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Polimorfismo

Polimorfismo significa que muchas clases pueden proporcionar la misma
propiedad o el mismo método y que el que llama no tiene por qué saber la clase a
la que pertenece el objeto antes de llamar a la propiedad o al método.

Por ejemplo, una clase Pulga y una clase Tiranosaurio podrían tener las dos
un método Morder. El polimorfismo significa que puede invocar Morder sin saber
si el objeto es una Pulga o un Tiranosaurio, aunque seguramente lo descubrirá
después.

Los siguientes temas describen la implementación del polimorfismo en Visual
Basic y cómo puede usarlo en sus programas.

• Cómo proporciona Visual Basic el polimorfismo   La mayoría de los lenguajes orientados a objetos proporcionan polimorfismo mediante la herencia; Visual Basic utiliza la técnica de interfaz múltiple del Modelo de objetos componentes (COM).
• Crear e implementar una interfaz   Un amplio ejemplo de código muestra cómo puede crear una interfaz abstracta Animal e implementarla para las clases Tiranosaurio y Pulga.
• Implementar propiedades   Las interfaces que implementa pueden tener tanto propiedades como métodos, aunque hay algunas diferencias en la forma de implementar las propiedades.
• Múltiples facetas (e interfaces) de la reutilización del código  Además de implementar interfaces abstractas, puede volver a usar el código si implementa la interfaz de una clase normal y después delega de forma selectiva en una instancia oculta de la clase.
  

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Cómo proporciona Visual
Basic el polimorfismo

La mayoría de los sistemas de programación orientada a objetos proporcionan
polimorfismo mediante la herencia. Es decir, las hipotéticas clases Pulga
y Tiranosaurio pueden heredar características de una clase Animal. Cada clase
invalidaría el método Morder de la clase Animal para aportar sus propias
características de mordedura.

El polimorfismo proviene del hecho de que puede llamar al método Morder de un
objeto que pertenezca a cualquier clase derivada de Animal sin conocer la clase
a la que pertenece el objeto.

Proporcionar polimorfismo mediante interfaces

Visual Basic no utiliza la herencia para proporcionar polimorfismo. Visual
Basic proporciona el polimorfismo mediante múltiples interfaces ActiveX.
En el Modelo de objetos componentes (COM) que forma la infraestructura de la
especificación ActiveX, las múltiples interfaces permiten que los sistemas de
componentes software evolucionen sin afectar al código existente.

Una interfaz es un conjunto de propiedades y métodos relacionados.
Gran parte de la especificación ActiveX se ocupa de la implementación de
interfaces estándar para obtener servicios del sistema o para proporcionar
funcionalidad a otros programas.

En Visual Basic podría crear una interfaz Animal e implementarla en las
clases Pulga y Tiranosaurio. Después podría invocar el método Morder de
cualquiera de los dos tipos de objeto sin conocer su tipo.


Polimorfismo y rendimiento

El polimorfismo es importante por razones de rendimiento. Para comprobarlo,
observe la función siguiente:

Código:

Public Sub GetFood(ByVal Critter As Object, _
ByVal Food As Object)
   Dim dblDistance As Double
   ' Código para calcular la distancia a la comida 
   '(omitido).
   Critter.Mover dblDistance   ' Enlace en tiempo de 
                              ' compilación
   Critter.Morder Food         ' Enlace en tiempo de 
                              ' compilación
End Sub

Los métodos Mover y Morder son enlaces en tiempo de compilación con Critter.
El enlace en tiempo de compilación tiene lugar cuando
Visual Basic no puede determinar en tiempo de compilación el tipo de objeto que
contendrá una variable. En este ejemplo, el argumento Critter está declarado
como As Object, de forma que en tiempo de ejecución pueda contener una
referencia a cualquier tipo de objeto, como un Coche o una Roca.

Como no puede saber cuál será el objeto, Visual Basic compila una parte de
código adicional para preguntar al objeto si acepta el método llamado. Si el
objeto acepta el método, dicho código adicional lo invoca; si no, el código
adicional desencadena un error. Todas las llamadas a métodos o a propiedades
incurren en esta carga adicional.

