к какому принципу ооп относятся понятия overloading перегрузка и overriding переопределение

BestProg

Содержание

Поиск на других ресурсах:

1. Что означает переопределение метода?

Переопределение метода – это случай, когда подкласс и суперкласс содержат методы, которые имеют одинаковое имя и сигнатуру типов (рисунок 1). Переопределение метода возникает в случаях, когда классы образовывают иерархию наследования.

Рисунок 1. Пример переопределения метода method() суперкласса A в подклассе B

2. Какое отличие между переопределением и перегрузкой метода?

В иерархии наследования методы суперклассов и подклассов могут быть переопределенными и перегруженными.
Между переопределением и перегрузкой метода есть следующее отличие:

3. Правило взаимодействия между методами суперкласса и подкласса, которые имеют одинаковые имена и сигнатуру. Пример

Если в суперклассе и подклассе реализованы методы, которые носят одинаковое имя и сигнатуру типов параметров, то действует следующее правило:

На рисунке 3 схематически изображено правило взаимодействия между одноименными методами суперкласса и подкласса.

Рисунок 3. Демонстрация переопределения метода суперкласса в методе подкласса

Ниже приведен текст программы демонстрирующей переопределение методов, изображенных на рисунке 3.

Результат выполнения программы

Иногда нужно получить доступ из метода подкласса к методу суперкласса, который имеет такое же имя и сигнатуру параметров. В этом случае используется ключевое слово super.

Рисунок 4. Вызов метода суперкласса из метода подкласса с помощью ключевого слова super

Текст программы, которая демонстрирует рисунок 4 следующий

Результат выполнения программы

5. Пример, который демонстрирует перегрузку методов в классах, которые образовывают иерархию наследования

Если классы образовывают иерархию путем наследования, то в этих классах имена методов могут совпадать.

Метод считается перегруженным (не переопределенным) в случае, если:

Таким образом, методы с разными сигнатурами считаются перегруженными а не переопределенными.

Рисунок 5. Перегрузка метода с именем method() в классах, которые образовывают иерархию

Текст программы, которая демонстрирует рисунок 5 следующий

Результат работы программы

6. Что такое динамическая диспетчеризация методов? Пример реализации полиморфизма в Java

Динамическая диспетчеризация методов есть один из наиболее эффективных принципов объектно-ориентированного программирования.

Динамическая диспетчеризация методов – это специальный механизм, который позволяет вызвать переопределенный метод в процессе выполнения программы а не во время компиляции. Динамическая диспетчеризация методов важна при реализации полиморфизма.

Рисунок 6. Демонстрация динамической диспетчеризации методов для трех классов, которые образуют иерархию

В начале кода демонстрации (рисунок 6) объявляется ссылка refA на базовый класс A

Ниже приведен программный код, который демонстрирует динамическую диспетчеризацию методов, изображенную на рисунке 6.

Результат выполнения программы

7. Пример, демонстрирующий способы реализации полиморфизма (динамической диспетчеризации методов)

Полиморфизм может быть реализован в программах двумя способами:

Источник

Перегрузка и переопределение методов в Java

Изучите основы перегрузки и переопределения методов в Java.

1. Обзор

Перегрузка и переопределение методов являются ключевыми понятиями языка программирования Java, и как таковые они заслуживают углубленного изучения.

В этой статье мы изучим основы этих концепций и посмотрим, в каких ситуациях они могут быть полезны.

2. Перегрузка метода

Перегрузка методов-это мощный механизм, который позволяет нам определять API-интерфейсы связного класса. Чтобы лучше понять, почему перегрузка методов является такой ценной функцией, давайте рассмотрим простой пример.

Предположим, что мы написали наивный служебный класс, который реализует различные методы умножения двух чисел, трех чисел и так далее.

