تعدد الأشكال في Java (ثابتة وديناميكية)

ما هو تعدد الأشكال في Java?

تعدد الأشكال في Java يحدث تعدد الأشكال عندما ترتبط فئة أو أكثر من الفئات أو الكائنات ببعضها البعض عن طريق الوراثة. وهي قدرة الكائن على اتخاذ أشكال متعددة. تسمح الوراثة للمستخدمين بتوريث السمات والأساليب، بينما يستخدم تعدد الأشكال هذه الأساليب لأداء مهام مختلفة. الهدف هو التواصل، وإن اختلفت الأساليب المتبعة.

على سبيل المثال، يُستخدم الهاتف الذكي للتواصل. قد تكون وسيلة التواصل مكالمة هاتفية، أو رسالة نصية، أو رسالة مصورة، أو بريدًا إلكترونيًا. الهدف واحد، وهو التواصل، لكن الأسلوب يختلف. هذا السلوك هو جوهر... تعدد الأشكالسنتعلم الآن تعدد الأشكال في Java مع أمثلة برمجية ورسوم بيانية وشروحات خطوة بخطوة.

انقر اضغط هنا إذا لم يكن من الممكن الوصول إلى الفيديو

لماذا نستخدم تعدد الأشكال في Java?

تعدد الأشكال في Java يُستخدم هذا النمط لأنه يجعل الكود مرنًا وقابلًا لإعادة الاستخدام وأسهل في الصيانة. إذ يمكن لمتغير مرجعي واحد من نوع أب أن يشير إلى عدة كائنات فرعية، وبالتالي يتكيف الاستدعاء نفسه مع أي فئة فرعية يتم توفيرها. يحافظ هذا النمط على الكود المختبر دون تغيير بينما تتم إضافة سلوكيات جديدة من خلال فئات فرعية متخصصة، وهذا تحديدًا هو سبب اعتماد أطر عمل مثل Spring و Jakarta EE عليه.

Java تعدد الأشكال في OOPs مع مثال

لنفترض وجود فئة أصلية واحدة تسمى الحساب يحتوي على وظائف للإيداع والسحب. يحتوي صنف الحساب على صنفين فرعيين. عملية الإيداع والسحب متطابقة لحسابات التوفير والحسابات الجارية، لذا ستعمل الطرق الموروثة من صنف الحساب.

Java مثال تعدد الأشكال

التغيير في متطلبات البرامج

طرأ تغيير على مواصفات المتطلبات، وهو أمر شائع في صناعة البرمجيات. يجب إضافة وظيفة لحساب مصرفي مميز مزود بخاصية السحب على المكشوف. السحب على المكشوف هو خدمة تُمكّن العميل من سحب مبلغ يتجاوز الرصيد المتاح في الحساب. تتطلب طريقة السحب لهذا الحساب المميز إعادة تنفيذ جديدة، بينما يبقى الكود المُختبَر في حسابات التوفير والحسابات الجارية دون تغيير. هذه العزلة هي ميزة... وجه الفتاة.

الخطوة 1) عند استدعاء طريقة السحب لحساب التوفير، يتم تنفيذ الطريقة المحددة في فئة الحساب الأصلية.

الخطوة 2) عند استدعاء دالة السحب الخاصة بالحساب المميز (تسهيل السحب على المكشوف)، يتم تنفيذ دالة السحب المُعرّفة في الفئة المميزة. هذا الإرسال هو تعدد الأشكال في البرمجة الكائنية التوجه.

طريقة التجاوز في Java

إعادة تعريف الأساليب هي عملية إعادة تعريف أسلوب من فئة أساسية داخل فئة فرعية. تحتفظ الفئة الفرعية بنفس الأسلوب.tract، ولكنه يوفر تطبيقًا جديدًا يتم اختياره عند تشغيل البرنامج.

قواعد لتجاوز الطريقة

• يجب أن تتطابق توقيعات الأساليب، أي اسم الأسلوب وقائمة المعلمات ونوع الإرجاع، تمامًا.
• يمكن للطريقة المُعاد تعريفها توسيع نطاق الوصول، ولكن لا يمكنها تضييقه. إذا كانت الطريقة خاصة في الفئة الأساسية، فيمكن للفئة الفرعية جعلها عامة، ولكن ليس العكس.

مثال

class Doctor{
  public void treatPatient(){
  // treatPatient method
  
}
class Surgeon extends Doctor{
  public void treatPatient(){
  // treatPatient method
  }
}
class Run{
  public static void main (String args[]){
    Doctor doctorObj = new Doctor();
    // treatPatient method in class Doctor will be executed
    doctorObj.treatPatient();
   
    Surgeon surgeonObj = new Surgeon();
    // treatPatient method in class Surgeon will be executed
    surgeonObj.treatPatient();
  }
}

الفرق بين تحميل الأساليب وتجاوز الأساليب

يحدث تحميل الأساليب داخل نفس الفئة بنفس اسم الأسلوب ولكن بتوقيعات مختلفة. أما إعادة تعريف الأساليب فتحدث عبر علاقة بين فئة أصلية وفئة فرعية، حيث تعيد الفئة الفرعية تعريف أسلوب مُعلن في الفئة الأصلية.

