Warum sind Zeiger/Referenzen für Polymorphismus in der objektorientierten Programmierung unerlässlich?

Polymorphismus ohne Zeiger/Referenzen: Eine Unmöglichkeit

In der objektorientierten Programmierung ermöglicht Polymorphismus, dass Objekte verschiedener Klassen unterschiedlich auf dieselben reagieren Methodenaufruf. Während einige Fragen zu StackOverflow darauf eingehen, warum Zeiger/Referenzen für Polymorphismus unerlässlich sind, befassen sie sich häufig mit bestimmten Szenarien. Ziel dieses Artikels ist es, die grundlegenden Gründe für die Notwendigkeit von Zeigern/Referenzen bei der Realisierung von Polymorphismus zu beleuchten.

Es wird oft angenommen, dass die Speicherzuweisung auf dem Heap für die dynamische Bindung, den Mechanismus, der Polymorphismus erleichtert, ausreichen sollte. Diese Annahme ist jedoch falsch, wie der folgende Code zeigt:

Derived d;
Base* b = &d;

Hier wird d auf dem Stapel zugewiesen, der Polymorphismus funktioniert jedoch effektiv über den Basisklassenzeiger b.

Verständnis Die Semantik des Polymorphismus ist entscheidend. Das Fehlen eines Basisklassenzeigers oder eines Verweises auf eine abgeleitete Klasse macht den Polymorphismus unwirksam. Bedenken Sie Folgendes:

Base c = Derived();

In diesem Fall wird das Objekt c aufgrund des Slicings nicht als abgeleitet, sondern als Basis behandelt. Obwohl Polymorphismus technisch anwendbar ist, wird er unbrauchbar, da das ursprüngliche abgeleitete Objekt nicht mehr existiert.

Alternativ hebt der folgende Code die Bedeutung von Zeigern hervor:

Base* c = new Derived();

Der Zeiger c zeigt auf einen Speicher unabhängig davon, ob es auf ein Basisobjekt oder ein abgeleitetes Objekt verweist. Der Aufruf einer virtuellen Methode über c löst jedoch eine dynamische Auflösung aus und sorgt so für polymorphes Verhalten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Zeiger/Referenzen nicht nur eine praktische Hilfe bei der Implementierung von Polymorphismus sind. Sie sind eine wesentliche Voraussetzung, um die Identität abgeleiteter Klassen aufrechtzuerhalten und sicherzustellen, dass virtuelle Methodenaufrufe in die entsprechende Implementierung aufgelöst werden. Ohne Zeiger/Referenzen wird Polymorphismus zu einem unmöglichen Konzept in der objektorientierten Programmierung.

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