Por el contrario, las interfaces permiten los enlaces en tiempo de
diseño. Cuando Visual Basic conoce en tiempo de compilación la interfaz que
se va a llamar, puede comprobar en la biblioteca de tipos si dicha interfaz
acepta el método. Después, Visual Basic puede compilar un salto directo al
método mediante una tabla virtual de funciones (vtable). Esto es muchas veces
más rápido que el enlace en tiempo de compilación.

Ahora suponga que los métodos Mover y Morder pertenecen a la interfaz Animal
y que todas las clases de animales implementan esta interfaz. Ahora podría
declarar el argumento Critter como As Animal y los métodos Mover y Morder se
enlazarán en tiempo de diseño:

Código:

Public Sub GetFood(ByVal Critter As Animal, _
ByVal Food As Object)
   Dim dblDistance As Double
   ' Código para calcular la distancia a la comida 
   '(omitido).
   Critter.Mover dblDistance   ' Enlace en tiempo de 
                              ' diseño.
   Critter.Morder Food         ' Enlace en tiempo de 
                              ' diseño.
End Sub

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Crear e implementar una
interfaz

Como se ha explicado en "Cómo proporciona Visual Basic el polimorfismo", una
interfaz es un conjunto de propiedades y métodos. En el siguiente ejemplo de
código se creará una interfaz Animal y se implementará en dos clases, Pulga y
Tiranosaurio.

Puede crear la interfaz Animal si agrega un módulo de clase al proyecto, le
asigna el nombre Animal e inserta el código siguiente:

Código:

Public Sub Mover(ByVal Distance As Double)
End Sub
Public Sub Morder(ByVal What As Object)
End Sub

Observe que estos métodos no contienen código. Animal es una clase
abstracta, que no contiene código de implementación. El propósito de una
clase abstracta no es crear objetos, sino proporcionar una plantilla de interfaz
que puede agregar a otras clases. No obstante, como verá, algunas veces resulta
útil implementar la interfaz de una clase no abstracta; esto se describe más
adelante en este tema.

Nota   Hablando con propiedad, una
clase abstracta es una clase a partir de la cual no puede crear objetos. Siempre
puede crear objetos a partir de clases de Visual Basic, incluso aunque no
contengan código; así que no se pueden considerar realmente abstractas.
Ahora puede agregar dos módulos de clase más. Asigne a uno de ellos el nombre
Pulga y al otro Tiranosaurio. Para implementar la interfaz Animal en la clase
Pulga, utilice la instrucción Implements:

Código:

Option Explicit
Implements Animal

En cuanto agregue esta línea de código, puede hacer clic en la lista
desplegable (Objeto) de la izquierda de la ventana Código. Una de
las entradas será Animal. Cuando la seleccione, la lista desplegable
(Procedimiento) de la derecha mostrará los métodos de la interfaz
Animal.

Seleccione los métodos de uno en uno para crear plantillas de procedimiento
vacías en todos los métodos. Las plantillas tendrán los argumentos y los tipos
de datos correctos, como se han definido en la clase Animal. Cada nombre de
procedimiento tendrá el prefijo Animal_ para identificar la interfaz.

Importante   Una interfaz es como
un contrato. Al implementar la interfaz, una clase se compromete a responder
cuando se invoque cualquier propiedad o método de la interfaz. Por tanto, debe
implementar todas las propiedades y los métodos de una interfaz.
Ahora puede agregar el código siguiente a la clase Pulga:

Código:

Private Sub Animal_Mover(ByVal Distance As Double)
   ' (Se omite el código del salto.)
   Debug.Print "Pulga movida"
End Sub
Private Sub Animal_Morder(ByVal What As Object)
   ' (Se omite el código del picotazo.)
   Debug.Print "La pulga mordió un " & TypeName(What)
End Sub

Puede que se pregunte por qué los procedimientos se declaran Private.
Si fueran Public, los procedimientos Animal_Mover y Animal_Morder
formarían parte de la interfaz Pulga y tendría el mismo enlace original, al
declarar el argumento Critter As Object para que pueda contener una Pulga
o un Tiranosaurio.

