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Autor: mk 01.03.2007 11:11:32 4019	Polymorphie von Methoden

Polymorphie von Methoden

Erinnerung:

Angenommen, wir haben zwei Zeiger oA und oB auf Objekte vom Typ TA und TB. Beide haben die Methode 'tuewas', die aber durchaus Verschiedenes tun können. Wie unterscheidet der Compiler zwischen den beiden gleichlautenden Methoden?

Klar, nach dem Typ! Die Bindung zwischen der Variablen oA und der Methode tuewas wird nach dem Typ von oA zur Compilierzeit bestimmt. Man redet von früher Bindung oder statischer Bindung.

Experimentiermodell

An dem UML-Klassendiagramm sieht man, dass die Methode wuerfele dreimal auftaucht.

In einem kleinen Programm (vererbung3.zip) sollen nun die verschiedenen Fälle, zwischen den Methoden zu unterscheiden, untersucht werden.

Statische, frühe Bindung

.......
type
  TW = class(tObject)
  private
    FZahl : integer;
  public
    procedure SetZahl(a : integer);
    function GetZahl : integer;
    procedure wuerfele;
  end;

  TW4 = class(TW)
  public
    procedure wuerfele;
  end;

  TW6 = class(TW)
  public
    procedure wuerfele;
  end;
  .......
  implementation
  ........
  procedure TW.wuerfele;
  begin
    setZahl(0);
  end;

  procedure TW4.wuerfele;
  begin
    setZahl(Random(4)+1);
  end;

  procedure TW6.wuerfele;
  begin
    setZahl(Random(6)+1);
  end;

Man kann w vom Typ TW mit w4, w6 oder wA belegen, immer wird mit w.wuerfele nur die Methode wuerfele1 aufgerufen (als Augenzahl wird 0 ausgegeben).

Dynamische, späte Bindung

.......
type
  TW = class(tObject)
  private
    FZahl : integer;
  public
    procedure SetZahl(a : integer);
    function GetZahl : integer;
    procedure wuerfele; virtual; // legt VMT an
  end;

  TW4 = class(TW)
  public
    procedure wuerfele; override; // bewirkt Eintrag in VMT
  end;

  TW6 = class(TW)
  public
    procedure wuerfele; override; // bewirkt Eintrag in VMT
  end;

Das Schlüsselwort virtual bewirkt das Anlegen einer sogenannten virtuellen Methoden-Tabelle VMT

Mit dem Schlüsselwort override wird jeweils ein Eintrag in die VMT hinzugefügt.

Jetzt wird bei jedem Aufruf zuerst der Typ der Belegung der polymorphen Variablen w bestimmt und aus der VMT die "richtige" wuerfele-Methode herausgesucht. Dh. die Bindung zwischen Variable und Methode wird erst während der Laufzeit ermittelt und kann sich natürlich auch während der Laufzeit änderen. Man spricht von später Bindung bzw. von polymorphen Methoden.

Ein Test zeigt die Richtigkeit der Überlegungen.

Es ist außerdem instruktiv, die Schlüsselwörter virtual bzw. override vorübergehend wegzulassen und die Auswirkungen zu studieren.

Abstrakte Methoden

Im Beispiel erzeugte die Methode wuerfele in TW eine Augenzahl 0. Das war für obige Experimente ganz nützlich, ist aber im Allgemeinen sinnlos. Eigentlich sollte wuerfele in TW gar nichts tun. Gut, das läßt sich mit einem leeren Prozedurrumpf erreichen. Besser ist es, in diesem Fall durch das Schlüsselwort abstract anzuzeigen, dass eigentlich nur eine VMT angelegt werden soll, aber kein Aufruf der "allgemeinen" wuerfele-Methode vorgesehen ist. In diesem Fall entfällt natürlich auch die unnötig gewordene Implementierung.

type
  TW = class(tObject)
  private
    FZahl : integer;
  public
    procedure SetZahl(a : integer);
    function GetZahl : integer;
    procedure wuerfele; virtual; abstract; // legt nur VMT an
  end;

Aufgabe 1

Schreibe ein Programm, in dem die Objekte Claudia, Felix, Sven und Torsten einer Referenzvariablen Mensch vom Typ TMensch zugeordnet werden können. Außerdem soll man Mensch nach seinem Typ fragen können.

Die Operatoren is und as

aus einem 'Informatik-Western':

if (mensch is TMann) then (mensch as TMann).handle;

Frei übersetzt: "Wenn du ein Mann bist, so handle auch wie ein Mann!"

Aufgaben 2 von Helmut Paulus, Trier

Herr Paulus hat eine hilfreiche Präsentation (D2-Paulus-OOPVererbung.zip) zum Thema verfasst.

1. Programm SimpelObjekt (A3_SimpelObjekt.zip) testen
   
2. Ergänzung der Objekte um die Funktion "Flaeche" (Flächeninhalt). Der Zugriff soll polymorph erfolgen.
3. Ableitung der Klasse TQuadrat von TRechteck und testen
4. Polymorphismus anwenden:
   Eine Bank verfügt über Girokonten und Sparkonten. Während Girokonten überzogen werden können, dürfen Sparkonten keinen negativen Stand aufweisen.
   Der Auszahlungsaufruf soll für beide Kontotypen einheitlich sein.
   Entwickeln Sie eine geeignete Vererbungsstruktur (UML).

Beispiel

geofigur.urd

lokal