Czym jest polimorfizm w kontekście języków programowania C/C++?

Polimorfizm to właściwość obiektów polegająca na posiadaniu wielu form lub reprezentowaniu kilku typów w hierarchii dziedziczenia. Umożliwia pracę z obiektami różnych klas za pomocą wspólnego interfejsu klasy bazowej.

W C++ polimorfizm realizowany jest na dwa główne sposoby:

1. Polimorfizm czasu kompilacji (statyczny, ad-hoc):

   • Implementowany za pomocą przeciążania funkcji i operatorów.
   • Wybór konkretnej funkcji lub operatora odbywa się na etapie kompilacji.

   // Przykład przeciążania funkcji
   void print(int a) { /* ... */ }
   void print(double b) { /* ... */ }
   

2. Polimorfizm czasu wykonania (dynamiczny, podtypowy):

   • Implementowany za pomocą funkcji wirtualnych i wskaźników/odwołań do klasy bazowej.
   • Wybór konkretnej funkcji, która zostanie wywołana, odbywa się w czasie wykonywania programu.
   • Wymaga, aby w klasie bazowej była co najmniej jedna funkcja wirtualna.
   • Używa tabeli funkcji wirtualnych (vtable).

   // Przykład polimorfizmu dynamicznego
   class Base {
   public:
       virtual void show() { /* Implementacja w klasie bazowej */ }
   };
   
   class Derived : public Base {
   public:
       void show() override { /* Nadpisana implementacja */ }
   };
   
   // Użycie
   Base* ptr = new Derived();
   ptr->show(); // Wywołuje Derived::show()
   

Polimorfizm pozwala pisać bardziej elastyczny i rozszerzalny kod, ponieważ nowe klasy mogą być dodawane bez zmiany istniejącego kodu pracującego z klasą bazową.