Проще говоря, мы можем реализовать перегрузку метода двумя различными способами:

2.1. Различное количество аргументов

2.2. Аргументы различных типов

Кроме того, правомерно определить класс Multiplier с обоими типами перегрузки методов:

Чтобы понять, почему – давайте рассмотрим следующий пример:

В этом случае код просто не будет компилироваться из – за неоднозначности вызова метода – компилятор не будет знать, какую реализацию multiply() вызывать.

2.3. Тип Продвижения

Проще говоря, один данный тип неявно повышается до другого, когда нет соответствия между типами аргументов, переданных перегруженному методу, и конкретной реализацией метода.

Чтобы более четко понять, как работает продвижение типов, рассмотрим следующие реализации метода multiply() :

Давайте посмотрим быстрый модульный тест, чтобы продемонстрировать продвижение типа:

И наоборот, если мы вызываем метод с соответствующей реализацией, продвижение типа просто не происходит:

Вот краткое описание правил продвижения типов, которые применяются для перегрузки методов:

2.4. Статическая привязка

Возможность связать конкретный вызов метода с телом метода называется связыванием.

В случае перегрузки метода привязка выполняется статически во время компиляции, поэтому она называется статической привязкой.

Компилятор может эффективно установить привязку во время компиляции, просто проверив сигнатуры методов.

3. Переопределение метода

Переопределение методов позволяет нам предоставлять детальные реализации в подклассах для методов, определенных в базовом классе.

Теперь давайте посмотрим, как использовать переопределение метода, создав простое отношение на основе наследования (“is-a”).

А вот надуманный подкласс:

Здесь ясно видно, что если приложение использует экземпляры класса Vehicle , то оно также может работать с экземплярами Car , поскольку обе реализации метода accelerate () имеют одинаковую сигнатуру и один и тот же тип возвращаемого значения.

Давайте напишем несколько модульных тестов для проверки классов Vehicle и Car :

В нашем случае у нас есть доступ к исходному коду для обоих классов, поэтому мы можем ясно видеть, что вызов метода accelerate() на базовом экземпляре Vehicle и вызов accelerate() на экземпляре Car вернет разные значения для одного и того же аргумента.

Таким образом, следующий тест демонстрирует, что переопределенный метод вызывается для экземпляра Car :

3.1. Взаимозаменяемость Типов

Самая большая проблема с переопределением методов заключается в том, что некоторые конкретные реализации методов в производных классах могут не полностью соответствовать LSP и, следовательно, не сохранять заменяемость типов.

Конечно, допустимо сделать переопределенный метод, чтобы принимать аргументы разных типов и возвращать другой тип, но при полном соблюдении этих правил:

3.2. Динамическая привязка

Учитывая, что переопределение метода может быть реализовано только с наследованием, где существует иерархия базового типа и подтипов, компилятор не может определить во время компиляции, какой метод вызывать, поскольку и базовый класс, и подклассы определяют одни и те же методы.

Как следствие, компилятору необходимо проверить тип объекта, чтобы узнать, какой метод следует вызывать.

Поскольку эта проверка происходит во время выполнения, переопределение метода является типичным примером динамической привязки.

4. Заключение

В этом уроке мы узнали, как реализовать перегрузку методов и переопределение методов, а также рассмотрели некоторые типичные ситуации, в которых они полезны.

Источник

К какому принципу ооп относятся понятия overloading перегрузка и overriding переопределение

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию наследования.

Программа считается объектно-ориентированной, только если выполнены все три указанных требования. В частности, программирование, не использующее наследование, называется не объектно-ориентированным, а программированием с помощью абстрактных типов данных.

Назовите основные принципы ООП.

Это единственно верный порядок парадигм ООП, так как каждая последующая использует предыдущие.

Что такое «инкапсуляция»?

Инкапсуляция – это свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними, в классе и скрыть детали реализации от пользователя, открыв только то, что необходимо при последующем использовании.

Цель инкапсуляции — уйти от зависимости внешнего интерфейса класса (то, что могут использовать другие классы) от реализации. Чтобы малейшее изменение в классе не влекло за собой изменение внешнего поведения класса.

