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Was ist Polymorphie?

Mit dem Begriff der Polymorphie wird die Vielgestaltigkeit von Objekten in der bezeichnet. Der Vorgang der Gestaltung vieler Phänotypen wird dabei als Polymorphismus bezeichnet. Mutationen im Erbgut (Programmcode) werden in der objektorientierten Programmierung im Sinne der Genetik auch durch Vererbung von Erbgut weitergegeben. Änderungen im Programmcode werden durch unterschiedliche Implementierung von Klassen mit ihren Objekten und deren jeweiligen Abhängigkeiten erreicht. Objekte im Programm können so unterschiedliche Phänotypen im Sinne einer Polymorphie innerhalb gleicher oder unterschiedlicher Hierarchieebenen des Programms zeigen.

Programmiersprachen, die das Prinzip der objektorientierten Programmierung und damit auch die Polymorphie unterstützen, bieten die Möglichkeit, real existierende Objekte durch entsprechende Programmierung im Computer beispielsweise in Aussehen und Verhalten nachzubilden. Dieser Vorgang wird Modellierung genannt. Dabei werden die Funktionen und das Aussehen des real existierenden Objektes durch entsprechende mathematische Gleichungen beschrieben und durch den Einsatz von Programmierbefehlen in ihrer Funktion gesteuert.

Pleomorphismus aus der realen Welt

In der Mineralogie können bei gleicher chemischer Zusammensetzung verschiedenartige Formen der Kristallausgestaltung unterschieden werden. Man spricht bei dieser Form der Polymorphie von der Heteromorphie der Kristalle.

Polymorphie bedeutet die Vielgestaltigkeit chemischer Stoffe: So haben Quarz und Diamanten die gleiche chemische Struktur.

Polymorphie bedeutet die Vielgestaltigkeit chemischer Stoffe: So haben Quarz und Diamanten die gleiche chemische Struktur.

Auch verschiedene Modifikationen sind ein Beispiel für Polymorphie. Modifikation zeigen die Vielgestaltigkeit ein und des gleichen chemischen Stoffes aufgrund der differenzierenden physikalischen Eigenschaften. Zum Beispiel existieren von Kohlenstoff als chemischem Element drei unterschiedliche physikalischen Modifikationen. Jeder kennt dabei die Unterschiede von Russ, Graphit und Diamant.

Unterschiede in Härte, Dichte, Schichtgitter, Kristallstruktur und Opaleszenz sind bei diesem Beispiel offensichtlich. Im Bereich der Biologie lassen sich Tiere und Pflanzen gleichen Klassen bzw. Kategorien zuordnen. Bestimmte Merkmale gehören untergeordneten Klassen an oder beziehen sich auf übergeornete Klassen.

In der objektorientierten Programmierung können Objekten mehreren Klassen angehören. Bestimmte Merkmale einer Klasse können an ein Objekt weitergegeben werden. Dem Objekt werden so die Eigenschaften oder Methoden der jeweiligen Klassen vererbt. Durch Polymorphie zeigen die neuen Objekte unterschiedliche Ausprägungen (Phänotypen).

Der Programmcode kann dabei mit dem genetischen Code verglichen werden. Unterschiedliche Vererbungswege mit gleichen genetischen Inhalten (Programmcode) führen zur Ausprägung ähnlicher Objekte (Phänotypen) mit gleichartigen, aber auch unterschiedlichem Programmcode.

Phänotyp – Möglichkeiten einer Ausprägung

Die Ausbildung von Phänotypen ist daher auf die Möglichkeit von Vererbung bei der gewählten Programmiersprache angewiesen. Objektorientierte Programmiersprachen, wie Java, Eifel, Smalltalk verfolgen dieses Ziel der vereinfachten Weitergabe von Programmiercode.

Vererbungshierarchien – Eltern-Kind-Beziehung ist Programm(bestandteil)

Programmiercode kann so in Teilen “vererbt” und von Hierarchieebene zu Hierarchiebene, quasi von den Eltern an das Kind, weitergeben werden. Dadurch kann der Programmieraufwand und die Wartbarkeit von Programmen drastisch reduziert werden. Polymorphismus und Vererbbarkeit ermöglichen so effizient eine effektivere Programmierung.