0] = personalidad;
personalidades[1] = pesimista;
personalidades[2] = optimista;
personalidades[3] = introvertido;
personalidades[4] = extrovertido;
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EjemploPersonalidad.java
// el polimorfismo hace que el ObjetoPersonalidad parezca tener muchoscomportamientos distintos
System.out.println( "El ObjetoPersonalidad[0] habla: " +personalidades[0].hablar());
System.out.println( "El ObjetoPersonalidad[1] habla: " +personalidades[1].hablar());
System.out.println( "El ObjetoPersonalidad[2] habla: " +personalidades[2].hablar());
System.out.println( "El ObjetoPersonalidad[3] habla: " +personalidades[3].hablar());
System.out.println( "El ObjetoPersonalidad[4] habla: " +personalidades[4].hablar());
}
}
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EjemploPersonalidad.java
El resultado de la ejecución es el siguiente:
El ObjetoPersonalidad[0] habla: Soy un objeto.
El ObjetoPersonalidad[1] habla: El vaso está medio vacío.
El ObjetoPersonalidad[2] habla: El vaso está medio lleno.
El ObjetoPersonalidad[3] habla: Hola.
El ObjetoPersonalidad[4] habla: Hola, bla, bla, bla, sabías que bla,bla, bla.
Process exited with exit code 0.
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EjemploPersonalidad.java
El método hablar() de ObjetoPersonalidad tienemuchos comportamientos distintos. Auncuando ObjetoPersonalidad define que hablar()imprima “Soy un objeto.”, ObjetoPersonalidadexhibe más de un comportamiento.
Cada instancia de ObjetoPersonalidad secomporta de manera distinta cuando el main()llama al método hablar().
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EjemploPersonalidad.java
Ésta es la esencia del comportamientopolimórfico; parece que ObjetoPersonalidad, elnombre, tiene muchos comportamientos.
La variable personalidades de la claseEjemploPersonalidad es un ejemplo de variablepolimórfica.
Una variable polimórfica es aquella que puedecontener muchos tipos distintos.
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Tipos de Polimorfismo
Existen tres modalidades de polimorfismo:
Polimorfismo de inclusión.
Redefinición.
Sobrecarga.
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Polimorfismo de inclusión
Permite que un objeto exprese muchoscomportamientos distintos en tiempo deejecución. Es decir, permite dar un tratamientogenérico a los objetos relacionados.
A continuación, vamos a ver un caso deejemplo donde se utiliza el polimorfismo deinclusión.
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Polimorfismo de inclusión:Ejemplo
Consideremos los siguientes métodos:
public void haceHablar ( ObjetoPesimista obj ) {
System.out.println( obj.hablar() );
}
public void haceHablar ( ObjetoOptimista obj ) {
System.out.println( obj.hablar() );
}
public void haceHablar ( ObjetoIntrovertido obj ) {
System.out.println( obj.hablar() );
}
public void haceHablar ( ObjetoExtrovertido obj ) {
System.out.println( obj.hablar() );
}
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Polimorfismo de inclusión:Ejemplo
ObjetoPesimista, ObjetoOptimista, ObjetoIntrovertido y ObjetoExtrovertidoestán relacionados porque todos derivan de ObjetoPersonalidad.
La sustituibilidad y el polimorfismo de inclusión ofrecen la posibilidad deescribir un método para manejar todos los tipos derivados deObjetoPersonalidad:
public void haceHablar ( ObjetoPersonalidad obj ) {
System.out.println( obj.hablar() );
}
La sustituibilidad permite pasar cualquier ObjetoPersonalidad al métodohaceHablar().
El polimorfismo asegura que sea llamado el método apropiado de lainstancia. El polimorfismo llama al método con base en el tipo verdaderode la instancia (ObjetoPesimista, ObjetoOptimista, ObjetoIntrovertido,ObjetoExtrovertido), y no con base en el tipo aparente de la instancia(ObjetoPersonalidad).
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Polimorfismo de inclusión:Ejemplo
El polimorfismo de inclusión es útil porque reduce la cantidad decódigo por escribir. En lugar de tener que escribir un método paracada tipo concreto de ObjetoPersonalidad, tan sólo es necesarioescribir un método que maneje todos los tipos.
El polimorfismo de inclusión y la sustituibilidad permiten quehaceHablar() trabaje con cualquier objeto que cumpla la condición“ES UN” ObjetoPersonalidad.