Interfaces múltiples

La clase Pulga tiene ahora dos interfaces: la interfaz Animal recién
implementada, que tiene dos miembros, y la interfaz Pulga predeterminada, que no
tiene miembros. Más adelante en este ejemplo se agregará un miembro a una de las
interfaces predeterminadas.

Puede implementar la interfaz Animal de forma similar para la clase
Tiranosaurio:

Código:

Option Explicit
Implements Animal
Private Sub Animal_Mover(ByVal Distance As Double)
   ' (Se omite el código de la zancada.)
   Debug.Print "Tiranosaurio movido"
End Sub
Private Sub Animal_Morder(ByVal What As Object)
   ' (Se omite el código de la dentellada.)
   Debug.Print "El Tiranosaurio ha mordido un " & TypeName(What)
End Sub

Pruebas con el Tiranosaurio y la Pulga

Agregue el código siguiente al evento Load de Form1:

Código:

Private Sub Form_Load()
   Dim fl As Pulga
   Dim ty As Tiranosaurio
   Dim anim As Animal
   Set fl = New Pulga
   Set ty = New Tiranosaurio
   ' Primero le toca a la pulga.
   Set anim = fl
   Call anim.Morder(ty)   ' La pulga muerde al 
                        ' dinosaurio.
   ' Ahora es el turno del Tiranosaurio.
   Set anim = ty
   Call anim.Morder(fl)   ' El dinosaurio muerde a
                        ' la pulga.
End Sub

Presione F8 para recorrer el código. Observe los mensajes de la ventana
Inmediato. Cuando la variable

Código:

anim

contiene una referencia a Pulga,
se invoca la implementación de Morder de Pulga y de la misma forma para
Tiranosaurio.
La variable

Código:

anim

puede contener una referencia a cualquier
objeto que implemente la interfaz Animal. De hecho, sólo puede contener
referencias a dichos objetos. Si intenta asignar un objeto Form o
PictureBox a

Código:

anim

, se producirá un error.
El método Morder se enlaza en tiempo de diseño cuando lo llama mediante

Código:

anim

, puesto que Visual Basic sabe en tiempo de compilación que
cualquier objeto asignado a

Código:

anim

tendrá un método Morder.
<H4>Paso de Tiranosaurios y Pulgas a procedimientos</H4>
Recuerde el procedimiento GetFood (Alimentarse) de "¿Cómo proporciona Visual
Basic el polimorfismo?". Puede agregar la segunda versión del
procedimiento GetFood (el que ilustra el polimorfismo) a Form1 y sustituir el
código del evento Load por el siguiente:

Código:

Private Sub Form_Load()
   Dim fl As Pulga
   Dim ty As Tiranosaurio
   Set fl = New Pulga
   Set ty = New Tiranosaurio
   'La pulga se come al dinosaurio.
   Call GetFood(fl, ty)
   ' Y viceversa.
   Call GetFood(ty, fl)
End Sub

El repaso de este código muestra cómo una referencia de objeto pasada a un
argumento de otro tipo de interfaz se convierte en referencia a la segunda
interfaz (en este caso, Animal). Lo que ocurre es que Visual Basic consulta el
objeto para saber si acepta la segunda interfaz. Si el objeto lo acepta,
devuelve una referencia a la interfaz y Visual Basic coloca esa referencia en la
variable del argumento. Si el objeto no acepta la segunda interfaz, se produce
un error.


Implementar métodos que devuelven valores
Suponga que el método Mover devolviera un valor. Después de todo, sabe cuánto
quiere que se mueva el Animal, pero un espécimen concreto podría no ser capaz de
llegar tan lejos. Podría estar viejo y decrépito o podría haber un muro en su
camino. Puede usar el valor devuelto por el método Mover para saber indicarle el
movimiento real del Animal.

