【継承、オーバーライド、ポリモーフィズム】スーパーマリオとファイアマリオって何が違うの？

しいたけです。
好きなキノコはキクラゲです。（あだ名しいたけなのに）
継承などの学習をしていたところ、記事のネタを思いついたので、今回のテーマは継承、オーバーライド、ポリモーフィズムです。

マリオの変身について

突然ですが、スーパーマリオとファイアマリオの違いを説明できますか？
服の色だけではありません。ファイアボールが使えるようになります。
また、スーパーだとクリボーに2回触るとミスになりますが、ファイアだと3回まで耐えられます。（初代だとどちらも2回というのは置いておいて）
他に大きな変化はありますか？特にないですよね。
つまり 「ファイアマリオはスーパーマリオをベースに作られたもの」 と言えます。
言い換えればファイアマリオはスーパーマリオの能力を受け継いでいます。
これこそが「継承」です。

継承とは？

class FireMario extends Mario {
    private int fireballCount;

    public FireMario() {
        super(); // 親クラスのコンストラクタを呼び出す
        this.fireballCount = 10; // ファイアボールを持っている
    }

    // 新たにファイアマリオ特有の能力を追加
    public void throwFireball() {
        if (fireballCount > 0) {
            fireballCount--;
            System.out.println("Fire Mario throws a fireball!");
        } else {
            System.out.println("No fireballs left!");
        }
    }

Marioというクラスがあったとき、extendsによって継承が行われFireMarioクラスを生成します。
この時、元となっているMarioをスーパークラス、extendsされたFireMarioをサブクラスと言います。

オーバーライドとは？

class Mario {
    private int health;
    // 中略
    public Mario() {
        this.name = "Super Mario";
        this.health = 2; // スーパーマリオの体力を2に設定
    }
    public void showStatus() {
        System.out.println(name + " has " + health + " health.");
    }
}

class FireMario extends Mario {
    private int fireballCount;
    private int health; // ファイアマリオの体力を独自に持たせる
    //中略
    @Override
    public void showStatus() {
        super.showStatus(); // 親クラスのメソッドを呼び出す
        System.out.println("Fire Mario has " + fireballCount + " fireballs left.");
    }
}

今回の例では、showStatusにおいて、スーパーマリオの状態だと体力が2であることを示しています。
ここでファイアマリオだとファイアボールを持っている個数まで表示させたいです。しかしこのままでは表示できません。
これをどのようにして解決しているか。「もう一度定義している」のです。
スーパークラスにも、サブクラスにもshowStatusがあります。
ここでファイアマリオの場合に体力とファイアボールの個数を出力させるように、showStatusを定義しなおします。
そのあとに別のクラスでそれぞれのインスタンスのshowStatusを実行すると、スーパーマリオとファイアマリオごとに別々の出力内容となります。

ポリモーフィズムとは？

少し例を変えてみましょう。
マリオとルイージのジャンプ力についてです。ルイージはマリオより高くジャンプできるという設定があります。

class Player {
    public void jump() {
        System.out.println("The player jumps!");
    }
}

class Mario extends Player {
    @Override
    public void jump() {
        System.out.println("Mario jumps 2 meters high!");
    }
}

class Luigi extends Player {
    @Override
    public void jump() {
        System.out.println("Luigi jumps 3 meters high!");
    }
}

ここで大事なことは 「マリオもルイージもジャンプができる」 ということです。 ここに付随した情報である 「ルイージはマリオより高くジャンプできる」 といった情報を加えます。
ジャンプという動作を細分化して、マリオは2メートル、ルイージは3メートルジャンプできるといった情報を加えます。
このように、継承されたクラスごとに異なる動作がなされています。これが「ポリモーフィズム」です。

オーバーライドとポリモーフィズムって一緒じゃね？

ここでこう思った人もいるでしょう。それは違います。
クリボーとクリボンぐらい違います。下記のように覚えてください。
オーバーライド > ポリモーフィズム
前提として、オーバーライドされていないとポリモーフィズムできません。
スーパークラスで定義されたメソッドを「再定義」することがオーバーライドです。そして再定義されたメソッドを「処理・実行する」ことがポリモーフィズムです。ポリモーフィズムはオーバーライドされたメソッドを活用しているのです。

まとめ

継承：extendsによってスーパークラスの情報を持ち出し、サブクラスを作成する
オーバーライド：メソッドの再定義
ポリモーフィズム：オーバーライドされたメソッドを処理・実行する

ちなみにクリボーのモチーフは「しいたけ」です。It's-a me?????