void sum (int a , int b);
void sum (int a , int b, int c);
void sum (float a, double b);

class X{
  public int sum(){
     // some code
  }
}
class Y extends X{
  public int sum(){
    //overridden method
    //signature is same
 }
}

ما هو تعدد الأشكال الديناميكي؟

يُعدّ التعدد الديناميكي في البرمجة الكائنية آليةً تسمح بتعريف عدة دوال بنفس الاسم والتوقيع في كلٍّ من الفئة الأصلية والفئة الفرعية. ويتم تحديد استدعاء الدالة المُعاد تعريفها أثناء التشغيل من خلال الربط الديناميكي داخل آلة جافا الافتراضية.

مثال على تعدد الأشكال الديناميكي

يمكن لمتغير مرجعي من الفئة الأصلية أن يشير إلى كائن من فئة فرعية:

 Doctor obj = new Surgeon();

انظر إلى العبارة التالية:

obj.treatPatient();

هنا المتغير المرجعي الكائنات ينتمي إلى الفئة الأصلية، لكن الكائن الذي يشير إليه ينتمي إلى الفئة الفرعية، كما هو موضح في مخطط تعدد الأشكال.

الاتصال obj.treatPatient() سيتم تنفيذ دالة treatPatient() الخاصة بالفئة الفرعية Surgeon. عند استخدام مرجع فئة أساسية لاستدعاء دالة، يتم تحديد الدالة التي سيتم استدعاؤها بواسطة JVM بناءً على الكائن الفعلي الذي يشير إليه المرجع. على الرغم من الكائنات يشير هذا إلى الطبيب، ويستدعي دالة الجراح، لأنه يشير إلى كائن جراح. ويتم اتخاذ القرار أثناء وقت التشغيل، ولهذا السبب يُطلق عليه هذا الاسم. تعدد الأشكال الديناميكي أو تعدد الأشكال في وقت التشغيل.

الفرق بين تعدد الأشكال الثابت والديناميكي

تعدد الأشكال الساكن في Java يُعدّ تعدد الأشكال نوعًا من أنواع تعدد الأشكال التي تجمع المعلومات اللازمة لاستدعاء طريقة ما في وقت الترجمة، بينما يُعدّ تعدد الأشكال الديناميكي نوعًا من أنواع تعدد الأشكال التي تجمع المعلومات اللازمة لاستدعاء طريقة ما في وقت التشغيل.

void sum (int a , int b);
void sum (float a, double b);
int sum (int a, int b); //compiler gives error.

//reference of parent pointing to child object
 Doctor obj = new Surgeon();
// method of child called
obj.treatPatient();

الكلمة الرئيسية الفائقة في Java

ماذا لو أرادت دالة treatPatient في فئة Surgeon تنفيذ الوظائف المُعرّفة في فئة Doctor، ثم القيام بسلوكها الخاص؟ في هذه الحالة، الكلمة المفتاحية super يمكن استخدامها للوصول إلى طرق الفئة الأصلية من الفئة الفرعية. يمكن كتابة طريقة TreatPatient في فئة Surgeon على النحو التالي:

treatPatient(){
   super.treatPatient();
     //add code specific to Surgeon
}

يمكن استخدام الكلمة المفتاحية super للوصول إلى أي عنصر بيانات أو دالة من الفئة الأصلية داخل الفئة الفرعية. سنتعرف لاحقًا على الكلمة المفتاحية super. وراثةوتعدد الأشكال في Java مع أمثلة البرامج.

مثال: لتعلم الوراثة، وتعدد الأشكال، والكلمة المفتاحية الفائقة

الخطوة 1) انسخ الكود التالي إلى المحرر.

public class Test{
     public static void main(String args[]){
        X x= new X();
        Y y = new Y();
        y.m2();
        //x.m1();
        //y.m1();
        //x = y;// parent pointing to object of child
        //x.m1() ;
        //y.a=10;
   }
}
class X{
   private int a;
   int b;
      public void m1(){
       System.out.println("This is method m1 of class X");
     }
}
class Y extends X{
      int c; // new instance variable of class Y
         public void m1(){
            // overridden method
            System.out.println("This is method m1 of class Y");
        }
       public void m2(){
           super.m1();
           System.out.println("This is method m2 of class Y");
      }
}

الخطوة 2) احفظ الكود، ثم قم بتجميعه وتشغيله. لاحظ الناتج.

الخطوة 3) قم بإلغاء التعليق عن الأسطر من 6 إلى 9. احفظ الكود، ثم قم بتجميعه وتشغيله. لاحظ الناتج.

الخطوة 4) قم بإلغاء التعليق على السطر 10. احفظ الكود وقم بتجميعه.

الخطوة 5) الخطأ = ؟ هذا لأن الفئة الفرعية لا تستطيع الوصول إلى الأعضاء الخاصة بالفئة الأصلية.

الأسئلة الشائعة