Conceitos de POO para iniciantes: polimorfismo explicado

Em linguagens de alto nível, como Python e Java, OOP ou programação orientada a objetos refere-se à organização do design de software em torno de dados e objetos, em vez de lógica e funções. Um objeto é definido como um campo de dados com atributos e comportamento únicos. Em outras palavras, a POO se concentra em objetos em vez de lógica. Esse modelo de programação é ideal para programas grandes e complexos que exigem atualizações e manutenção ativas. Além disso, traz para a mesa os benefícios adicionais de escalabilidade, eficiência e reutilização de código.

A OOP tem quatro blocos de construção fundamentais – polimorfismo, encapsulamento, abstração e herança. Como o escopo do nosso artigo é limitado ao polimorfismo em OOPs, discutiremos o polimorfismo em detalhes, incluindo exemplos de polimorfismo em Java e polimorfismo em Python.

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Definição de polimorfismo

A definição de polimorfismo mais simples seria que polimorfismo significa existir em várias formas. Tem suas raízes em dois termos gregos – 'poli', que significa 'numerosos' e 'morfo', que se traduz em 'formas'.

Para entender melhor o conceito, vamos dar um exemplo simples primeiro. Veja o exemplo do comportamento do cursor, o mesmo cursor que você vê se movendo na tela toda vez que usa um mouse ou trackpad. Dependendo das ações do usuário ou do modo do programa, o cursor pode assumir diferentes formas, como uma seta, uma cruz, uma linha ou um dedo indicador.

O polimorfismo é uma das características mais significativas da POO. Em Java e Python, variáveis, objetos e funções podem existir de várias formas. No polimorfismo, uma subclasse ou método define seus atributos e comportamentos enquanto retém algumas das funcionalidades de sua classe pai. Isso nos leva à herança, que permite criar hierarquias de classes onde uma classe base fornece seus atributos e comportamento a uma classe derivada. Subsequentemente, as funcionalidades da classe derivada podem ser livremente modificadas ou estendidas conforme necessário. Para isso, o polimorfismo garante que o método correto seja executado com base no tipo do objeto chamador.

Para colocar em perspectiva, suponha que você tenha uma classe que exiba a data e a hora. Agora, você cria um método que herda a classe e exibe a mensagem “Hello!” juntamente com a data e hora.

Exemplo de polimorfismo em Java

Considere a superclasse “Shapes” que possui um método “area()”. As subclasses em "Forma" podem ser "Retângulo", "Círculo", "Triângulo", etc., e cada subclasse tem seu método para calcular a área. Aplicando os conceitos de herança e polimorfismo, as subclasses utilizam o método “area()” para encontrar a fórmula de cálculo da área da respectiva forma.

classe Formas {

public void area() {

System.out.println(“A fórmula para a área de”);

}

}

class Triângulo estende Formas {

public void area() {

System.out.println("Triângulo é 1/2 * base * altura ");

}

}

class Circle estende Formas {

public void area() {

System.out.println("Círculo é 3,14 * raio * raio ");

}

}

classe Principal {

public static void main(String[] args) {

Formas minhaForma = new Formas(); // Cria um objeto Shapes

Formas meuTriângulo = new Triângulo(); // Cria um objeto Triângulo

Formas meuCírculo = new Círculo(); // Cria um objeto Círculo

minhaForma.area();

meuTriângulo.area();

minhaForma.area();

meuCírculo.area();

}

}

A saída do código do programa acima será a seguinte:

A fórmula da área do triângulo é 1/2 * base * altura

A fórmula para a área do círculo é 3,14 * raio * raio

Tipos de polimorfismo em OOPs

O polimorfismo em OOPs é de dois tipos – estático (polimorfismo em tempo de compilação) e dinâmico (polimorfismo em tempo de execução).