Представим на минутку, что мы оказались в конце позапрошлого века, когда Генри Форд ещё не придумал конвейер, а первые попытки создать автомобиль сталкивались с критикой властей по поводу того, что эти коптящие монстры загрязняют воздух и пугают лошадей. Представим, что для управления первым паровым автомобилем необходимо было знать, как устроен паровой котёл, постоянно подбрасывать уголь, следить за температурой, уровнем воды. При этом для поворота колёс использовать два рычага, каждый из которых поворачивает одно колесо в отдельности. Думаю, можно согласиться с тем, что вождение автомобиля того времени было весьма неудобным и трудным занятием.

Теперь вернёмся в сегодняшний день к современным чудесам автопрома с коробкой-автоматом. На самом деле, по сути, ничего не изменилось. Бензонасос всё так же поставляет бензин в двигатель, дифференциалы обеспечивают поворот колёс на различающиеся углы, коленвал превращает поступательное движение поршня во вращательное движение колёс. Прогресс в другом. Сейчас все эти действия скрыты от пользователя и позволяют ему крутить руль и нажимать на педаль газа, не задумываясь, что в это время происходит с инжектором, дроссельной заслонкой и распредвалом. Именно сокрытие внутренних процессов, происходящих в автомобиле, позволяет эффективно его использовать даже тем, кто не является профессионалом-автомехаником с двадцатилетним стажем. Это сокрытие в ООП носит название инкапсуляции.

Модификатор private делает доступными поля и методы класса только внутри данного класса. Это означает, что получить доступ к private полям из вне невозможно, как и нет возможности вызвать private методы.

Сокрытие доступа к методу openConnection, оставляет нам также возможность к свободному изменению внутренней реализации этого метода, так как этот метод гарантированно не используется другими объектами и не нарушит их работу.

Для работы с нашим объектом мы оставляем открытыми методы call и ring с помощью модификатора public. Предоставление открытых методов для работы с объектом также является частью механизма инкапсуляции, так как если полностью закрыть доступ к объекту – он станет бесполезным.

Что такое «наследование»?

Наследование – это свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью.

Класс, от которого производится наследование, называется предком, базовым или родительским. Новый класс – потомком, наследником или производным классом.

Представим себя, на минуту, инженерами автомобильного завода. Нашей задачей является разработка современного автомобиля. У нас уже есть предыдущая модель, которая отлично зарекомендовала себя в течение многолетнего использования. Всё бы хорошо, но времена и технологии меняются, а наш современный завод должен стремиться повышать удобство и комфорт выпускаемой продукции и соответствовать современным стандартам.

Нам необходимо выпустить целый модельный ряд автомобилей: седан, универсал и малолитражный хэтч-бэк. Очевидно, что мы не собираемся проектировать новый автомобиль с нуля, а, взяв за основу предыдущее поколение, внесём ряд конструктивных изменений. Например, добавим гидроусилитель руля и уменьшим зазоры между крыльями и крышкой капота, поставим противотуманные фонари. Кроме того, в каждой модели будет изменена форма кузова.

Очевидно, что все три модификации будут иметь большинство свойств прежней модели (старый добрый двигатель 1970 года, непробиваемая ходовая часть, зарекомендовавшая себя отличным образом на отечественных дорогах, коробку передач и т.д.). При этом каждая из моделей будет реализовать некоторую новую функциональность или конструктивную особенность. В данном случае, мы имеем дело с наследованием.

Пример: Рассмотрим пример создания класса смартфон с помощью наследования. Все беспроводные телефоны работают от аккумуляторных батарей, которые имеют определенный ресурс работы в часах. Поэтому добавим это свойство в класс беспроводных телефонов:

Сотовые телефоны наследуют свойства беспроводного телефона, мы также добавили в этот класс реализацию методов call и ring:

И, наконец, класс смартфон, который в отличие от классических сотовых телефонов имеет полноценную операционную систему. В смартфон можно добавлять новые программы, поддерживаемые данной операционной системой, расширяя, таким образом, его функциональность. С помощью кода класс можно описать так:

Как видите, для описания класса Smartphone мы создали совсем немного нового кода, но получили новый класс с новой функциональностью. Использование этого принципа ООП java позволяет значительно уменьшить объем кода, а значит, и облегчить работу программисту.

