ポリモーフィズムについては、この投稿ですでに詳細に説明されていますが、なぜその一部なのかについてもっと強調したいと思います。
ポリモーフィズムがOOP言語で非常に重要である理由。
継承/ポリモーフィズムの有無にかかわらず、テレビ用のシンプルなアプリケーションを作成してみましょう。アプリケーションの各バージョンを投稿し、小さな回顧を行います。
あなたがテレビ会社のソフトウェアエンジニアであり、ボリューム、明るさ、カラーコントローラーのソフトウェアを記述して、ユーザーコマンドでそれらの値を増減させると仮定します。
追加することにより、これらの各機能のクラスを作成することから始めます。
- set：-コントローラの値を設定します（これにコントローラ固有のコードがあるとします）
- get：-コントローラの値を取得します（これにコントローラ固有のコードがあるとします）
- 調整：-入力を検証し、コントローラーを設定します。（一般的な検証..コントローラーとは無関係）
- コントローラーを使用したユーザー入力マッピング：-ユーザー入力を取得し、それに応じてコントローラーを起動します。
アプリケーションバージョン1
import java.util.Scanner;
class VolumeControllerV1 {
private int value;
int get() {
return value;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of VolumeController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of VolumeController \t"+this.value);
}
void adjust(int value) {
int temp = this.get();
if(((value > 0) && (temp >= 100)) || ((value < 0) && (temp <= 0))) {
System.out.println("Can not adjust any further");
return;
}
this.set(temp + value);
}
}
class BrightnessControllerV1 {
private int value;
int get() {
return value;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of BrightnessController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of BrightnessController \t"+this.value);
}
void adjust(int value) {
int temp = this.get();
if(((value > 0) && (temp >= 100)) || ((value < 0) && (temp <= 0))) {
System.out.println("Can not adjust any further");
return;
}
this.set(temp + value);
}
}
class ColourControllerV1 {
private int value;
int get() {
return value;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of ColourController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of ColourController \t"+this.value);
}
void adjust(int value) {
int temp = this.get();
if(((value > 0) && (temp >= 100)) || ((value < 0) && (temp <= 0))) {
System.out.println("Can not adjust any further");
return;
}
this.set(temp + value);
}
}
/*
* There can be n number of controllers
* */
public class TvApplicationV1 {
public static void main(String[] args) {
VolumeControllerV1 volumeControllerV1 = new VolumeControllerV1();
BrightnessControllerV1 brightnessControllerV1 = new BrightnessControllerV1();
ColourControllerV1 colourControllerV1 = new ColourControllerV1();
OUTER: while(true) {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
System.out.println(" Enter your option \n Press 1 to increase volume \n Press 2 to decrease volume");
System.out.println(" Press 3 to increase brightness \n Press 4 to decrease brightness");
System.out.println(" Press 5 to increase color \n Press 6 to decrease color");
System.out.println("Press any other Button to shutdown");
int button = sc.nextInt();
switch (button) {
case 1: {
volumeControllerV1.adjust(5);
break;
}
case 2: {
volumeControllerV1.adjust(-5);
break;
}
case 3: {
brightnessControllerV1.adjust(5);
break;
}
case 4: {
brightnessControllerV1.adjust(-5);
break;
}
case 5: {
colourControllerV1.adjust(5);
break;
}
case 6: {
colourControllerV1.adjust(-5);
break;
}
default:
System.out.println("Shutting down...........");
break OUTER;
}
}
}
}
これで、デプロイする準備ができた作業用アプリケーションの最初のバージョンができました。これまでに行われた作業を分析する時間。
TVアプリケーションバージョン1の問題
- Adjust（int value）コードは3つのクラスすべてで重複しています。コードの重複を最小限に抑えたい。（しかし、一般的なコードについて考えず、コードの重複を避けるためにスーパークラスに移動しました）
アプリケーションが期待どおりに動作する限り、それを維持することにします。
時々、上司が戻ってきて、既存のアプリケーションにリセット機能を追加するように求めてきます。リセットすると、3つすべての3つのコントローラーがそれぞれのデフォルト値に設定されます。
新しい機能の新しいクラス（ResetFunctionV2）の作成を開始し、この新しい機能のユーザー入力マッピングコードをマップします。
アプリケーションバージョン2
import java.util.Scanner;
class VolumeControllerV2 {
private int defaultValue = 25;
private int value;
int getDefaultValue() {
return defaultValue;
}
int get() {
return value;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of VolumeController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of VolumeController \t"+this.value);
}
void adjust(int value) {
int temp = this.get();
if(((value > 0) && (temp >= 100)) || ((value < 0) && (temp <= 0))) {
System.out.println("Can not adjust any further");
return;
}
this.set(temp + value);
}
}
