Kennenlernen des parametrischen Polymorphismus

was ist parametrischer Polymorphismus?

Parametrischer Polymorphismus, auch bekannt als Generik oder generische Programmierung, ist ein Konzept in der Computerprogrammierung, das es ermöglicht, einen Typ oder eine Operation mit Parametern zu definieren. Dadurch kann ein generischer Typ oder eine generische Operation mehrfach mit unterschiedlichen Parametern verwendet werden. Das bekannteste Beispiel hierfür ist die Programmiersprache Java, in der generische Typen verwendet werden, um Typsicherheit und Typüberprüfung zu gewährleisten.

Vorteile der parametrischen Polymorphie

Die Hauptvorteile der parametrischen Polymorphie bestehen darin, dass sie das Schreiben und die mehrfache Wiederverwendung von Code mit unterschiedlichen Datentypen ermöglicht. Dies reduziert die Menge des zu schreibenden Codes und macht den Code effizienter. Darüber hinaus bietet sie Typsicherheit und Typüberprüfung, wodurch sichergestellt wird, dass der Code gültig ist und in mehreren Szenarien verwendet werden kann.

wie funktioniert parametrischer Polymorphismus?

Bei der parametrischen Polymorphie wird ein generischer Typ oder eine generische Operation mit Parametern definiert. Diese Parameter können beliebige gültige Datentypen sein und zur Definition eines generischen Typs oder einer generischen Operation verwendet werden, der/die mehrfach mit unterschiedlichen Parametern wiederverwendet werden kann. In Java wird dies mit dem Schlüsselwort "generic" erreicht.

Beispiele für parametrischen Polymorphismus

Eines der häufigsten Beispiele für parametrischen Polymorphismus findet sich in Java, wo er verwendet wird, um Typsicherheit und Typüberprüfung zu gewährleisten. Wenn zum Beispiel ein generischer Typ als "T" definiert ist, kann damit ein generischer Typ erstellt werden, der für mehrere Datentypen verwendet werden kann. In diesem Beispiel kann der generische Typ "T" für jeden gültigen Datentyp verwendet werden, z. B. für Strings, Integer und Floats.

Vorteile der Verwendung von parametrischem Polymorphismus

Die Verwendung von parametrischem Polymorphismus hat viele Vorteile, wie z. B. die Verringerung der Menge des zu schreibenden Codes, die Steigerung der Effizienz des Codes, die Gewährleistung der Typsicherheit und der Typüberprüfung sowie die Möglichkeit der mehrfachen Wiederverwendung von Code mit unterschiedlichen Parametern. Darüber hinaus vereinfacht er die Erstellung von generischen Typen, da er es ermöglicht, generische Typen mit Parametern zu definieren.

Nachteile der Verwendung von parametrischem Polymorphismus

Die Hauptnachteile von parametrischem Polymorphismus sind, dass er schwierig zu debuggen sein kann, da der Code komplex und schwer zu lesen sein kann. Außerdem kann es schwierig sein, ihn zu pflegen, da er eine sorgfältige Überwachung erfordert, um sicherzustellen, dass der Code gültig ist und in mehreren Szenarien verwendet werden kann.

Wann sollten Sie parametrischen Polymorphismus verwenden?

Bei der Entscheidung, ob parametrischer Polymorphismus verwendet werden soll oder nicht, ist es wichtig, die Vor- und Nachteile abzuwägen. Wenn die Vorteile die Nachteile überwiegen, wird empfohlen, die parametrische Polymorphie zu verwenden. Wenn der Code mehrfach mit verschiedenen Datentypen wiederverwendet werden muss, ist parametrischer Polymorphismus der richtige Weg.

Alternativen zur parametrischen Polymorphie

Wenn die parametrische Polymorphie in einer bestimmten Situation nicht die richtige Wahl ist, gibt es andere Alternativen. Eine Alternative ist die Verwendung eines "Duck Typing"-Ansatzes, bei dem der Code so geschrieben wird, dass er jeden gültigen Datentyp akzeptieren kann. Eine andere Alternative ist der Ansatz der "strukturellen Typisierung", bei dem der Code so geschrieben wird, dass er jeden Datentyp akzeptieren kann, der dem ursprünglichen Typ strukturell ähnlich ist.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass parametrischer Polymorphismus ein Konzept in der Computerprogrammierung ist, das es ermöglicht, einen Typ oder eine Operation mit Parametern zu definieren. Dies ermöglicht die mehrfache Wiederverwendung eines generischen Typs oder einer Operation mit unterschiedlichen Parametern und hat viele Vorteile, wie z. B. die Verringerung der Menge des zu schreibenden Codes, die Steigerung der Effizienz des Codes, die Gewährleistung von Typsicherheit und Typüberprüfung und die Möglichkeit der mehrfachen Wiederverwendung von Code mit unterschiedlichen Parametern. Es kann jedoch schwierig sein, Fehler zu beheben und zu warten, daher ist es wichtig, die Vor- und Nachteile abzuwägen, bevor man sich für die Verwendung von parametrischem Polymorphismus entscheidet.

FAQ
Welche drei Arten von Polymorphismus gibt es?

Es gibt drei Arten von Polymorphismus:

1. parametrische Polymorphie, auch bekannt als Generik, ist eine Art von Polymorphie, bei der der Typ einer parametrisierten Entität nicht bei der Deklaration der Entität, sondern erst bei ihrer Instanziierung festgelegt wird. In der Programmiersprache Java ist beispielsweise die Klasse ArrayList eine parametrisierte Entität, wobei der Typ der darin gespeicherten Elemente bei der Erstellung eines ArrayList-Objekts festgelegt wird.

2. Subtyp-Polymorphismus, auch bekannt als Vererbung, ist eine Art von Polymorphismus, bei dem eine Entität je nach dem Typ des Objekts, mit dem sie verbunden ist, verschiedene Formen annehmen kann. In der Programmiersprache Java zum Beispiel kann ein Objekt des Typs Object die Form eines beliebigen anderen Objekttyps annehmen, indem es in diesen Typ gecastet wird.

Ad-hoc-Polymorphismus, auch Überladung genannt, ist eine Art von Polymorphismus, bei dem verschiedene Entitäten definiert werden können, die denselben Namen, aber unterschiedliche Signaturen haben. In der Programmiersprache Java können beispielsweise mehrere Methoden mit demselben Namen, aber unterschiedlichen Parametertypen definiert werden, und die entsprechende Methode wird zur Laufzeit auf der Grundlage der Typen der übergebenen Argumente aufgerufen.

Ist parametrische Polymorphie statisch oder dynamisch?

Parametrische Polymorphie ist eine Form der Polymorphie, bei der eine Funktion oder ein Datentyp durch einen oder mehrere Typparameter definiert werden kann. Diese Typparameter können zu bestimmten Typen instanziiert werden, wenn die Funktion oder der Datentyp verwendet wird.

Parametrischer Polymorphismus kann entweder statisch oder dynamisch sein. Statischer parametrischer Polymorphismus liegt vor, wenn die Typparameter zur Kompilierzeit bekannt sind und der Compiler Code für jede Instanziierung der Funktion oder des Datentyps erzeugen kann. Dynamische parametrische Polymorphie liegt vor, wenn die Typparameter zum Zeitpunkt der Kompilierung nicht bekannt sind und der Code für die Funktion oder den Datentyp zur Laufzeit generiert wird.