Полиморфизм – это свойство системы использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта.

Любое обучение вождению не имело бы смысла, если бы человек, научившийся водить, скажем, ВАЗ 2106 не мог потом водить ВАЗ 2110 или BMW X3. С другой стороны, трудно представить человека, который смог бы нормально управлять автомобилем, в котором педаль газа находится левее педали тормоза, а вместо руля – джойстик.

Всё дело в том, что основные элементы управления автомобиля имеют одну и ту же конструкцию, и принцип действия. Водитель точно знает, что для того, чтобы повернуть налево, он должен повернуть руль, независимо от того, есть там гидроусилитель или нет. Если человеку надо доехать с работы до дома, то он сядет за руль автомобиля и будет выполнять одни и те же действия, независимо от того, какой именно тип автомобиля он использует. По сути, можно сказать, что все автомобили имеют один и тот же интерфейс, а водитель, абстрагируясь от сущности автомобиля, работает именно с этим интерфейсом. Если водителю предстоит ехать по немецкому автобану, он, вероятно выберет быстрый автомобиль с низкой посадкой, а если предстоит возвращаться из отдалённого маральника в Горном Алтае после дождя, скорее всего, будет выбран УАЗ с армейскими мостами. Но, независимо от того, каким образом будет реализовываться движение и внутреннее функционирование машины, интерфейс останется прежним.

Полиморфная переменная, это переменная, которая может принимать значения разных типов, а полиморфная функция, это функция, у которой хотя бы один аргумент является полиморфной переменной. Выделяют два вида полиморфных функций:

Принцип в ООП, когда программа может использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о внутреннем устройстве объекта, называется полиморфизмом.

Давайте представим, что нам в программе нужно описать пользователя, который может пользоваться любыми моделями телефона, чтобы позвонить другому пользователю. Вот как можно это сделать:

Теперь опишем различные модели телефонов. Одна из первых моделей телефонов:

Обычный стационарный телефон:

И, наконец, крутой видеотелефон:

Создадим объекты в методе main() и протестируем метод callAnotherUser:

Используя вызов одного и того же метода объекта user, мы получили различные результаты. Выбор конкретной реализации метода call внутри метода callAnotherUser производился динамически на основании конкретного типа вызывающего его объекта в процессе выполнения программы. В этом и заключается основное преимущество полиморфизма – выбор реализации в процессе выполнения программы.

В примерах классов телефонов, приведенных выше, мы использовали переопределение методов – прием, при котором изменяется реализация метода, определенная в базовом классе, без изменения сигнатуры метода. По сути, это является заменой метода, и именно новый метод, определенный в подклассе, вызывается при выполнении программы.

Обычно, при переопределении метода, используется аннотация @Override, которая подсказывает компилятору о необходимости проверить сигнатуры переопределяемого и переопределяющего методов.

Абстрагирование – это способ выделить набор общих характеристик объекта, исключая из рассмотрения частные и незначимые. Соответственно, абстракция – это набор всех таких характеристик.

Представьте, что водитель едет в автомобиле по оживлённому участку движения. Понятно, что в этот момент он не будет задумываться о химическом составе краски автомобиля, особенностях взаимодействия шестерёнок в коробке передач или влияния формы кузова на скорость (разве что, автомобиль стоит в глухой пробке и водителю абсолютно нечем заняться). Однако, руль, педали, указатель поворота он будет использовать регулярно.

Что представляет собой «обмен сообщениями»?