1. Polimorfismo estático

Em Java, a sobrecarga de métodos é o tipo mais comum de polimorfismo estático. Ele pode criar vários métodos com o mesmo nome dentro da mesma classe, mas com parâmetros diferentes. Os conjuntos de parâmetros devem diferir em pelo menos um dos três critérios a seguir:

• Os métodos precisam ter diferentes números de parâmetros.
• Os tipos de parâmetros precisam ser diferentes. Por exemplo, se um método aceita um Long, o outro aceita um String.
• Os métodos devem aceitar os parâmetros em ordens diferentes. Por exemplo, se o método 1 aceitar um Long e um String, o método dois deverá aceitar um String e depois um Long.

Na sobrecarga de métodos, ao chamar o método, o compilador escolhe qual método chamar com base nos parâmetros passados ​​durante a chamada. Isso ocorre em tempo de compilação e, portanto, esse tipo de polimorfismo também é conhecido como polimorfismo em tempo de compilação.

A seguir está um exemplo de código Java para mostrar o polimorfismo em tempo de compilação. Neste exemplo, o método add() está sobrecarregado com dois tipos diferentes de parâmetros.

pacote estáticoPolimorfismo;

Adição de classe pública

{

soma nula(int x, int y)

{

intc = x+y;

System.out.println(“ Adição de dois números :” +c); }

soma nula(int x, int y, int z)

{

intc = x+y+z;

System.out.println(“ Adição de três números :” +c); }

public static void main(String[] args)

{

Adição obj = new Adição();

obj.soma (45,34);

obj.sum(60, 32, 11);

}

}

A saída do programa acima será:

Adição de dois números: 79

Adição de três números: 103

2. Polimorfismo dinâmico

O polimorfismo dinâmico ou de tempo de execução é obtido por meio da substituição de método. Aqui, os métodos estão em diferentes formas em diferentes classes (substituição de método) e, em vez de tempo de compilação, a chamada para um método substituído é resolvida em tempo de execução. Agora, ao atribuir um objeto a uma referência de classe e chamar um método, o método na classe do objeto é executado. Como o objeto é criado em tempo de execução, a forma do método (no objeto) que deve ser executado só é decidida em tempo de execução.

A seguir está um exemplo de código Java para mostrar o polimorfismo de tempo de execução . No exemplo, há uma superclasse "Animal" e três subclasses, "canguru", "tigre" e "peixe". As subclasses estendem a superclasse e substituem seu método “move()”. O método “move()” é chamado pela variável de referência da classe pai “Animal”.

classe Animal{

void mover(){

System.out.println(“Animais se movem”);

}

}

classe canguru estende Animal{

void mover(){

System.out.println(“Cangurus saltam”);

}

}

classe tigre estende Animal{

void mover(){

System.out.println(“Tigres andam”);

}

}

classe peixe estende Animal{

void mover(){

System.out.println(“Peixe nadando”);

}

}

classe principal{

public static void main(String args[]){

Animal A = new Animal();

Animal k = new canguru(); //transmitindo

Animal t = novo tigre(); //transmitindo

Animal f = novo peixe(); //transmitindo

A.mover();

k.mover();

t.mover();

f.mover();

}

}

A saída do programa acima será:

Animais se movem

Os cangurus saltam

Tigres andam

Peixes nadam

Polimorfismo em Python

O polimorfismo em Python é de três tipos – polimorfismo de operador, polimorfismo de função e polimorfismo de classe. O Python também permite a substituição de métodos, mas não a sobrecarga de métodos.

1. Polimorfismo de operador

Em Python, o operador '+' tem uso duplo. Ele é usado para operações de adição aritmética no caso de tipos de dados inteiros e, para strings, o operador '+' realiza concatenações.

A seguir está um exemplo de código Python onde o operador '+' realiza adição em tipos de dados inteiros:

num1 = 4

num2 = 5

print(num1+num2)

A saída do código do programa acima é '9'.

A seguir está um exemplo de código Python onde o operador '+' realiza a concatenação em tipos de dados de string:

str1 = “Bom”

str2 = “Noite”

print(str1+” “+str2)

A saída do programa acima será 'Boa Noite'.

