title

ポリモーフィズムとは

前までの記事で扱ってきたSalarymanクラスはHumanクラスを継承していました。

当然、Humanクラスの機能をすべて持っています。

そのため、Salarymanクラスで新たに定義したメンバや、Salarymanクラスであることを無視してHumanクラスのオブジェクトとして扱うこともできます。

例えば、以下のような書き方ができます。

Human taro = new Salaryman( );

これは「SalarymanのインスタンスをHumanとして扱う」ということです。

newが呼んでいるのはSalarymanのコンストラクタなので、メモリ上に存在するのはあくまでもSalarymanです。

しかし、そのうちSalarymanの要素は見ずに、Humanのオブジェクトとして扱うことができます。

diversity

このように、SalarymanクラスのインスタンスはSalarymanクラスのオブジェクトとして働くこともでき、Humanクラスのオブジェクトとしても働くことができます。

また、Objectクラスのオブジェクトとしても働くことができます。

このように、オブジェクトはさまざまなクラスのオブジェクトとして働きます。

これをオブジェクトの「ポリモーフィズム」あるいは「多様性」、「多態性」と言います。

ポリモーフィズムを使うことで、より柔軟にクラスを扱うことができるようになります。

どういった場合にポリモーフィズムを使うと便利なのかは、次のプログラムを作成しながら確認しましょう。

ポリモーフィズムの利用

Humanクラス

public class Human {
    private String name;
    private int age;
    private double height;

    public Human( ){
        System.out.println("Humanの引数なしコンストラクタが呼ばれました！");
    }

    public Human(String n, int a, double h){
        this( );
        System.out.println("Humanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！");
        name = n;
        age = a;
        height = h;
    }

    public void setName(String n){
        name = n;
    }

    public void setAge(int a){
        age = a;
    }

    public void setHeight(double h){
        height = h;
    }

    public String getName( ){
        return name;
    }

    public int getAge( ){
        return age;
    }

    public double getHeight( ){
        return height;
    }

    public void selfIntroduce( ){
        System.out.println("私の名前は" + name + "です");
        System.out.println("私の年齢は" + age + "です");
        System.out.println("私の身長は" + height + "です");
    }
}

Slarymanクラス

public class Salaryman extends Human{
    private int salary;
    private int bonus;

    public Salaryman( ){
        System.out.println("Salarymanの引数なしコンストラクタが呼ばれました！");
    }

    public Salaryman(String n, int a, double h, int s, int b){
        super(n, a, h);
        System.out.println("Salarymanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！");
        salary = s;
        bonus = b;
    }

    public void selfIntroduce( ){
        System.out.println("私の名前は" + getName( ) + "です");
        System.out.println("私の年齢は" + getAge( ) + "です");
        System.out.println("私の身長は" + getHeight( ) + "です");
        System.out.println("私の年収は" + getIncome( ) + "です");
    }

    public int getIncome( ){
        return salary * 12 + bonus * 2;
    }
}

UseHumanクラス

public class UseHuman{
    public static void main(String[ ] args){
        //Humanの配列に
        Human memberlist[ ] = new Human[10];

        //Humanを継承したオブジェクトなら順不同で入れられる
        memberlist[0] = new Salaryman("太郎", 30, 175.5, 30, 60);
        memberlist[1] = new Human("次郎", 28, 177.3);
        memberlist[2] = new Salaryman("三郎", 25, 172.4, 20, 40);
        memberlist[3] = new Human("四郎", 22, 176.1);

        for(int i = 0; i < memberlist.length; i++){
            //ここでは10個要素があるうち
            //データが入っているのは4個目まで
            if(memberlist[i] != null){
                //読みやすくするため改行
                System.out.println( );
                memberlist[i].selfIntroduce( );
            }
        }
    }
}

実行結果

Humanの引数なしコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！
Salarymanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数なしコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数なしコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！
Salarymanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数なしコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！

私の名前は太郎です
私の年齢は30です
私の身長は175.5です
私の年収は480です

私の名前は次郎です
私の年齢は28です
私の身長は177.3です

私の名前は三郎です
私の年齢は25です
私の身長は172.4です
私の年収は320です

私の名前は四郎です
私の年齢は22です
私の身長は176.1です

UseHumanクラスの7行目から10行目でインスタンスを作成していますが、HumanのものとSalarymanのものが順不同で入り混じっています。

これをすべてHumanの配列でひとまとめにして扱うことができるのです。

これが、ポリモーフィズムの1番のメリットと言えるでしょう。

オブジェクト指向の新しい概念として重要なものは、カプセル化、継承、そしてポリモーフィズムの3つだということがよく言われます。

オブジェクトのキャスト

ポリモーフィズムはオブジェクトのキャストで実現できます。前項で出てきた

Human taro = new Salaryman( );

の形はキャストを省略していますが、もう少し細かく書くと

Human taro;
Salaryman obj = new Salaryman( );
taro = (Human)obj;

ということを行っています。

実際はSalarymanのインスタンスを作成しても、キャストすることで他のクラスのオブジェクトとして扱えます（もちろん、継承していない、そのクラスの機能を持っていない場合はできません）。

しかし、キャストをしたことで使わない部分、Salarymanクラスで定義した情報は失われないのでしょうか？

これは大丈夫です。

Salarymanのインスタンスを生成し、キャストをしてもその情報はなくなりません。

これは基本データ型の変数とはまったく違いますので注意してください。

キャスト

理由は、オブジェクトの中にはデータをそのまま入れるわけではないからです。

基本データ型の変数はそのままデータを入れているので、int型の変数に入っているものをshort型の変数に代入しようとするとデータが失われてしまいます。

ところが、オブジェクトのキャストは矢印の付け替えに過ぎません。

インスタンスそのものはまったく変更しません。

そのため、オブジェクトをスーパークラスにキャストしても、元のクラスにキャストすれば元通りSalarymanのクラスとして扱うことができます。

ポリモーフィズムとキャスト

public class UseHuman{
    public static void main(String[ ] args){
        Human memberlist[ ] = new Human[10];

        //Humanを継承したオブジェクトなら順不同で入れられる
        memberlist[0] = new Salaryman("太郎", 30, 175.5, 30, 60);
        memberlist[1] = new Human("次郎", 28, 177.3);
        memberlist[2] = new Salaryman("三郎", 25, 172.4, 20, 40);
        memberlist[3] = new Human("四郎", 22, 176.1);

        //元通り取り出すことができる
        Salaryman taro = (Salaryman)memberlist[0];
        taro.selfIntroduce( );
    }
}

実行結果

Humanの引数なしコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！
Salarymanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数なしコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数なしコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！
Salarymanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数なしコンストラクタが呼ばれました！
Humanの引数ありコンストラクタが呼ばれました！

私の名前は太郎です
私の年齢は30です
私の身長は175.5です
私の年収は480です

オブジェクトをスーパークラスに多様させるときは自動的にキャストされますが、元に戻すには明示的にキャストをしなければなりません。

もし、