El polimorfismo de inclusión facilita la incorporación de nuevossubtipos a un programa porque no es necesario agregar un métodoespecífico para ese nuevo tipo. Simplemente se puede reutilizarhaceHablar().
El polimorfismo de inclusión también es interesante porque permiteque las instancias de ObjetoPersonalidad den la impresión de contarcon muchos comportamientos distintos. El mensaje mostrado porhaceHablar() varía según la información que se pase al método.
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Redefinición
La redefinición es un tipo importante depolimorfismo.
Permite redefinir un método y confiar en queel polimorfismo se encargará de que siemprese ejecute el método correcto.
A continuación, vamos a ver un caso deejemplo donde se utiliza la redefinición y elpolimorfismo.
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Redefinición: Ejemplo
Analicemos las definiciones de las siguientes clases:
public class ObjetoEnojado {
// devuelve el estado de ánimo
protected String getEstadoAnimo() {
return "enojado";
}
// pregunta al objeto cómo se siente
public void preguntaEstadoAnimo() {
System.out.println(“¡Hoy me siento " + getEstadoAnimo() + "!");
}
}
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Redefinición: Ejemplo
Analicemos las definiciones de las siguientes clases:
public class ObjetoFeliz extends ObjetoEnojado {
// redefine el estado de ánimo de la clase
protected String getEstadoAnimo() {
return "feliz";
}
// especialización
public void reir() {
System.out.println("jaja jeje jiji jojo juju");
}
}
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Redefinición: Ejemplo
ObjetoFeliz redefine el método getEstadoAnimo() de ObjetoEnojado.Es interesante darnos cuenta que, internamente, la definición depreguntaEstadoAnimo() de ObjetoEnojado hace una llamada agetEstadoAnimo().
ObjetoFeliz no redefine el método preguntaEstadoAnimo(). En vezde ello, lo hereda como método recursivo de ObjetoEnojado. Alllamar a preguntaEstadoAnimo() en un ObjetoFeliz, el polimorfismode la instancia se asegura de llamar a la versión redefinida degetEstadoAnimo() de ObjetoFeliz.
En definitiva, el polimorfismo se encarga de los detalles sobre quémétodo llamar. Esto nos libera de tener que redefinirpreguntaEstadoAnimo() para llamar a la versión correcta degetEstadoAnimo().
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Sobrecarga
La sobrecarga o polimorfismo ad-hoc permiteutilizar el mismo nombre de método paradistintos métodos.
Cada método difiere sólo en la cantidad y tipode sus parámetros.
A continuación, vamos a ver un caso deejemplo donde se utiliza la sobrecarga.
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Sobrecarga: Ejemplo
Consideremos los siguientes métodos de java.lang.Math:
public static int max ( int a, int b );
public static long max ( long a, long b );
public static float max ( float a, float b );
public static double max ( double a, double b );
Todos los métodos max son ejemplos de sobrecarga. Se puede observarque los métodos max sólo difieren en el tipo de parámetros.
La sobrecarga es útil cuando un método no está definido por susargumentos. Es decir, un método es un concepto independiente de susargumentos.
Por ejemplo, el método max es un concepto genérico que toma dosparámetros e indica cuál es mayor. Esta definición no cambia, ya sea quese comparen números enteros, de punto flotante o de doble precisión.
La operación + es otro ejemplo de método sobrecargado. El concepto +es independiente de sus argumentos, pues podemos agregar todo tipo deelementos.
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Sobrecarga: Ejemplo
Si la sobrecarga no fuera posible, tendríamos que hacer losiguiente:
public static int max_int ( int a, int b );
public static long max_long ( long a, long b );
public static float max_float ( float a, float b );
public static double max_double ( double a, double b );
Sin la sobrecarga, sería necesario dar un nombre único a cadamétodo. Los métodos max no serían independientes de susparámetros. Es decir, Max dejaría de ser un concepto abstracto; ytendríamos que definir el método de acuerdo con sus argumentos.
Dar diferentes nombres a cada método no es polimórfico. Cuandotodos los métodos comparten el mismo nombre, se obtienecomportamiento polimórfico pues distintos métodos son llamadosde acuerdo con los tipos de parámetros que se pasan.
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Sobrecarga: Ejemplo
El polimorfismo se encarga de llamar al métodoapropiado.
La forma en que el polimorfismo enruta lallamada al método depende del lenguaje deprogramación.
Algunos lenguajes resuelven la llamada al métododurante la compilación, mientras que otros laenlazan dinámicamente en tiempo de ejecución.