1.5 Polymorfisme og abstraksjon

Lat oss sjå på eit klassisk eksempel med geometriske former:

import math

class Form:
    def areal(self):
        return 0

    def beskrivelse(self):
        return "Ukjent form"

class Sirkel(Form):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def areal(self):
        return math.pi * self.radius ** 2

    def beskrivelse(self):
        return f"Sirkel med radius {self.radius}"

class Rektangel(Form):
    def __init__(self, lengde, bredde):
        self.lengde = lengde
        self.bredde = bredde

    def areal(self):
        return self.lengde * self.bredde

    def beskrivelse(self):
        return f"Rektangel ({self.lengde} x {self.bredde})"

class Trekant(Form):
    def __init__(self, grunnlinje, hoyde):
        self.grunnlinje = grunnlinje
        self.hoyde = hoyde

    def areal(self):
        return 0.5 * self.grunnlinje * self.hoyde

    def beskrivelse(self):
        return f"Trekant (grunnlinje={self.grunnlinje}, høyde={self.hoyde})"

# Polymorfisme: Behandle alle former likt!
former = [Sirkel(5), Rektangel(4, 6), Trekant(3, 8)]

for form in former:
    print(f"{form.beskrivelse()}: areal = {form.areal():.2f}")

Utskrift:

Sirkel med radius 5: areal = 78.54
Rektangel (4 x 6): areal = 24.00
Trekant (grunnlinje=3, høyde=8): areal = 12.00

Nøkkelpunkt: Vi kallar areal() og beskrivelse() på kvart objekt utan å bry oss om kva klasse det høyrer til. Kvar klasse har sin eigen implementasjon, men grensesnittet er det same.

Her ser vi korleis duck typing fungerer utan arv:

class Hund:
    def lyd(self):
        return "Voff!"

class Katt:
    def lyd(self):
        return "Mjau!"

class Ku:
    def lyd(self):
        return "Møø!"

# Ingen felles superklasse – men alle har lyd()-metoden!
def dyrelyder(dyr_liste):
    for dyr in dyr_liste:
        print(dyr.lyd())

mine_dyr = [Hund(), Katt(), Ku()]
dyrelyder(mine_dyr)

Utskrift:

Voff!
Mjau!
Møø!

Funksjonen dyrelyder() bryr seg ikkje om kva klassar objekta høyrer til. Han spør berre: «Har du ein lyd()-metode?» Dersom ja, fungerer det!

Merk: Dersom vi sender inn eit objekt som ikkje har lyd(), får vi ein AttributeError. Det er risikoen med duck typing – feil vert oppdaga fyrst ved køyring.

from abc import ABC, abstractmethod

class Form(ABC):
    """Abstrakt superklasse for geometriske former."""

    @abstractmethod
    def areal(self):
        """Beregn arealet. Alle subklasser MÅ implementere denne."""
        pass

    @abstractmethod
    def omkrets(self):
        """Beregn omkretsen. Alle subklasser MÅ implementere denne."""
        pass

    def vis_info(self):
        """Konkret metode – arves av alle subklasser."""
        print(f"Areal: {self.areal():.2f}")
        print(f"Omkrets: {self.omkrets():.2f}")

class Sirkel(Form):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def areal(self):
        import math
        return math.pi * self.radius ** 2

    def omkrets(self):
        import math
        return 2 * math.pi * self.radius

class Kvadrat(Form):
    def __init__(self, side):
        self.side = side

    def areal(self):
        return self.side ** 2

    def omkrets(self):
        return 4 * self.side

# Bruk:
s = Sirkel(5)
s.vis_info()
# Areal: 78.54
# Omkrets: 31.42

k = Kvadrat(4)
k.vis_info()
# Areal: 16.00
# Omkrets: 16.00

# Prøv å lage en Form direkte:
# form = Form()  # TypeError: Can't instantiate abstract class Form

Viktige poeng:
1. Form arvar frå ABC (Abstract Base Class) – dette gjer han abstrakt
2. areal() og omkrets() har @abstractmethod – subklassar må implementere dei
3. vis_info() er ein vanleg metode som alle subklassar arvar
4. Du kan ikkje lage eit objekt av Form direkte – du får TypeError

Lat oss sjå kva som skjer når vi gløymer å implementere ein abstrakt metode:

from abc import ABC, abstractmethod

class Betaling(ABC):
    @abstractmethod
    def betal(self, belop):
        pass

    @abstractmethod
    def kvittering(self):
        pass

class Kortbetaling(Betaling):
    def __init__(self, kortnummer):
        self.kortnummer = kortnummer

    def betal(self, belop):
        print(f"Betaler {belop} kr med kort {self.kortnummer[-4:]}")

    # OBS: Vi glemte å implementere kvittering()!

# Dette gir feil:
# k = Kortbetaling("1234567890123456")
# TypeError: Can't instantiate abstract class Kortbetaling
# with abstract method kvittering

Python tvingar oss til å implementere alle abstrakte metodar. Dette er ein kraftig tryggleik – det garanterer at alle subklassar har den funksjonaliteten vi ventar.

