Polimorfismo (informática)

En programación orientada a objetos, el polimorfismo se refiere a la propiedad por la que es posible enviar mensajes sintácticamente iguales a objetos de tipos distintos. El único requisito que deben cumplir los objetos que se utilizan de manera polimórfica es saber responder al mensaje que se les envía.

La apariencia del código puede ser muy diferente dependiendo del lenguaje que se utilice, más allá de las obvias diferencias sintácticas.

Por ejemplo, en un lenguaje de programación que cuenta con un sistema de tipos dinámico (en los que las variables pueden contener datos de cualquier tipo u objetos de cualquier clase) como Smalltalk se requiere que los objetos que se utilizan de modo polimórfico sean parte de una jerarquía de clases.

Descripción

En lenguajes basados en clases y con un sistema de tipos de datos fuerte (independientemente de si la verificación se realiza en tiempo de compilación o de ejecución), es posible que el único modo de poder utilizar objetos de manera polimórfica sea que compartan una raíz común, es decir, una jerarquía de clases, ya que esto proporciona la compatibilidad de tipos de datos necesaria para que sea posible utilizar una misma variable de referencia (que podrá apuntar a objetos de diversas subclases de dicha jerarquía) para enviar el mismo mensaje (o un grupo de mensajes) al grupo de objetos que se tratan de manera polimórfica.

No obstante, algunos lenguajes de programación (Java, C++) permiten que dos objetos de distintas jerarquías de clases respondan a los mismos mensajes, a través de las denominadas interfaces (esta técnica se conoce como composición de objetos). Dos objetos que implementen la misma interfaz podrán ser tratados de forma idéntica, como un mismo tipo de objeto, el tipo definido por la interfaz. Así, distintos objetos podrán intercambiarse en tiempo de ejecución –siempre que sean del mismo tipo–, y además con dependencias mínimas entre ellos. Por estos motivos se considera un buen principio de diseño en programación orientada a objetos el favorecer la composición de objetos frente a la herencia de clases.[1]

En Java las interfaces se declaran mediante la palabra clave Interface. Estas se utilizan para lograr la necesaria concordancia de tipos que hace posible el polimorfismo, también como un contrato que debe cumplir cualquier clase que implemente una cierta interfaz, y como una forma de documentación para los desarrolladores. A veces, en la literatura específica sobre Java se habla de "herencia y polimorfismo de interfaces", lo que no concuerda con los conceptos de la programación orientada a objetos porque una clase que implementa una interfaz sólo obtiene su tipo de datos y la obligación de implementar sus métodos, no copia comportamiento ni atributos. Esta terminología puede llevar a confusión, puesto que en Java a menudo se utiliza la mal llamada "herencia de interfaces" para dotar a una clase de uno o varios tipos adicionales, lo que unido a la composición, evite la necesidad de la herencia múltiple y favorezca una utilización más amplia del polimorfismo.

No obstante, el uso de una jerarquía de clases como paso previo, es muy habitual incluso en aquellos lenguajes en los que es posible prescindir de tal jerarquía, ya que, desde una perspectiva conceptual, se puede decir que al pertenecer los "objetos polimórficos" a subclases de una misma jerarquía, se asegura la equivalencia semántica de los mensajes que se invocarán de modo polimórfico. Por esto, en programación orientada a objetos a veces se denomina al polimorfismo como "polimorfismo de subclase (o de subtipo)".

En resumen, en la programación orientada a objetos, la esencia del polimorfismo no atañe a la clase o prototipo de la que provienen los objetos. Aun así, en los lenguajes basados en clases, es habitual (y en algunos tal vez sea el único modo) que dichos objetos pertenezcan a subclases pertenecientes a una misma jerarquía. Entonces, el polimorfismo debe verse como una forma flexible de usar un grupo de objetos (como si fueran sólo uno). Podría decirse que el polimorfismo en esencia refiere al comportamiento de los objetos, no a su pertenencia a una jerarquía de clases (o a sus tipos de datos).

Lo anterior se hace aún más evidente en lenguajes de programación orientada a objetos basados en prototipos, como Self, en los que las clases no existen.

Además, es importante remarcar que si un cierto grupo de objetos pueden utilizarse de manera polimórfica es porque, en última instancia, todos ellos saben responder a un cierto mensaje (o a varios), pero dado que esos mismos objetos generalmente contendrán otros métodos (que otros objetos en dicho grupo no contienen), difícilmente se pueda decir lisa y llanamente que los objetos son polimórficos; lo correcto es decir que esos objetos se pueden utilizar de modo polimórfico para un cierto conjunto de mensajes.

Un ejemplo. Podemos crear dos clases distintas: Pez y Ave que heredan de la superclaseAnimal. La clase Animal tiene el método abstracto mover que se implementa de forma distinta en cada una de las subclases (peces y aves se mueven de forma distinta). Entonces, un tercer objeto puede enviar el mensaje mover a un grupo de objetos Pez y Ave por medio de una variable de referencia de clase Animal, haciendo así un uso polimórfico de dichos objetos respecto del mensaje mover.

El concepto de polimorfismo, desde una perspectiva más general, se puede aplicar tanto a funciones como a tipos de datos. Así nacen los conceptos de funciones polimórficas y tipos polimórficos. Las primeras son aquellas funciones que pueden evaluarse o ser aplicadas a diferentes tipos de datos de forma indistinta; los tipos polimórficos, por su parte, son aquellos tipos de datos que contienen al menos un elemento cuyo tipo no está especificado.

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