class BrightnessControllerV2 {
private int defaultValue = 50;
private int value;
int get() {
return value;
}
int getDefaultValue() {
return defaultValue;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of BrightnessController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of BrightnessController \t"+this.value);
}
void adjust(int value) {
int temp = this.get();
if(((value > 0) && (temp >= 100)) || ((value < 0) && (temp <= 0))) {
System.out.println("Can not adjust any further");
return;
}
this.set(temp + value);
}
}
class ColourControllerV2 {
private int defaultValue = 40;
private int value;
int get() {
return value;
}
int getDefaultValue() {
return defaultValue;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of ColourController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of ColourController \t"+this.value);
}
void adjust(int value) {
int temp = this.get();
if(((value > 0) && (temp >= 100)) || ((value < 0) && (temp <= 0))) {
System.out.println("Can not adjust any further");
return;
}
this.set(temp + value);
}
}
class ResetFunctionV2 {
private VolumeControllerV2 volumeControllerV2 ;
private BrightnessControllerV2 brightnessControllerV2;
private ColourControllerV2 colourControllerV2;
ResetFunctionV2(VolumeControllerV2 volumeControllerV2, BrightnessControllerV2 brightnessControllerV2, ColourControllerV2 colourControllerV2) {
this.volumeControllerV2 = volumeControllerV2;
this.brightnessControllerV2 = brightnessControllerV2;
this.colourControllerV2 = colourControllerV2;
}
void onReset() {
volumeControllerV2.set(volumeControllerV2.getDefaultValue());
brightnessControllerV2.set(brightnessControllerV2.getDefaultValue());
colourControllerV2.set(colourControllerV2.getDefaultValue());
}
}
/*
* so on
* There can be n number of controllers
*
* */
public class TvApplicationV2 {
public static void main(String[] args) {
VolumeControllerV2 volumeControllerV2 = new VolumeControllerV2();
BrightnessControllerV2 brightnessControllerV2 = new BrightnessControllerV2();
ColourControllerV2 colourControllerV2 = new ColourControllerV2();
ResetFunctionV2 resetFunctionV2 = new ResetFunctionV2(volumeControllerV2, brightnessControllerV2, colourControllerV2);
OUTER: while(true) {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
System.out.println(" Enter your option \n Press 1 to increase volume \n Press 2 to decrease volume");
System.out.println(" Press 3 to increase brightness \n Press 4 to decrease brightness");
System.out.println(" Press 5 to increase color \n Press 6 to decrease color");
System.out.println(" Press 7 to reset TV \n Press any other Button to shutdown");
int button = sc.nextInt();
switch (button) {
case 1: {
volumeControllerV2.adjust(5);
break;
}
case 2: {
volumeControllerV2.adjust(-5);
break;
}
case 3: {
brightnessControllerV2.adjust(5);
break;
}
case 4: {
brightnessControllerV2.adjust(-5);
break;
}
case 5: {
colourControllerV2.adjust(5);
break;
}
case 6: {
colourControllerV2.adjust(-5);
break;
}
case 7: {
resetFunctionV2.onReset();
break;
}
default:
System.out.println("Shutting down...........");
break OUTER;
}
}
}
}
したがって、リセット機能を使用してアプリケーションを準備できます。しかし、今あなたはそれを実現し始めます
TVアプリケーションバージョン2の問題
- 新しいコントローラーが製品に導入された場合、リセット機能コードを変更する必要があります。
- コントローラの数が非常に多くなると、コントローラの参照の保持に問題が発生します。
- リセット機能コードは、すべてのコントローラークラスのコード（デフォルト値を取得および設定するため）と密に結合されています。
- リセット機能クラス（ResetFunctionV2）は、コントローラークラス（調整）の他のメソッドにアクセスできますが、これは望ましくありません。
同時に、起動時に各コントローラーが会社のホストされているドライバーリポジトリからインターネット経由で最新バージョンのドライバーをチェックする必要がある機能を追加する必要がある可能性があることをボスから聞いています。
ここで、追加するこの新しい機能はリセット機能に似ていると考え始め、アプリケーションをリファクタリングしない場合、アプリケーションの問題（V2）が増加します。
JAVAのポリモーフィック機能を利用できるように継承の使用を考え始め、新しい抽象クラス（ControllerV3）を追加します。
- getおよびsetメソッドのシグネチャを宣言します。
- 以前にすべてのコントローラー間で複製された調整メソッド実装が含まれています。
- ポリモーフィズムを利用してリセット機能を簡単に実装できるように、setDefaultメソッドを宣言します。
これらの改善により、TVアプリケーションのバージョン3が用意されました。
アプリケーションバージョン3
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;
abstract class ControllerV3 {
abstract void set(int value);
abstract int get();
void adjust(int value) {