Retta versjon:

class Kortbetaling(Betaling):
    def __init__(self, kortnummer):
        self.kortnummer = kortnummer

    def betal(self, belop):
        print(f"Betaler {belop} kr med kort {self.kortnummer[-4:]}")

    def kvittering(self):
        return f"Kvittering: Kortbetaling med kort ****{self.kortnummer[-4:]}"

No kan vi lage eit Kortbetaling-objekt utan feil.

from typing import Protocol

class Lagrbar(Protocol):
    """Alle klasser som kan lagres må ha disse metodene."""

    def lagre(self, filnavn: str) -> None:
        ...

    def last_inn(self, filnavn: str) -> None:
        ...

class Dokument:
    def __init__(self, innhold: str):
        self.innhold = innhold

    def lagre(self, filnavn: str) -> None:
        print(f"Lagrer dokument til {filnavn}")

    def last_inn(self, filnavn: str) -> None:
        print(f"Laster dokument fra {filnavn}")

class Bilde:
    def __init__(self, bredde: int, hoyde: int):
        self.bredde = bredde
        self.hoyde = hoyde

    def lagre(self, filnavn: str) -> None:
        print(f"Lagrer bilde ({self.bredde}x{self.hoyde}) til {filnavn}")

    def last_inn(self, filnavn: str) -> None:
        print(f"Laster bilde fra {filnavn}")

def sikkerhetskopi(objekter: list[Lagrbar]) -> None:
    """Lagrer alle objekter som følger Lagrbar-protokollen."""
    for obj in objekter:
        obj.lagre("backup.dat")

# Fungerer – begge har lagre() og last_inn()
filer = [Dokument("Hei"), Bilde(800, 600)]
sikkerhetskopi(filer)

Skilnad frå abstrakte klassar:
- Protokollar krev ingen arv – klassen treng berre å ha rette metodar
- Protokollar er primært for typesjekkarar (som mypy), ikkje køyretidskontroll
- Abstrakte klassar gir feilmelding ved køyring, protokollar ved typesjekkinga

# DÅRLIG: Må endre funksjonen for hver ny betalingstype
def prosesser_betaling(type, belop):
    if type == "kort":
        print(f"Betaler {belop} kr med kort")
    elif type == "vipps":
        print(f"Betaler {belop} kr med Vipps")
    elif type == "kontant":
        print(f"Betaler {belop} kr kontant")
    # Ny betalingstype? Må endre DENNE funksjonen...

Godt design – open for utviding:

from abc import ABC, abstractmethod

class Betaling(ABC):
    @abstractmethod
    def betal(self, belop):
        pass

class Kortbetaling(Betaling):
    def betal(self, belop):
        print(f"Betaler {belop} kr med kort")

class VippsBetaling(Betaling):
    def betal(self, belop):
        print(f"Betaler {belop} kr med Vipps")

class KontantBetaling(Betaling):
    def betal(self, belop):
        print(f"Betaler {belop} kr kontant")

def prosesser_betaling(betaling: Betaling, belop):
    betaling.betal(belop)

# Ny betalingstype? Bare lag en ny klasse!
class KryptoBetaling(Betaling):
    def betal(self, belop):
        print(f"Betaler {belop} kr med kryptovaluta")

# Ingen endring i eksisterende kode nødvendig:
prosesser_betaling(KryptoBetaling(), 500)

Skilnaden:
- I den dårlege versjonen må vi endre prosesser_betaling() kvar gong
- I den gode versjonen legg vi berre til ein ny klasse – eksisterande kode vert ikkje rørt

class Handlekurv:
    def __init__(self):
        self.varer = []

    def legg_til(self, vare, pris):
        self.varer.append({"vare": vare, "pris": pris})

    def __len__(self):
        """Gjør at len(kurv) fungerer."""
        return len(self.varer)

    def __str__(self):
        """Gjør at print(kurv) gir pen utskrift."""
        if not self.varer:
            return "Tom handlekurv"
        linjer = [f"  - {v['vare']}: {v['pris']} kr" for v in self.varer]
        total = sum(v['pris'] for v in self.varer)
        return "Handlekurv:\n" + "\n".join(linjer) + f"\n  Totalt: {total} kr"

    def __contains__(self, varenavn):
        """Gjør at 'vare' in kurv fungerer."""
        return any(v['vare'] == varenavn for v in self.varer)

kurv = Handlekurv()
kurv.legg_til("Melk", 25)
kurv.legg_til("Brød", 35)
kurv.legg_til("Ost", 55)

print(len(kurv))          # 3
print(kurv)               # Pen utskrift av handlekurven
print("Melk" in kurv)     # True
print("Juice" in kurv)    # False

Ved å implementere __len__, __str__ og __contains__ vert klassen vår integrert med dei innebygde funksjonane til Python. Dette er polymorfisme i praksis!