2. Polimorfismo de função

A função 'len()' em Python é compatível com diferentes tipos de dados, como lista, string, tupla, dicionário e conjunto, mas retorna informações específicas para cada tipo de dados. Aqui está um exemplo:

print(len(“Programador”))

print(len([“Python”, “Java”, “C”])))

print(len({“Nome”: “Kathy”, “Endereço”: “Texas”}))

O programa acima terá a seguinte saída:

9

3

2

3. Polimorfismo de classe

Estendendo o conceito de polimorfismo, o Python permite que várias classes tenham métodos com o mesmo nome. Dado abaixo é um exemplo para mostrar polimorfismo em métodos de classe em Python. No exemplo, existem duas classes, 'Gato' e 'Cão'. Eles têm uma estrutura semelhante e têm os mesmos nomes de métodos 'make_sound()' e 'info()'.

classe Gato:

def __init__(self, name, age):

self.name = nome

self.idade = idade

def info(auto):

print(f"Sou um gato. Meu nome é {self.name}. Tenho {self.age} anos.")

def make_sound(self):

print("Miau")

classe Cão:

def __init__(self, name, age):

self.name = nome

self.idade = idade

def info(auto):

print(f"Sou um cachorro. Meu nome é {self.name}. Tenho {self.age} anos.")

def make_sound(self):

print("Latido")

gato1 = Gato(“Minnie”, 3)

cão1 = cão(“Tom”, 6)

para animal em (gato1, cachorro1):

animal.make_sound()

animal.info()

animal.make_sound()

A saída será a seguinte:

Miau

Eu sou um gato. Meu nome é Minnie. Eu tenho 3 anos.

Miau

Latido

Eu sou um cão. Meu nome é Tom. Eu tenho 6 anos de idade.

Latido

4. Substituição de Método

Python também permite que classes filhas herdem atributos e métodos da classe pai. Certos métodos e atributos podem ser redefinidos para se ajustarem à classe filha (substituição de método). O polimorfismo permite o acesso aos métodos e atributos substituídos com o mesmo nome da classe pai.

A seguir está um exemplo de código Python para ilustrar a substituição do método:

da importação de matemática pi

forma de classe:

def __init__(self, name):

self.name = nome

def area(auto):

passar

def fato (auto):

return “Eu sou uma figura fechada.”

def __str__(self):

return self.name

classe Quadrado(Forma):

def __init__(self, comprimento):

super().__init__(“Quadrado”)

self.length = comprimento

def area(auto):

return self.length**2

def fato (auto):

return “Cada ângulo em um quadrado é igual a 90 graus.”

class Círculo(Forma):

def __init__(self, raio):

super().__init__(“Círculo”)

self.radius = raio

def area(auto):

return pi*self.radius**2

a = Quadrado(4)

b = Círculo(7)

imprimir(b)

print(b.fact())

print(a.fact())

print(b.area())

O programa acima terá a seguinte saída:

Círculo

Eu sou uma figura fechada.

Cada ângulo em um quadrado é igual a 90 graus.

153.93804002589985

Saiba mais sobre a substituição de método.

Vantagens do polimorfismo em OOPs

O polimorfismo em OOPs tem três vantagens significativas. Eles são os seguintes:

• O polimorfismo permite a reutilização do código. Assim, uma vez que as classes são escritas, testadas e implementadas, você pode reutilizá-las repetidamente. Além disso, o código pode ser alterado sem afetar o código original. Tudo isso economiza um tempo significativo para o codificador.

• No polimorfismo, vários valores de dados podem ser armazenados em uma única variável. Além disso, o valor de uma variável herdado de uma superclasse em uma subclasse pode ser modificado sem alterar o valor da variável na superclasse ou em qualquer subclasse.

• Por fim, o polimorfismo funciona com menos linhas de código, o que, por sua vez, facilita a depuração para o programador.

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