int temp = this.get();
if(((value > 0) && (temp >= 100)) || ((value < 0) && (temp <= 0))) {
System.out.println("Can not adjust any further");
return;
}
this.set(temp + value);
}
abstract void setDefault();
}
class VolumeControllerV3 extends ControllerV3 {
private int defaultValue = 25;
private int value;
public void setDefault() {
set(defaultValue);
}
int get() {
return value;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of VolumeController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of VolumeController \t"+this.value);
}
}
class BrightnessControllerV3 extends ControllerV3 {
private int defaultValue = 50;
private int value;
public void setDefault() {
set(defaultValue);
}
int get() {
return value;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of BrightnessController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of BrightnessController \t"+this.value);
}
}
class ColourControllerV3 extends ControllerV3 {
private int defaultValue = 40;
private int value;
public void setDefault() {
set(defaultValue);
}
int get() {
return value;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of ColourController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of ColourController \t"+this.value);
}
}
class ResetFunctionV3 {
private List<ControllerV3> controllers = null;
ResetFunctionV3(List<ControllerV3> controllers) {
this.controllers = controllers;
}
void onReset() {
for (ControllerV3 controllerV3 :this.controllers) {
controllerV3.setDefault();
}
}
}
/*
* so on
* There can be n number of controllers
*
* */
public class TvApplicationV3 {
public static void main(String[] args) {
VolumeControllerV3 volumeControllerV3 = new VolumeControllerV3();
BrightnessControllerV3 brightnessControllerV3 = new BrightnessControllerV3();
ColourControllerV3 colourControllerV3 = new ColourControllerV3();
List<ControllerV3> controllerV3s = new ArrayList<>();
controllerV3s.add(volumeControllerV3);
controllerV3s.add(brightnessControllerV3);
controllerV3s.add(colourControllerV3);
ResetFunctionV3 resetFunctionV3 = new ResetFunctionV3(controllerV3s);
OUTER: while(true) {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
System.out.println(" Enter your option \n Press 1 to increase volume \n Press 2 to decrease volume");
System.out.println(" Press 3 to increase brightness \n Press 4 to decrease brightness");
System.out.println(" Press 5 to increase color \n Press 6 to decrease color");
System.out.println(" Press 7 to reset TV \n Press any other Button to shutdown");
int button = sc.nextInt();
switch (button) {
case 1: {
volumeControllerV3.adjust(5);
break;
}
case 2: {
volumeControllerV3.adjust(-5);
break;
}
case 3: {
brightnessControllerV3.adjust(5);
break;
}
case 4: {
brightnessControllerV3.adjust(-5);
break;
}
case 5: {
colourControllerV3.adjust(5);
break;
}
case 6: {
colourControllerV3.adjust(-5);
break;
}
case 7: {
resetFunctionV3.onReset();
break;
}
default:
System.out.println("Shutting down...........");
break OUTER;
}
}
}
}
V2の問題リストにリストされている問題のほとんどは、
TVアプリケーションバージョン3の問題
- リセット機能クラス（ResetFunctionV3）は、コントローラークラス（調整）の他のメソッドにアクセスできますが、これは望ましくありません。
繰り返しますが、この問題を解決することを考えます。これで、実装する別の機能（起動時のドライバーの更新）も用意できました。修正しないと、新しい機能にも複製されます。
したがって、抽象クラスで定義されたコントラクトを分割し、2つのインターフェイスを記述します。
- リセット機能。
- ドライバーの更新。
そしてあなたの最初の具象クラスに以下のようにそれらを実装させます
アプリケーションバージョン4
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;
interface OnReset {
void setDefault();
}
interface OnStart {
void checkForDriverUpdate();
}
abstract class ControllerV4 implements OnReset,OnStart {
abstract void set(int value);
abstract int get();
void adjust(int value) {
int temp = this.get();
if(((value > 0) && (temp >= 100)) || ((value < 0) && (temp <= 0))) {
System.out.println("Can not adjust any further");
return;
}
this.set(temp + value);
}
}
class VolumeControllerV4 extends ControllerV4 {
private int defaultValue = 25;
private int value;
@Override
int get() {
return value;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of VolumeController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of VolumeController \t"+this.value);
