En programación orientada a objetos se denomina polimorfismo a la capacidad del código de un programa para ser utilizado con diferentes tipos de datos u objetos. También se puede aplicar a la propiedad que poseen algunas operaciones de tener un comportamiento diferente dependiendo del objeto (o tipo de dato) sobre el que se aplican.
El concepto de polimorfismo se puede aplicar tanto a funciones como a tipos de datos. Así nacen los conceptos de funciones polimórficas y tipos polimórficos. Las primeras son aquellas funciones que pueden evaluarse o ser aplicadas a diferentes tipos de datos de forma indistinta; los tipos polimórficos, por su parte, son aquellos tipos de datos que contienen al menos un elemento cuyo tipo no está especificado.
6.2 Clase base abstracta.
En C++ es posible definir clases abstractas. Una clase abstracta, o clase base abstracta (ABC), es una que está diseñada sólo como clase padre de las cuales se deben derivar clases hijas. Una clase abstracta se usa para representar aquellas entidades o métodos que después se implementarán en las clases derivadas, pero la clase abstracta en sí no contiene ninguna implementación solamente representa los métodos que se deben implementar. Por ello, no es posible instanciar una clase abstracta, pero sí una clase concreta que implemente los métodos definidos en ella.
Las clases abstractas son útiles para definir interfaces, es decir, un conjunto de métodos que definen el comportamiento de un módulo determinado. Estas definiciones pueden utilizarse sin tener en cuenta la implementación que se hará de ellos.
Ejemplo:
class Abstracta
{
public:virtual
int metodo() = 0;
};
Las funciones virtuales permiten que clases derivadas de una misma base (clases hermanas) puedan tener diferentes versiones de un método. Se utiliza la palabra-clave virtual para avisar al compilador que un método será polimórfico y que en las clases derivadas existen distintas definiciones del mismo.
Para declarar que un método de una clase base es virtual, su prototipo se declara como siempre, pero anteponiendo la palabra-clave virtual, que indica al compilador algo así como: "Será definido más tarde en una clase derivada".
Ejemplo:
Sintaxis: virtual void dibujar();
Una función virtual o método virtual es una función cuyo comportamiento, al ser declarado "virtual", es determinado por la definición de una función con la misma cabecera en alguna de sus subclases. Este concepto es una parte muy importante del polimorfismo en la POO.
6.4 Destructores virtuales.
Como cualquier otra función miembro, los destructores pueden ser declarados virtuales. El destructor de una clase derivada de otra cuyo destructor es virtual, también es virtual.
La existencia de un destructor virtual permite que un objeto de una subclase pueda ser correctamente destruido por un puntero a su clase-base.
class B
{
// Superclase (polimórfica) ...
virtual ~B(); // Destructor virtual
};
class D : public B
{
// Subclase (deriva de B) ...
~D(); // destructor también virtual
};
void func()
{
B* ptr = new D; // puntero a superclase asignado a objeto de subclase
delete ptr; // Ok: delete es necesario siempre que se usa new
}
En el ejemplo anterior el mecanismo de llamada de las funciones virtuales permite que el operador delete invoque al destructor correcto, es decir, al destructor ~D de la subclase, aunque se invoque mediante el puntero ptr a la superclase B*. Si el destructor no hubiese sido virtual no se hubiese invocado el destructor derivado ~D, sino el de la superclase ~B, dando lugar a que los miembros privativos de la subclase no hubiesen sido desasignados. Tendríamos aquí un caso típico de "misteriosas" pérdidas de memoria, tan frecuentes en los programas C++ como difíciles de depurar.
Referencias:
Incluso las jerarquías de clases bien diseñadas necesitan evolucionar con el tiempo. Las opciones iniciales que elija en el momento de diseñar una jerarquía de clases pueden simplificar su trabajo posteriormente.
En la siguiente lista se incluyen sugerencias para simplificar la extensión de las jerarquías de clases:
• Las jerarquías se definen desde lo general a lo específico. Defina las clases en cada nivel de una jerarquía de herencia de la forma más genérica posible. Las clases derivadas pueden heredar, reutilizar y extender métodos de clases base. Por ejemplo, suponga que está diseñando una jerarquía de clases que modela el hardware del equipo. Al comenzar a modelar los dispositivos de salida, podría definir clases denominadas Display, Printer y File. Después podría definir las clases que implementan los métodos definidos en las clases base. Por ejemplo, la clase LCD Display puede haber derivado de Display e implementar un método denominado Enter Power Save Mode.
• Defina los tipos de datos y el almacenamiento con generosidad a fin de evitar cambios difíciles posteriormente. Por ejemplo, podría considerar el uso de una variable de tipo Long aunque los datos actuales sólo requieran una variable estándar Integer.
• Exponga sólo los elementos que las clases derivadas necesiten. Los campos y métodos Private reducen los conflictos de denominación y protegen a otros usuarios del uso de elementos que pueden necesitar cambios posteriormente.
• Los miembros que sólo sean necesarios para las clases derivadas deben marcarse como Protected. Esto garantiza que sólo las clases derivadas dependen de estos miembros y facilita la actualización de estos miembros durante el desarrollo.
• Asegúrese de que los métodos de clase base no dependen de miembros Overridable cuya funcionalidad pueden cambiar las clases herederas. Existen dos tipos de jerarquizar: La primera consiste en derivar una clase de otra, es el caso mas habitual y se llama “Herencia”. La otra consiste en encapsular un objeto como miembro de otro, a esta se le llama “Encapsulamiento”.
La unica regla que tenemos que tener en mente es: Si un objeto se relaciona con otro de la forma “es un” hay que usar la herencia publica. Si por el contrario la relacion se describe mejor de la forma “tiene un” hay que usar el encapsulamiento.
