Vorlesungsskript - Hochschule Emden/Leer

c○ Prof. Dr. B. Bartning, HS Emden/Leer Rumpfskript ” Informatik I/II“ (WS/SS 2010/11) 129
Punkt (11.43), wie in C ++ abstrakte Klassen erzeugt werden (d. h. Klassen, die nur für die
Klassenhierarchie von Bedeutung sind, da sie selbst keine Objekte haben können).
(11.41) Die Polymorphie (dt. ” Vielgestaltigkeit“) oder der Polymorphismus ist in der Informatik
ein sehr schillernder Begriff. Es wird je nach Autor Unterschiedliches darunter verstanden.
Allgemein bedeutet die Polymorphie, dass verschiedenen Aktionen die gleichen Namen gegeben
werden können; die Bindung des Namens an die tatsächlich auszuführende Aktion
hängt vom Zusammenhang (Kontext) ab.
(11.42)
Ein sehr einfacher Fall der Polymorphie in C ++ wäre schon die Überladungsmöglichkeit
von Funktionsnamen: je nach Kontext (Signatur des Aufrufs) wird die tatsächliche Aktion
ausgewählt.
Häufiger wird unter Polymorphie die Möglichkeit verstanden, dass Methoden verschiedener
Klassen denselben Namen für ihre – unterschiedlichen – Aktionen vergeben dürfen (diese
Aktionen sollten aber aus Übersichtlichkeitsgründen ähnliche Bedeutung haben). Innerhalb
einer Ableitungshierarchie besteht die Möglichkeit, Funktionen der Basisklasse zu redefinieren,
beispielsweise wenn eine bestimmte Aktion für Objekte der abgeleiteten Klassen
(zumindest teilweise) anders durchzuführen ist.
Insbesondere ist dieses Mittel in Zusammenhang mit der späten Bindung (oder dynamischen
Bindung) 〈late binding, dynamic binding〉 sehr ausdrucksstark: hierbei findet die
Bindung des Namens an die tatsächlich durchzuführende Aktion erst zur Laufzeit statt. Bei
einer frühen Bindung (oder statischen Bindung) 〈early binding, static binding〉 wird
die Bindung bereits durch den Compiler oder Linker festgelegt.
Bei getypten Sprachen (z. B. C ++) ist aus Gründen der Fehlerminimierung Polymorphie mit
später Bindung nur innerhalb einer Klassen-Ableitungshierarchie erlaubt; andere Sprachen
erlauben sie beliebig (z. B. Smalltalk).
Bsp Die Aktion schreibe(Buchstabe) ist je nach Schreibmittel sehr verschieden: beim Bleistift Abrieb von
Graphit, beim Kugelschreiber Abrollen einer Kugel mit Farbe, beim Filzstift Wirkung von Kapillarkräften
auf farbige Flüssigkeit usf. Die Aktion bleistift.schreibe(’B’) kann schon frühzeitig an das Graphitabreiben
gebunden werden, der Befehl schreibstift.schreibe(’B’) kann jedoch erst dann an eine
spezielle Aktion gebunden werden, wenn entschieden ist – ggf. erst zur Laufzeit –, welcher Art der Schreibstift
ist.
(a) Bei getypten Sprachen steht der Speicherplatzbedarf für das Erzeugen eines (einzelnen) Objekts
schon zur Kompilationszeit fest; bei der Erzeugung ist immer der richtige Konstuktor
bekannt. Werden dann die Aktionen (Elementfunktionen) mit dem zugehörigen Objektnamen
aufgerufen, kann schon der Compiler entscheiden, welche Aktion stattfindet ( ” frühe
Bindung“).
(b) In C ++ ist es erlaubt, einem Zeiger einer Basisklasse die Adresse eines Objekts einer abgeleiteten
Klasse zuzuweisen – entsprechend auch bei einer Referenz.
Fortsetzung Beispiel aus (11.35):
Basis *zeigBasis;
Ableitung abl;
zeigBasis=&abl; // erlaubt
Basis &refBasis=abl; // ebenfalls erlaubt
Hierbei ist unbedingt zu unterscheiden:
• der statische Typ des Zeigers bzw. der Referenz
(angegebenes Beispiel: zeigBasis/refBasis sind Zeiger/Referenz auf Basis)
• und der dynamische Typ
(angegebenes Beispiel: zeigBasis/refBasis sind Zeiger/Referenz auf Ableitung);
dieser dynamische Typ steht letzlich erst zur Laufzeit fest.
In diesem Fall ist es wichtig, wann die Bindung an eine Aktion geschieht:
Welche Aktion wird beim Aufruf
zeigBasis->aktion() bzw. refBasis.aktion()
durchgeführt: Basis::aktion() oder Ableitung::aktion()?