פייתון מונחה עצמים 4: פולימורפיזם ושמות של מתודות

פולימורפיזם polymorphism הוא עיקרון תכנותי שאומר שאם מתודות מבצעות את אותו התפקיד אז צריך לקרוא להם בשם זהה.

לדוגמה, אנחנו יכולים להשתמש באותה המתודה, print, כדי להדפיס סוגים שונים של נתונים:

print("Hello, polymorphism")
print(42)
print(['H', 'e', 'l', 'l', 'o'])

התוצאה:

Hello, polymorphism
42
['H', 'e', 'l', 'l', 'o']

איך יכול להיות שאותה המתודה מצליחה להדפיס נתונים - מחרוזת, מספר שלם, רשימה - למרות שסוג הנתונים הוא שונה? זה בגלל שהפונקציה print בודקת את סוג הנתונים של הפרמטר ומטפלת בכל סוג בהתאם.

העובדה שפייתון עושה את העבודה ומדפיס את הנתונים למרות שאנו מזינים את הפונקציה בנתונים שונים עושה לנו, המתכנתים, את החיים הרבה יותר טובים. יתרה מכך, כשאנו כותבים את הקוד שלנו כדאי לנו לחשוב על פתרונות מסוג זה כדי להקל על החיים של כל מי שיצטרך להשתמש בקוד שלנו בעתיד.

מקום עיקרי בו נשתמש בפולימפורזם הוא בכתיבת מתודות שעושות את אותו התפקיד בקלאסים שונים.

פולימורפיזם ומתודות

על פי עקרון הפולימורפיזם, כאשר נכתוב במחלקות שונות מתודות שמבצעות את אותו התפקיד נצטרך לקרוא להם באותו שם.

לדוגמה, צורות גיאומטריות שונות אחת מהשנייה במספר הצלעות ובדרך חישוב השטח, אבל לכולם יש שטח שניתן לחשב באמצעות פונקציה. כשנרצה לחשב את השטח, לא משנה עבור איזו צורה - ריבוע, עיגול או מתומן - ננהג לפי עקרון הפולימורפיזם ונקרא לפונקציה באותו שם.

אנחנו יכולים להוסיף לפונקציה קוד שבודק את סוגה של הצורה ומחשב בהתאם בדומה למה שעושה print. פתרון אחר הוא ליצור מחלקות של צורות ולהוסיף לכל אחת מהמחלקות פונקציה בשם calc_area לחישוב השטח.

נכתוב את המחלקה Circle בשביל עיגולים עם המתודה calc_area:

from math import pi

class Circle:
  def __init__(self, radius):
    self.radius = radius

  def calc_area(self):
    return pi * self.radius**2

נכתוב את המחלקה Rectangle בשביל מלבנים גם כן עם המתודה calc_area:

class Rectangle:
  def __init__(self, width, height):
    self.width = width
    self.height = height

  def calc_area(self):
    return self.width * self.height

ניצור אובייקטים מהמחלקות:

circ1 = Circle(3)
rect1 = Rectangle(3,4)

כיוון שיישמנו את עקרון הפולימורפיזם בכתיבת המחלקות אנו יכולים להיות בטוחים שחישוב השטח יעשה באמצעות מתודה בעלת שם זהה. במקרה שלנו, calc_area:

print(circ1.calc_area()) # 28.274333882308138
print(rect1.calc_area()) # 12

השימוש בעקרון הפולימורפיזם חסך ממשתמשי הקוד את הצורך לברר את שמות המתודות המחשבות את השטח עבור הצורות השונות. כל מה שהמתכנת היה צריך לדעת הוא שצריך לקרוא למתודה calc_area כדי לחשב שטח. הודות לכך, השימוש בקוד הופך אינטואיטיבי ופשוט יותר.

פולימורפיזם והורשה

אחת הדרכים הנפוצות לשימוש בפולימורפיזם היא הורשה. נגדיר בהורה מתודה שתשמש את כל המחלקות היורשות. במידה ואחת המחלקות דורשת התנהגות שונה אז נדרוס את הקוד מההורה תוך שמירת שם המתודה (method overriding).

נכתוב את המחלקה ההורה Shape אותה נצייד במתודה calc_area:

class Shape:
  def calc_area(self):
    pass

כל אחת מהמחלקות היורשות Circle ו-Rectangle תיישם את המתודה בהתאם לצרכיה:

from math import pi

class Circle(Shape):
  def __init__(self, radius):
    self.radius = radius

  def calc_area(self):
    return pi * self.radius**2


class Rectangle(Shape):
  def __init__(self, width, height):
    self.width = width
    self.height = height

  def calc_area(self):
    return self.width * self.height

נבחן את הקוד שכתבנו:

circ1 = Circle(3)
rect1 = Rectangle(3,4)

print(circ1.calc_area()) # 28.274333882308138
print(rect1.calc_area()) # 12

סיכום

במדריך זה הכרנו עקרון חשוב בתכנות יעיל - פולימורפיזם - לפונקציות שממלאות את אותו התפקיד צריך לקרוא באותו שם. ראינו שניתן להשתמש בפולימורפיזם עבור אותה מתודה שמשרתת סוגים שונים, דוגמת המתודה print. וגם שניתן לקרוא למתודות ממחלקות שונות באותו שם. ואם כבר מחלקות שונות מכילות מתודה בעלת שם זהה אז כדאי להכניס את המתודה למחלקה הורה שממנה ירשו המחלקות.

לכל המדריכים בסדרה ללימוד פייתון

אהבתם? לא אהבתם? דרגו!

0 הצבעות, ממוצע 0 מתוך 5 כוכבים