19 Tính đa hình (Polymorphism)

I. Định nghĩa tính đa hình

Tính đa hình (Polymorphism) là một trong những đặc tính cơ bản của lập trình hướng đối tượng (OOP), cho phép các đối tượng khác nhau xử lý cùng một phương thức theo các cách khác nhau, tùy thuộc vào lớp mà chúng thuộc về.

• Ý nghĩa chính:
  • Cùng một hành động nhưng có thể thực hiện theo nhiều cách khác nhau.
  • Cải thiện tính linh hoạt và mở rộng của hệ thống phần mềm.
• Ví dụ minh họa: Một phương thức Speak() có thể được thực hiện khác nhau bởi các đối tượng Dog, Cat, hoặc Bird.

II. Các loại tính đa hình

Đa hình tĩnh (Static Polymorphism):

• Xác định tại thời điểm biên dịch.
• Thực hiện thông qua nạp chồng phương thức (method overloading) và nạp chồng toán tử (operator overloading).
• Ví dụ:

public class Calculator
{
    public int Add(int a, int b) => a + b;
    public double Add(double a, double b) => a + b;
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Calculator calc = new Calculator();
        Console.WriteLine(calc.Add(2, 3));        // Output: 5
        Console.WriteLine(calc.Add(2.5, 3.5));    // Output: 6.0
    }
}

Đa hình động (Dynamic Polymorphism):

• Xác định tại thời điểm chạy.
• Thực hiện thông qua ghi đè phương thức (method overriding).
• Ví dụ:

public class Calculator
{
    public int Add(int a, int b) => a + b;
    public double Add(double a, double b) => a + b;
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Calculator calc = new Calculator();
        Console.WriteLine(calc.Add(2, 3));        // Output: 5
        Console.WriteLine(calc.Add(2.5, 3.5));    // Output: 6.0
    }
}

III. Cách triển khai tính đa hình trong C#

Phương thức ảo (Virtual Method):

• Sử dụng từ khóa virtual trong lớp cơ sở để cho phép lớp con ghi đè phương thức này bằng từ khóa override.
• Ví dụ:

public class Shape
{
    public virtual void Draw() => Console.WriteLine("Drawing a shape");
}

public class Circle : Shape
{
    public override void Draw() => Console.WriteLine("Drawing a circle");
}

Lớp trừu tượng (Abstract Class):

• Lớp trừu tượng là lớp không thể khởi tạo trực tiếp, chứa các phương thức trừu tượng (không có thân) mà các lớp dẫn xuất phải triển khai.
• Ví dụ:

public abstract class Shape
{
    public abstract void Draw();
}

public class Rectangle : Shape
{
    public override void Draw() => Console.WriteLine("Drawing a rectangle");
}

Giao diện (Interface):

• Giao diện định nghĩa các phương thức mà các lớp phải triển khai, không chứa logic thực hiện.
• Ví dụ

public interface IMovable
{
    void Move();
}

public class Car : IMovable
{
    public void Move() => Console.WriteLine("Car is moving");
}

IV. Lợi ích của tính đa hình

1. Tăng tính linh hoạt và mở rộng:
   • Hệ thống dễ dàng thêm các lớp mới với các triển khai riêng mà không cần sửa đổi mã nguồn hiện có.
2. Dễ bảo trì:
   • Giảm sự phụ thuộc giữa các thành phần, giúp việc thay đổi và nâng cấp hệ thống trở nên đơn giản hơn.
3. Tái sử dụng mã:
   • Các phương thức chung có thể áp dụng cho nhiều đối tượng khác nhau, giảm thiểu sự lặp lại.
4. Tăng tính trừu tượng:
   • Người dùng chỉ cần biết giao diện của đối tượng, không cần quan tâm đến cách triển khai chi tiết.

V. Ứng dụng thực tế của tính đa hình

1. Xây dựng hệ thống quản lý:
   • Ví dụ: Một lớp Employee với các lớp con như Manager, Engineer, và Intern có thể triển khai phương thức CalculateSalary() theo cách riêng.
2. Tích hợp module linh hoạt:
   • Ví dụ: Một giao diện IPaymentProcessor có thể được triển khai bởi các lớp như CreditCardPayment, PaypalPayment, và BitcoinPayment.
3. Tối ưu hóa API:
   • Các lớp trừu tượng và giao diện giúp tạo ra các API dễ sử dụng, không phụ thuộc vào chi tiết triển khai.

VI. Kết luận

Tính đa hình là một đặc tính quan trọng trong lập trình hướng đối tượng, giúp hệ thống phần mềm trở nên mạnh mẽ, linh hoạt và dễ mở rộng. Việc hiểu và áp dụng tính đa hình không chỉ cải thiện cấu trúc mã nguồn mà còn tối ưu hóa quá trình phát triển phần mềm.

“Trong lập trình OOP, tính đa hình chính là chìa khóa để đạt được sự linh hoạt và hiệu quả.”