Polimorfizm — to samo polecenie, różne wykonania

Czego się dziś nauczysz

Po lekcji wyjaśnisz poznany mechanizm, prześledzisz działanie programu i zastosujesz go w samodzielnym zadaniu. Pracuj po kolei według spisu OOP. Potrzebujesz podstaw zmiennych, warunków, metod i wcześniejszych tematów tego modułu.

Zaplanuj 1–2 godziny lekcyjne, a zadania rozszerzające wykonaj w osobnym laboratorium. Używamy .NET 8 lub nowszego. Nie łącz kilku kompletnych przykładów w jednym Program.cs.

Wyjaśnienie krok po kroku

Najpierw dziedziczenie, potem wybór zachowania

Dziedziczenie pozwala użyć obiektu klasy pochodnej tam, gdzie oczekujemy typu bazowego. Polimorfizm korzysta z tego przy wywołaniu metod: typ zmiennej mówi, jakie operacje są dostępne, a rzeczywisty typ obiektu wskazuje, która implementacja wirtualnej metody zostanie wykonana.

Atrakcja a = new Roboty();
Console.WriteLine(a.Uruchom()); // Roboty ruszaja

Virtual i override

Virtual w klasie bazowej udostępnia domyślne zachowanie, które można nadpisać. Override w pochodnej deklaruje jego zamianę. Sama zgodność nazw nie wystarcza. Nadpisana metoda pozostaje wirtualna dla dalszego dziedziczenia, chyba że dodamy sealed override. Nie dopisujemy jednocześnie virtual i override.

class Atrakcja
{
    public virtual string Uruchom() { return "Start"; }
}
class Quiz : Atrakcja
{
    public override string Uruchom() { return "Pytanie"; }
}

Przeciążanie to inne zjawisko

Przeciążone metody mają różne listy parametrów; dla zwykłego statycznie typowanego wywołania kompilator wybiera sygnaturę na podstawie argumentów. Przy override sygnatura jest wspólna, a odpowiednie zachowanie wirtualne wybierane jest podczas wykonania na podstawie obiektu.

New nie zastępuje override

Modyfikator new przed metodą ukrywa odziedziczony element. To nie to samo co operator new tworzący obiekt. Przy ukrywaniu wybór ukrytego elementu zależy od typu referencji użytej w kodzie, więc wynik może zaskoczyć. Na początku stosuj override, gdy zamierzasz zmienić zachowanie wirtualne.

Co zyskujemy?

Pętla organizatora nie zawiera if dla każdego rodzaju atrakcji. Dodając nową klasę z poprawnym override, nie musimy zmieniać tej pętli. Nadal musimy utworzyć i przekazać nowy obiekt — polimorfizm nie usuwa całej konfiguracji programu. Zysk dotyczy kodu korzystającego ze wspólnego kontraktu.

foreach (Atrakcja a in atrakcje)
{
    Console.WriteLine(a.Uruchom());
}

Nie każda gałąź if wymaga hierarchii

Dla jednego prostego wyboru switch może być bardziej czytelny. Polimorfizm pomaga, gdy kilka rodzajów obiektów ma wspólne operacje, a odmienne zachowanie powtarza się w wielu miejscach. Nie twórz kilkunastu pustych klas wyłącznie po to, by zastąpić jedną tabelę danych.

Przewidź → uruchom → zmień

Kompletny, osobny plik Program.cs. Przed uruchomieniem przewidź wynik. Każdy program uruchamiaj w oddzielnym projekcie konsolowym.

using System;
class Atrakcja
{
    public virtual string Uruchom() { return "Otwarcie stanowiska"; }
}
class Roboty : Atrakcja
{
    public override string Uruchom() { return "Roboty ruszaja"; }
}
class Quiz : Atrakcja
{
    public override string Uruchom() { return "Pytanie na ekranie"; }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        Atrakcja[] atrakcje = { new Roboty(), new Quiz(), new Atrakcja() };
        foreach (Atrakcja atrakcja in atrakcje)
            Console.WriteLine(atrakcja.Uruchom());
    }
}

Roboty ruszaja
Pytanie na ekranie
Otwarcie stanowiska

Co dokładnie robi kod?

W każdej iteracji zmienna ma typ Atrakcja, ale wskazuje kolejno Roboty, Quiz i Atrakcja. Wywołanie Uruchom trafia do override dwóch pierwszych obiektów oraz wersji bazowej trzeciego. Tablica przechowuje referencje, nie zamienia obiektów w nowo utworzone obiekty bazowe. foreach pobiera kolejne elementy. Uruchom jest naszą metodą zwracającą napis; Console.WriteLine(string) wypisuje ten napis i zwraca void.

Zmień jedną daną i zapisz przewidywany wynik przed uruchomieniem. Następnie porównaj obserwację z przewidywaniem i wskaż instrukcję odpowiedzialną za różnicę.

Zadania

Nie ma tu gotowych rozwiązań. Oddaj kod, własne przypadki testowe oraz krótkie wyjaśnienie decyzji. Pierwsze zadanie jest podstawowe; ostatnie pozwalają pogłębić temat.

Sprawdź, czy rozumiesz

Dokumentacja: Microsoft Learn — Polimorfizm.