Código:

Public Function Mover(ByVal Distance As Double) _
As Double
End Function

Cuando implemente este método en la clase Tiranosaurio, asigne el valor
devuelto al nombre del procedimiento, como lo haría en cualquier otro
procedimiento Function:

Código:

Private Function Animal_Mover(ByVal Distance _
As Double) As Double
   Dim dblDistanceMoved As Double
   ' Código para calcular la distancia (basado en
   ' edad, salud y obstáculos) omitido.
   ' Este ejemplo asume que el resultado se encuentra 
   ' en la variable dblDistanceMoved.
   Debug.Print "Tiranosaurio movido "; 
   dblDistanceMoved
   Animal_Mover = dblDistanceMoved
End Function

Para asignar el valor devuelto, utilice el nombre completo del procedimiento,
incluido el prefijo de la interfaz.

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Breve
descripción de objetos e interfaces

En este tema termina el ejemplo de código empezado en "Crear e implementar
una interfaz" y continuado en "Implementar propiedades". Puede que le interese
ver dichos temas antes de empezar éste.

El ejemplo de código de Tiranosaurio y Pulga parece tratar con comodidad las
interfaces y los objetos. Las referencias a objetos se asignan a una variable de
objeto y las referencias a interfaces a otra.

De hecho, todas las referencias son referencias de objeto. Una
referencia a una interfaz también es una referencia al objeto que implementa la
interfaz. Además, un objeto puede tener múltiples interfaces y seguir siendo el
mismo objeto con todas ellas.

En Visual Basic, cada clase tiene una interfaz predeterminada con el mismo
nombre que la clase. Es casi lo mismo. Por convención se escribe un carácter de
subrayado como prefijo del nombre de clase. El subrayado indica que esta
interfaz se encuentra oculta en la biblioteca de tipos.

De esta forma, la clase Tiranosaurio tiene una interfaz predeterminada
llamada _Tiranosaurio. Como esta clase también implementa la interfaz Animal,
tiene una segunda interfaz llamada Animal.

Sin embargo, debajo de todas ellas el objeto sigue siendo un Tiranosaurio.
Coloque un botón de comando en Form1 y agregue el código siguiente:

Código:

Private Sub Command1_Click()
   Dim ty As Tiranosaurio
   Dim anim As Animal
   Set ty = New Tiranosaurio
   Set anim = ty
   MsgBox TypeName(anim)
End Sub

Puede que espere que el cuadro de mensajes presente "Animal", pero en
realidad presenta "Tiranosaurio".


Consultar las interfaces

Cuando asigna un objeto Tiranosaurio a una variable de tipo

Código:

Animal

, Visual Basic pregunta al objeto Tiranosaurio si acepta la
interfaz Animal. El método utilizado recibe el nombre de QueryInterface o su
abreviatura, QI; puede que algunas veces se encuentre QI utilizado como verbo.
Si la respuesta es no, se produce un error.

Si la respuesta es sí, el objeto se asigna a la variable. A través de dicha
variable sólo se puede tener acceso a los métodos y propiedades de la interfaz
Animal.


Variables genéricas de objeto e interfaces

¿Qué ocurre si se asigna una referencia de objeto a una variable genérica de
objeto, como en el código siguiente?

Código:

Private Sub Command1_Click()
   Dim ty As Tiranosaurio
   Dim anim As Animal
   Dim obj As Object
   Set ty = New Tiranosaurio
   Set anim = ty
   Set obj = anim
   MsgBox TypeName(obj)
End Sub

El resultado vuelve a ser un objeto Tiranosaurio. Y ahora, ¿qué interfaz
obtiene cuando llama a las propiedades y los métodos mediante la variable

Código:

obj

? Agregue el método siguiente a la clase siguiente
Tiranosaurio:

Código:

Public Sub Rugir()
   Debug.Print "Rrrrrr"
End Sub

El método Rugir pertenece a la interfaz predeterminada del objeto
Tiranosaurio. En el código del evento Click del botón de comando, sustituya la
instrucción MsgBox por las dos líneas de código siguientes:

Código:

obj.Mover 42
obj.Rugir

Cuando ejecuta el proyecto y hace clic en el botón, la ejecución se detiene
en el método Rugir, con el error "El objeto no acepta esta propiedad o método".
Está claro que la interfaz sigue siendo Animal.

