Polimorfizam (en. Polymorfism)

Polimorfizam predstavlja najsofisticiraniju osobinu OOP pri kojoj jedan objekat može ispoljavati različite osobine. Naime, pored standarnih funkcja koje se mogu definisati u klasi, OOP koncept dozvoljava da se definišu virtuelne metode. Virtuelne metode se implementiraju na potpuno isti način kao i regularne samo što u svojoj deklaraciji imaju prefiks virtual. Kada se metoda deklariše kao virtualna, polimorfizam dolazi do izražaja samo u slučaju kada se definišu klase koje su izvedene iz bazne klase.
U izvedenim klasama virtuelne metode se mogu “preklopiti” (en. override) tako da imaju potpuno drugačiju implementaciju od one koja se nalazi i baznoj klasi. Na taj način jedan objekat tipa bazne klase može imati dvije različite osobine pri pozivu jedne te iste metode u zavisnosti od toga na koji način je objekat instanciran. Polimorfizam predstavlja jedan od najvažnijih i najznačajnijih fenomena OOP i treba ga koristiti kad god za to postoji potreba.
Virtualne metode se u izvedenim klasama mogu ali i ne moraju deklarisati sa ključnom riječju virtual. Međutim, kod nekih programskih jezika poput C# potrebno je dodati ključnu riječ overide. Virtuelne metode osim u ključnoj riječi za programera nemaju posebnih implementacijskih zahtjeva. Osim što u slučaju kada programiramo sa C++, moramo voditi računa da polimorfizam radi samo u slučaju pointera na objekte. Dakle u koliko instanciramo objekat na stack memoriji ne pokreće se virtuelni mehanizam i nemamo polimorfizam. Razlog zašto polimorfizam radi samo ako su u pitanju pointeri i heap memorija je jednostavan u koliko se poznaje priroda nastanka C++ jezika. Kako je C++ jezik izrastao iz C jezika, koji ima statičnu veličinu za svaki formirani objekat na staku, otud dolazi razlog da se virtualne metode nemogu mijenjati na tako statički definisanom objektu. Međutim u koliko se objekat klase instancira na heap dinamičkoj memoriji, tabela sa virtuelnim metodama se povezuje se i vrši prepoznavanje metoda poziva u vrijeme izvršavanja.
Kako rade virtualne metode može se objasniti na slijedeći način: Prilikom kompajliranja formira se tabela u koju se smještaju virtulne metode iz bazne i svih izvedenih klasa. Prilikom poziva interpreter pretražuje virtualnu tabelu sa listom virtuelnih metoda te poziva onu virtuelnu metodu iz one klase iz koje je objekat instanciran.
Kada govorimo o instanciranju objekata u slučaju bazne i izvedene klase možemo imati sljedeće slučajeve:
1. Objekat tipa bazne klase instanciran sa baznom klasom.
2. Objekat tipa bazne klase instanciran da izvedenom klasom.
3. Objekat tipa izvedene klase instanciran sa izvedenom klasom.
Kada objekat pozove virtuelnu metodu možemo dobiti slijedeće slučajeve shodno gore instanciranim varijantama objekta:
1. Izvršava svirtualna metoda iz bazne klase.
2. Izvršava se metoda iz izvedene klase.
3. Izvrsava se metoda iz izvedene klase.
U drugom slučaju imamo pojavu polimorfizma, dok se u prvom i trećem slučaju radi o standardnom pozivu metode. Sljedeći listing prikazuje naš primjer poziva metode Status iz bazne klase Osoba i izvedene klase Student.

//glavna ulazna funkcija
int main()
{  

	Osoba* os1 = new Osoba();
	Osoba* os2 = new Student();
	Student* os4 = new Student();  

	cout << "Osoba.Status(Osoba) vraća: " << os1->Status().c_str() << endl;
	cout << "Osoba.Status(Student) vraća: " << os2->Status().c_str() << endl;
	cout << "Student.Status(Student) vraća: " << os4->Status().c_str() << endl;  

	system("Pause");
	return 0;
}

Vidimo da u drugom slučaju kada imamo bazni tip Osoba koja je instancirana preko izvedenog tipa Student, pojavu polimorfizma. Istu situaciju bi imali u koliko bi pokrenuli C# verziju napisanog programa. Izlaz ovog programa dat je na narednoj slici:

Osoba.Status(Osoba) vraća: Osoba
 Osoba.Status(Student) vraća: Student
 Osoba.Status(Student) vraća: Student
 -------------------------------------------
 Press any key to continue...