Объекты взаимодействуют, посылая и получая сообщения. Сообщение — это запрос на выполнение действия, дополненный набором аргументов, которые могут понадобиться при выполнении действия. В ООП посылка сообщения (вызов метода) — это единственный путь передать управление объекту. Если объект должен «отвечать» на это сообщение, то у него должна иметься соответствующий данному сообщению метод. Так же объекты, используя свои методы, могут и сами посылать сообщения другим объектам. Обмен сообщениями реализуется с помощью динамических вызовов, что приводит к чрезвычайно позднему связыванию (extreme late binding).

Расскажите про основные понятия ООП: «класс», «объект», «интерфейс».

Класс – это способ описания сущности, определяющий состояние и поведение, зависящее от этого состояния, а также правила для взаимодействия с данной сущностью (контракт).

С точки зрения программирования класс можно рассматривать как набор данных (полей, атрибутов, членов класса) и функций для работы с ними (методов).

С точки зрения структуры программы, класс является сложным типом данных.

Объект (экземпляр) – это отдельный представитель класса, имеющий конкретное состояние и поведение, полностью определяемое классом. Каждый объект имеет конкретные значения атрибутов и методы, работающие с этими значениями на основе правил, заданных в классе.

Интерфейс – это набор методов класса, доступных для использования. Интерфейсом класса будет являться набор всех его публичных методов в совокупности с набором публичных атрибутов. По сути, интерфейс специфицирует класс, чётко определяя все возможные действия над ним.

В чем заключаются преимущества и недостатки объектно-ориентированного подхода в программировании?

Что подразумевают в плане принципов ООП выражения «является» и «имеет»?

«является» подразумевает наследование. «имеет» подразумевает ассоциацию (агрегацию или композицию).

В чем разница между композицией и агрегацией?

Ассоциация обозначает связь между объектами. Композиция и агрегация — частные случаи ассоциации «часть-целое».

Агрегация предполагает, что объекты связаны взаимоотношением «part-of» (часть). Композиция более строгий вариант агрегации. Дополнительно к требованию «part-of» накладывается условие, что экземпляр «части» может входить только в одно целое (или никуда не входить), в то время как в случае агрегации экземпляр «части» может входить в несколько целых.

Что такое статическое и динамическое связывание?

Присоединение вызова метода к телу метода называется связыванием. Если связывание проводится компилятором (компоновщиком) перед запуском программы, то оно называется статическим или ранним связыванием (early binding).

В свою очередь, позднее связывание (late binding) это связывание, проводимое непосредственно во время выполнения программы, в зависимости от типа объекта. Позднее связывание также называют динамическим (dynamic) или связыванием на стадии выполнения (runtime binding). В языках, реализующих позднее связывание, должен существовать механизм определения фактического типа объекта во время работы программы, для вызова подходящего метода. Иначе говоря, компилятор не знает тип объекта, но механизм вызова методов определяет его и вызывает соответствующее тело метода. Механизм позднего связывания зависит от конкретного языка, но нетрудно предположить, что для его реализации в объекты должна включаться какая-то дополнительная информация.

Для всех методов Java используется механизм позднего (динамического) связывания, если только метод не был объявлен как final (приватные методы являются final по умолчанию).

Источник

IT1205: Программирование Java SE

В некоторых условиях подкласс может переопределить нестатические методы, определенные в суперклассе, которые иначе были бы просто унаследованы. Когда метод объекта подкласса вызывается, выполняется его новая реализация. Метод суперкласса, который был переопределен, не наследуется подклассом, и новый метод в подклассе должен удовлетворять следующим правилам переопределения методов.

Описание нового метода должно иметь такую же сигнатуру метода (т.е. имя метода и параметры) и такой же возвращаемый тип.

Если параметры в переопределенном методе должны быть неизменяемыми ( final ), то это остается на усмотрение подкласса. Сигнатура метода не включает модификатор final для параметров, а только их типы и порядок.

Эти требования также применимы к интерфейсам, в которых подынтерфейсы могут переопределить прототипы методов из их суперинтерфейсов.

Пример 6.3. Переопределение, перегрузка и сокрытие

Метод экземпляра в подклассе не может переопределить статический метод суперкласса. Компилятор отметит это как ошибку. Статический метод — это метод класса, и он не является частью никакого объекта, в то время как переопределенные методы вызываются от имени объектов подкласса. Однако статический метод в подклассе может скрыть статический метод суперкласса.