Debe tener esto en cuenta cuando utilice variables de tipo Object con
objetos que tienen múltiples interfaces. La interfaz a la que tiene acceso la
variable es la última interfaz asignada. Por ejemplo:

Código:

Private Sub Command1_Click()
   Dim ty As Tiranosaurio
   Dim anim As Animal
   Dim obj As Object
   Set ty = New Tiranosaurio
   Set anim = ty
   Set obj = anim
   obj.Mover 42      ' Correcto
   obj.Rugir         ' Erróneo
   Set obj = ty
   obj.Mover 42      ' Erróneo
   obj.Rugir         ' Correcto
End Sub

Afortunadamente, no hay muchas razones a favor de usar los tipos de datos
Object enlazados en tiempo de compilación, que son lentos, con los
objetos que tienen múltiples interfaces. Una de las principales razones a favor
del empleo de múltiples interfaces es la ventaja de disponer de enlaces en
tiempo de diseño mediante el polimorfismo.


Otros orígenes de interfaces

Los módulos de clase de Visual Basic no son el único origen de interfaces
implementables. Puede implementar cualquier interfaz contenida en una biblioteca
de tipos si dicha interfaz acepta Automatización.

Si tiene la Edición Profesional o la Edición Empresarial de Visual Basic,
puede crear sus propias bibliotecas de tipos de clases abstractas. Dichas
bibliotecas de tipos se pueden usar en muchos proyectos, como se describe en el
tema "Principios generales del diseño de componentes" de Crear componentes
ActiveX, en la Guía de herramientas componentes.

La Edición Profesional y la Edición Empresarial también incluyen el programa
MkTypLib (Generar biblioteca de tipos) en el directorio Tools. Si ha utilizado
este programa en Microsoft Visual C++, puede que le parezca una manera más
apropiada para crear interfaces.

Usar interfaces en el proyecto

Para usar una interfaz en el proyecto, haga clic en Referencias en el
menú Proyecto para abrir el cuadro de diálogo Referencias. Si
registró la biblioteca de tipos, aparecerá en la lista de referencias y podrá
seleccionarla. Si la biblioteca de tipos no se encuentra en la lista, puede usar
el botón Examinar para buscarla.

En cuanto tenga una referencia a una biblioteca de tipos, puede usar
Implements para implementar cualquiera de las interfaces de
Automatización contenidas en la biblioteca de tipos.

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Múltiples facetas (e interfaces) de la
reutilización del código

Existen principalmente dos formas de reutilización del código: binario y
origen. La reutilización de código binario se consigue mediante la creación y
uso de un objeto, mientras que la reutilización de código fuente se consigue por
herencia, lo que no se permite en Visual Basic. La reutilización de código
fuente también se puede conseguir mediante la copia y modificación del código
fuente, pero esta técnica no es nada nuevo y conlleva muchos problemas ya
conocidos.

Visual Basic ha sido uno de los pioneros en la reutilización de código
binario; los controles son el ejemplo más clásico. Puede volver a usar el código
de un control si coloca una instancia del control en un formulario. Esto se
conoce como relación de contenedor o de posesión; por ejemplo, el
formulario contiene o posee un control CommandButton.
Para obtener más información   Las relaciones de
contenedores se describen en "Modelos de objetos", más adelante en este
capítulo.

Delegar en un objeto implementado

Implements proporciona un medio eficaz para volver a usar el código.
Puede implementar una clase abstracta, como se describe en "Crear e implementar
una interfaz", o puede implementar la interfaz de una clase totalmente
funcional. Puede crear el objeto interno (es decir, el objeto
implementado) en el evento Initialize del objeto externo (el que
implementa la interfaz del objeto interno).

Como se menciona en "Crear e implementar una interfaz", una interfaz es como
un contrato: tiene que implementar todos los miembros de la interfaz del objeto
interno en el módulo de clase del objeto externo. Sin embargo, puede ser muy
selectivo en la forma en que delega en las propiedades y los métodos del objeto
interno. En un método podría delegar directamente en el objeto interno, mediante
el paso de argumentos sin modificar, mientras que en otro método podría ejecutar
parte del código antes de llamar al objeto interno y en un tercer método podría
ejecutar únicamente su propio código y pasar por alto completamente el del
objeto interno.