Una forma sencilla de ver la diferencia entre los dos tipos es con este ejemplo:
• La clase C Mercedes? “es un” tipo de la clase C Car?
• La clase C Mercedes “tiene un” tipo de case C Volante?
Cuando pensamos en una clase como un tipo, asumimos que los programas crearán objetos de ese tipo. Sin embargo, hay casos en que es útil definir clases para las cuales no se desea instanciar objetos. Tales clases son llamadas clases abstractas. Debido a que normalmente son utilizadas como base en jerarquías de clases, nos referiremos a ellas como clases base abstractas.
Las clases abstractas no sirven para instanciar objetos porque están incompletas, siendo sus clases derivadas las que deberán definir las partes faltantes.
El propósito de una clase abstracta es proveer una clase base apropiada desde la cual otras clases hereden.
Las clases desde las cuales se pueden instanciar objetos se llaman clases concretas. Tales clases proveen implementaciones de cada método o propiedad que definen.
Las clases abstractas normalmente contienen uno o más métodos o propiedades abstractas, las cuales no proveen implementación. Las clases derivadas deben reemplazar los métodos abstractos heredados para permitir la instanciación de objetos.
Para definir una clase abstracta se utiliza la palabra clave abstract (que también sirve para definir métodos y propiedades abstractos).
Ejemplo :
// Clase abstracta con métodos abstractos;
abstract class Figura{
protected int x, y ;
public abstract double daPerímetro( ) ; // Declaración de un método abstracto.
public abstract double daArea( ) ; // Declaración de un método abstracto.
}
5.4 Definición de una clase derivada
La programación orientada a objetos extiende los tipos abstractos de datos permitiendo relaciones tipo-subtipo. Esto es alcanzado a través de un mecanismo denominado herencia. Más que reimplementar características compartidas, una clase puede heredar datos y funciones miembros de otras clases. En C++, este mecanismo es implementado a través de la derivación de clases.
Especificación de derivación
// clases que sirven como clases base
class Animal{...};
class EnExtincion{...};
class Carnivoro{...};
class Herbivoro{...};
// Derivación simple
class Oso:public Animal { ...};
// Derivaciones múltiples
class Gato : public Animal, Carnivoro {...};
class Panda : private EnExtincion, public Oso, private Herbivoro {...};
Si se omite un atributo de público,privado o protegido a la clase base, esta es manipulada como privada. En el caso de la clase gato, Carnivoro es una clase base privada.
La sintaxis para definir clases bases es igual a definir clases ordinarias, con las siguientes dos excepciones:
El acceso desde clases derivadas a miembros heredados es como si fueran miembros propios (depende del tipo de herencia realizada). Tambien puede usarse el class scope operator es decir, para acceder al miembro A de la clase ClassA desde el objeto Obj de la clase ClassB sería Obj.ClassA::A o bien Obj.A.
Clases bases públicas y derivadas
Los miembros heredados de una clase base pública mantienen su nivel de acceso dentro de la clase derivada. En general, en una jerarquía de derivación pública, cada clase derivada subsecuentemente tiene acceso combinado a miembros públicos y protegidos de las clases bases previas en una rama. Los miembros públicos y protegidos heredados a través de una derivación protegida, se vuelen miembros protegidos de la clase derivada. Los miembros públicos y protegidos heredados a traves de una derivación privada se vuelven miembros privados de la clase derivada. Esto lleva a:
Conversiones estándar bajo derivación
Existen 4 conversiones predefinidas que son aplicables entre una clase derivada y su clase base pública:
5.5 Herencia múltiple
Es un tipo de herencia en la que una clase hereda el estado (estructura) y el comportamiento de más de una clase base.
La herencia múltiple puede simplificar los programas y proporcionar soluciones para resolver problemas difíciles.
La herencia múltiple plantea diferentes problemas tales como la ambigüedad por le uso de nombres idénticos en diferentes clases base, y la dominación o preponderancia de funciones o datos.
Asimismo, todas las funciones declaradas dentro de una clase se consideran un método de la clase. En el ejemplo de la clase Person, puede crear un método denominado getInfo():
class Person
{
public var age:Number;
public var username:String;
public function getInfo():String
{
// Definición del método getInfo()
}
}
Los miembros de clases se declaran con la palabra clave static. Por ejemplo, puede declarar el miembro de clase species con el siguiente código:
class Person
{
public static var species:String = "Homo sapiens";
// ...
}
Una clase actúa como cualquier otro tipo de dato con respecto al ámbito. Todos los miembros de una clase se dice que están en el ámbito de esa clase; cualquier miembro de una clase puede referenciar a cualquier otro miembro de la misma clase.
Las funciones miembro de una clase tienen acceso no restringido a los miembros dato de esa clase. El acceso a los miembros dato y funciones de una clase fuera del ámbito de la clase está controlado por el programador. La idea es encapsular la estructura de datos y funcionalidad de una clase, de modo que el acceso a la estructura de datos de la clase desde fuera de las funciones miembro de la clase, sea limitada o innecesaria.
El nombre de la clase tiene que ser único dentro de su ámbito.
En C++ se define this dentro de un objeto como un puntero al objeto en que está contenido. Se declara implícitamente como:
class_name *this;
y se inicializa para apuntar al objeto para el cual se llama a la función miembro. Este puntero es muy útil cuando se trabaja con punteros y especialmente en listas linkadas cuando se necesita referenciar un puntero al objeto que se está insertando en la lista. La palabra this está disponible para este propósito y puede ser utilizada en cualquier objeto. Realmente la forma apropiada de referenciar a cualquier variable en una lista es a través del uso del puntero predefinido this, escribiendo this -> variable_name, pero el compilador supone que se está usando, y podemos omitir el puntero.