}
@Override
public void setDefault() {
set(defaultValue);
}
@Override
public void checkForDriverUpdate() {
System.out.println("Checking driver update for VolumeController .... Done");
}
}
class BrightnessControllerV4 extends ControllerV4 {
private int defaultValue = 50;
private int value;
@Override
int get() {
return value;
}
@Override
void set(int value) {
System.out.println("Old value of BrightnessController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of BrightnessController \t"+this.value);
}
@Override
public void setDefault() {
set(defaultValue);
}
@Override
public void checkForDriverUpdate() {
System.out.println("Checking driver update for BrightnessController .... Done");
}
}
class ColourControllerV4 extends ControllerV4 {
private int defaultValue = 40;
private int value;
@Override
int get() {
return value;
}
void set(int value) {
System.out.println("Old value of ColourController \t"+this.value);
this.value = value;
System.out.println("New value of ColourController \t"+this.value);
}
@Override
public void setDefault() {
set(defaultValue);
}
@Override
public void checkForDriverUpdate() {
System.out.println("Checking driver update for ColourController .... Done");
}
}
class ResetFunctionV4 {
private List<OnReset> controllers = null;
ResetFunctionV4(List<OnReset> controllers) {
this.controllers = controllers;
}
void onReset() {
for (OnReset onreset :this.controllers) {
onreset.setDefault();
}
}
}
class InitializeDeviceV4 {
private List<OnStart> controllers = null;
InitializeDeviceV4(List<OnStart> controllers) {
this.controllers = controllers;
}
void initialize() {
for (OnStart onStart :this.controllers) {
onStart.checkForDriverUpdate();
}
}
}
/*
* so on
* There can be n number of controllers
*
* */
public class TvApplicationV4 {
public static void main(String[] args) {
VolumeControllerV4 volumeControllerV4 = new VolumeControllerV4();
BrightnessControllerV4 brightnessControllerV4 = new BrightnessControllerV4();
ColourControllerV4 colourControllerV4 = new ColourControllerV4();
List<ControllerV4> controllerV4s = new ArrayList<>();
controllerV4s.add(brightnessControllerV4);
controllerV4s.add(volumeControllerV4);
controllerV4s.add(colourControllerV4);
List<OnStart> controllersToInitialize = new ArrayList<>();
controllersToInitialize.addAll(controllerV4s);
InitializeDeviceV4 initializeDeviceV4 = new InitializeDeviceV4(controllersToInitialize);
initializeDeviceV4.initialize();
List<OnReset> controllersToReset = new ArrayList<>();
controllersToReset.addAll(controllerV4s);
ResetFunctionV4 resetFunctionV4 = new ResetFunctionV4(controllersToReset);
OUTER: while(true) {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
System.out.println(" Enter your option \n Press 1 to increase volume \n Press 2 to decrease volume");
System.out.println(" Press 3 to increase brightness \n Press 4 to decrease brightness");
System.out.println(" Press 5 to increase color \n Press 6 to decrease color");
System.out.println(" Press 7 to reset TV \n Press any other Button to shutdown");
int button = sc.nextInt();
switch (button) {
case 1: {
volumeControllerV4.adjust(5);
break;
}
case 2: {
volumeControllerV4.adjust(-5);
break;
}
case 3: {
brightnessControllerV4.adjust(5);
break;
}
case 4: {
brightnessControllerV4.adjust(-5);
break;
}
case 5: {
colourControllerV4.adjust(5);
break;
}
case 6: {
colourControllerV4.adjust(-5);
break;
}
case 7: {
resetFunctionV4.onReset();
break;
}
default:
System.out.println("Shutting down...........");
break OUTER;
}
}
}
}
これで、あなたが直面しているすべての問題が解決され、継承とポリモーフィズムを使用することで、
- アプリケーションのさまざまな部分を疎結合にします（リセットまたはドライバー更新機能のコンポーネントは、実際のコントローラークラス（ボリューム、明るさ、色）を認識する必要はありません。OnResetまたはOnStartを実装するクラスは、リセットまたはドライバー更新機能に受け入れられます。コンポーネント）。
- アプリケーションの機能強化が容易になります（コントローラーを新しく追加しても、リセットやドライバーの更新機能のコンポーネントには影響がなく、新しいものを追加するのが非常に簡単になりました）。
- 抽象化のレイヤーを保持します（現在、リセット機能はコントローラーのsetDefaultメソッドのみを表示でき、リセット機能はコントローラーのcheckForDriverUpdateメソッドのみを表示できます）。
お役に立てれば ：-）