Слово «полиморфизм» в зависимости от контекста может означать разные вещи. Когда о полиморфизме говорят программисты на императивных языках, они, как правило, подразумевают «полиморфизм подтипов». В то же время программисты на функциональных языках имеют в виду «параметрический полиморфизм». О последнем и поговорим.
В этом уроке появляется код на TypeScript. Не переживайте, если не понимаете его до конца. Наша цель — разобраться с концепциями, а не с TypeScript.
В библиотеке lodash есть функция _.concat()
, которая объединяет переданные ей массивы:
_.concat([1], [2, 3, 1]); // [1, 2, 3, 1]
_.concat(['one'], ['two', 'three']); // ['one', 'two', 'three']
_.concat([true], [false, false, true]); // [true, false, false, true]
Эта функция объединяет любые массивы, независимо от типа данных, содержащихся внутри. Попробуем реализовать ее самостоятельно.
// Это немного урезанная версия функции concat, она работает только с двумя аргументами,
// каждый из которых — массив
// Функция создает новый массив, затем обходит по очереди переданные массивы
// и добавляет их значения во вновь созданный массив. Затем он возвращается наружу.
const concat = (coll1, coll2) => {
const result = [];
coll1.forEach((value) => result.push(value));
coll2.forEach((value) => result.push(value));
return result;
};
Посмотрите внимательно на этот код. Выполняются ли в нем какие-либо операции над данными внутри массива? Правильный ответ — нет. Эти данные перекладываются из одного массива в другой, но над ними не происходит никаких действий. Наша новая функция concat()
, так же как и исходная _.concat()
, может работать с массивами, содержащими любые типы данных.
Для разработчиков, которые писали только на динамических языках, такое поведение кажется естественным, но в статических языках не все так просто.
const ages = [34, 18, 6, 60, 25];
const words = ['one', 'two', 'three'];
В TypeScript, при создании массива, задается тип элементов этого массива. Для первого это number
, для второго string
. Добавление в массив элемента другого типа приведет к ошибке:
// В массив чисел добавляется строка
ages.push('hello'); // Error
Функции, обрабатывающие массивы, ожидают определенный тип:
const concat = (arr1: number[], arr2: number[]): number[] => {
// Создаем результирующий массив, длина которого равна сумме длин исходных массивов
const result: number[] = [];
// Переносим в result все значения из первого массива
for (let i = 0; i < arr1.length; i += 1) {
result[i] = arr1[i];
}
// Переносим в result все значения из второго массива
for (let j = 0; j < arr2.length; j += 1) {
result[arr1.length + j] = arr2[j];
}
return result;
};
// Объявление массива a
const a = [1, 2, 3, 4];
// Объявление массива b
const b = [4, 16, 1, 2, 3, 22];
// Сливаем массивы
const result = concat(a, b);
console.log(result); // => [1, 2, 3, 4, 4, 16, 1, 2, 3, 22]
Обратите внимание на сигнатуру функции concat()
: (arr1: number[], arr2: number[]): number[]
. В отличие от варианта на JavaScript здесь указано, что входными параметрами являются массивы чисел number[]
. То есть для массива строк эта функция работать не будет. Не будет она работать и для всех остальных типов данных.
Что это означает на практике? Очень простую и печальную вещь. Нам придется реализовывать подобную функцию для каждого типа при том, что алгоритм внутри абсолютно идентичен.
Именно тут нам пригодится параметрический полиморфизм. Статическим языкам приходится вводить в язык специальные конструкции, которые позволяют описывать подобные алгоритмы безотносительно типа параметра. В некоторых языках их называют шаблонами (C++) или дженериками (TypeScript, Java, C#):
const concat = <T>(arr1: T[], arr2: T[]): T[] => {
const result: T[] = [];
for (let i = 0; i < arr1.length; i += 1) {
result[i] = arr1[i];
}
for (let j = 0; j < arr2.length; j += 1) {
result[arr1.length + j] = arr2[j];
}
return result;
};
const a = [1, 2, 3, 4];
const b = [4, 16, 1, 2, 3, 22];
const result = concat(a, b);
// Вызов функции с типом number[]
console.log(result); // => [ 1, 2, 3, 4, 4, 16, 1, 2, 3, 22 ]
const words1 = ['one', 'two', 'three'];
const words2 = ['four', 'five'];
// Вызов функции с типом string[]
const wordsResult = concat(words1, words2);
console.log(wordsResult); // => [ 'one', 'two', 'three', 'four', 'five' ]
В этом коде появляется тип T, что как раз и означает возможность использования с любым типом внутри массива. Теперь метод concat()
работает подобно аналогу из JavaScript.
Параметрический полиморфизм дает возможность писать обобщенные алгоритмы для составных типов, что в некоторых случаях значительно сокращает количество кода. Иногда за это приходится платить сложностью решения, но для большинства типичных операций сложность растет не сильно. Это видно и по коду выше.
В динамических языках для реализации обобщенных алгоритмов параметрический полиморфизм не нужен. Любая коллекция может содержать любые типы данных в любой момент времени. Благодаря этому не требуется вводить дополнительные языковые конструкции и изучать новые концепции.
В литературе использование параметрического полиморфизма часто называется обобщенным программированием.
Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»
Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты
- Статья «Как учиться и справляться с негативными мыслями»
- Статья «Ловушки обучения»
- Статья «Сложные простые задачи по программированию»
- Вебинар «Как самостоятельно учиться»
Для полного доступа к курсу нужен базовый план
Базовый план откроет полный доступ ко всем курсам, упражнениям и урокам Хекслета, проектам и пожизненный доступ к теории пройденных уроков. Подписку можно отменить в любой момент.