Неизменяемый ( final ) метод не может быть переопределен, потому что модификатор final это запрещает. Попытка переопределения неизменяемого ( final ) метода приведет к ошибке на этапе компиляции. Однако абстрактный метод суперкласса требует чтобы не абстрактный метод в подклассе его переопределил, для того, чтобы обеспечить реализацию.

Модификатор доступа private для метода значит, что метод не доступен извне класса, в котором определен; поэтому подкласс не может его переопределить. Одна подкласс может дать свое собственное описание такого метода, который может иметь такую же сигнатуру, как метод в его суперклассе.

Сокрытие полей

Подкласс не может переопределить поля суперкласса, зато может их скрыть. Подкласс может определить поля с такими же именами, как в суперклассе, Если это имеет место, то к полям суперкласса нельзя будет обратиться из подкласса простым именам, поэтому они не наследуются подклассом. Код в подклассе может использовать ключевое слово super для доступа к таким членам, включая скрытые поля. Клиент может использовать ссылку на суперкласс для доступа к членам, которые скрыты в подклассе, как объясняется ниже. Конечно, если скрыто является статическим, к нему также можно обратиться по имени суперкласса.

В отличие от случая переопределения метода, где метод экземпляра не может переопределить статический метод, сокрытие полей такого ограничения не предполагает. Поле billType является статическим полем в подклассе, но не в суперклассе. Не требуется также, чтобы тип полей был одинаковым, это касается только имени поля, которое участвует в процессе сокрытия полей.

Сокрытие статического метода

Статический метод не может переопределить унаследованный метод экземпляра, но он может скрыть статический метод, если выполняются все условия для переопределения метода экземпляра. Скрытый статический метод суперкласса не наследуется. Компилятор отметит ошибку, если сигнатуры методов одинаковы, а другие параметры, относящиеся к возвращаемому типу, оператору throws и доступности, не совпадают. Если сигнатуры различаются, то метод перегружается, здесь нет сокрытия.

Скрытый статический метод можно, конечно, вызвать с помощью имени суперкласса. Также можно воспользоваться ключевым словом super в нестатическом коде подкласса чтобы вызвать скрытые статические методы.

Переопределение в сравнении с перегрузкой

Переопределение ( overriding ) метода не следует путать с перегрузкой метода ( overloading ). Переопределенный метод имеет такую же сигнатуру (имя и параметры) и такой же возвращаемый тип. Для переопределения подходят только не-final-методы суперкласса, к которым можно напрямую обратиться из подкласса Перегрузка имеет место, когда имена методов совпадают, а список параметров различается. Поэтому, для того чтобы перегрузить метод, нужно, чтобы параметры различались по типу, порядку или количеству. Так как возвращаемый тип не входит в состав сигнатуры, наличия разных возвращаемых типов недостаточно для перегрузки метода.

Метод может быть перегружен в классе, в котором определен, или в подклассе своего класса. Вызов переопределяемого метода суперкласса из подкласса требует специального синтаксиса (т.е. ключевого слова super ). Это не является необходимым для вызова перегружаемого метода суперкласса из подкласса. Если передается правильный состав аргументов в вызов метода, имеющий место в подклассе, то будет вызван перегружаемый метод суперкласса. В примере 6.3 метод getBill() в строке (2) из класса Light переопределяется в классе TubeLight в строке (5) и перегружается в строке (7). Когда он вызывается в строке (21), то выполняется реализация из (7).

Разрешение проблем перегрузки метода

Пример 6.4. Разрешение проблем перегрузки метода

Объектная ссылка super

Наконец, вызовы статических методов в строках (16) и (17) с помощью ссылок super и this обнаруживают на этапе выполнения поведение аналогичное доступу к полям, как обсуждалось ранее.

Пример 6.5. Использование ключевого слова super

Источник