Por ejemplo, suponga que tiene una clase HombreOrquesta y una clase Cacofonía
que generan sonidos. Le gustaría agregar la funcionalidad de la clase Cacofonía
a la clase HombreOrquesta y reusar parte de la implementación de los métodos de
la clase Cacofonía.

Código:

' HombreOrquesta implementa la interfaz Cacofonía.
Implements Cacofonía
' Variable de objeto para mantener la referencia.
Private mcac As Cacofonía
Private Sub Class_Initialize()
   ' Crea el objeto.
   Set mcac = New Cacofonía
End Sub

Ahora puede ir a la lista desplegable Objeto, seleccionar
Cacofonía y después obtener las plantillas de procedimiento para los
métodos de la interfaz Cacofonía. Para implementar dichos métodos, puede delegar
en el objeto Cacofonía. Por ejemplo, el método Beep podría tener la
apariencia siguiente:

Código:

Private Sub Cacofonía_Beep(ByVal Frequency As Double, _
ByVal Duration As Double)
   ' Delega en el objeto interno Cacofonía.
   Call mcac.Beep(Frequency, Duration)
End Sub

La implementación anterior es muy sencilla. El objeto externo
(HombreOrquesta) delega directamente en el interno (Cacofonía) y vuelve a usar
el método Beep del objeto Cacofonía sin modificarlo. Esto está muy bien, pero es
sólo el principio.

La instrucción Implements es una herramienta de reutilización de
código muy eficaz, puesto que ofrece gran flexibilidad. Puede que decida alterar
el efecto del método Beep de la clase HombreOrquesta. Para ello, inserte
su propio código antes, o después, de la llamada al objeto interno
Cacofonía:

Código:

Private Sub Cacofonía_Beep(ByVal Frequency As Double, _
ByVal Duration As Double)
   ' Eleva las notas una octava.
   Frequency = Frequency * 2
   ' Basado en otra propiedad de la clase 
   ' HombreOrquesta, Staccato, acorta la duración de 
   ' cada nota.
   If Staccato Then Duration = Duration * 7 / 8
   Call mcac.Beep(Frequency, Duration)
   ' Incluso puede llamar a otros métodos de 
   ' HombreOrquesta.
   If Staccato Then Pause(Duration * 1 / 8)
End Sub

En algunos de los métodos, la implementación puede delegar directamente en el
objeto interno Cacofonía, mientras que en otros puede interponer su propio
código antes y después de delegar o incluso omitir la delegación si sólo utiliza
su propio código para implementar un método.

Como la clase HombreOrquesta implementa la interfaz Cacofonía, puede usarla
con cualquier aplicación musical que llame a dicha interfaz. Los detalles de la
implementación están ocultos para la aplicación que llama, pero los sonidos
resultantes son los diseñados por usted.

Nota   COM proporciona otro
mecanismo para la reutilización de código binario, llamado agregación. En
la agregación se utiliza una interfaz completa sin modificaciones y la
implementación la proporciona una instancia de la clase agregada. Visual Basic
no acepta esta forma de reutilización de código.


¿No es tedioso?

La escritura de código de delegación puede resultar muy tediosa,
especialmente si la mayor parte de las propiedades y los métodos del objeto
externo simplemente delegan de forma directa en las propiedades y los métodos
correspondientes del objeto interno.

Si tiene la Edición Profesional o la Edición Empresarial de Visual Basic,
puede usar el Modelo de extensibilidad de Visual Basic para crear su propio
asistente de delegación y automatizar la tarea, que es similar al Asistente de
clases incluido en la Edición Profesional y en la Edición Empresarial.
Para obtener más información   El uso del
polimorfismo y de las interfaces múltiples en los componentes software se
describe en "Principios generales del diseño de componentes" de la sección
Crear componentes ActiveX de la Guía de herramientas
componentes.

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Textos Extraidos de las Librerías de Microsoft Developer NetWork.

Dudas, comentarios, aclaraciones y consultas en otro hilo, en otro tema, en otra publicación, en otro post.

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