多态(Polymorphism)
-- 面向对象的典征,现代软件设计的基石

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Samuel
12.12.2004 first published on
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前言

   如果让你选择一项面向对(Object Oriented,后文简称OO)象最重要的或者最能表现OO特点的技术特征,会是什么?


   封装(wrap)、继承(inheritance)、重载(override)还是多态(polymorphism),亦或是其他?
在我看来,答案无疑将是多态。封装是优点,继承是基础,重载是特点,而多态则是特征。


  虽然这四者缺一不可,无论少了哪一个,就像一个人缺胳膊少腿,使OO将不再是完整的,但是前三者对于OO来说好比鼻子耳朵,而多态则是生殖器,没有多态的
OO就象是被阉割的雄性,已经失去其典征。

 

什么是多态?

  简单来说,多态是具有表现多种形态的能力的特征,在OO中是指,语言具有根据对象的类型以不同方式处理之,特别是重载方法和继承类这种形式,的能力。多态被认为是面向对象语言的必备特性。

多态有多种分类,通过了解这些分类可以更丰满对其认识,在这里就不再罗列,请各位参考 wiki大百科 javaworld .

 


多态与泛型(generic)

  多态实际上就是泛型。


   所谓泛型就是指我们不为特定的类型进行专门编码,而采用对不同类型进行通用编码的方式,无论是数据结果还是算法。


  传统的泛型是指类似以Template function的方式使参数一般化,典型的应用是C++ STL,比如List、Vector以及algorithm。


  而OO已能通过接口(Interface)和抽象类(Abstract Class)进行真正意义上的泛型了。在我看来,这就是OO最精彩的地方,也就是多态的威力。而对于传统意义上的Generic,我始终觉得其作用已经今不如昔了。

 

多态和继承(Inheritance)

  严格来说,多态与继承、重载并不是孤立的,他们之间存在着紧密的联系,多态是建立在这两者的基础之上的(实际上继承就有用重载这一特性)。


  传统的多态实际上就是由虚函数(Virtual Function)利用虚表(Virtual Table)实现的(早期C模拟OO特性时使用最多,C++的实现也是,后来的技术未作研究,是
否使用VT不得而知),自然是离不开继承,换句话说多态实际上覆盖了继承。

  正是由于继承与多态的紧密联系,使得我们很容易张冠李戴,那么如何区别呢?

  举个常用的例子:

Abstract Class Sharp implement IHaveSide {
 public bool isSharp(){
   return true;
 }
 public abstract int getSides();
}

Class Triangle extends Sharp {
 public override int getSides() {
   return 3;
 }
}

Class Rectangle extends Sharp {
 pubilc override int getSides() {
  return 4;
 }
}

那么这种类的关系叫做继承,下面这种使用方式也是继承所带来的:
Triangel tri = new Triangle();
println("Triangle is a type of sharp? " + tri.isSharp());

而这种方式则是多态:
Sharp sharp = new Rectangle();
println("My sharp has " + sharp.getSides() + " sides.");

这两者区别在哪?很显然,继承是子类使用父类的方法,而多态则是父类使用子类的方法。

其技术上的区别是绑定时期,晚期绑定一定是多态。

这里介绍区别并不是想说茴字有几种写法,而是只有清楚的认识到技术的显著特点后才能更好的使用它。

 

现代软件设计

  现代软件大量的使用框架、模式(非特指Deisgn Pattern),也就是将软件开发的一些共性进行抽象,提出普遍适用的软件结构。


  无论是框架还是模式,他们都有一些明显的共同点 — 使用xml配置对象,大量使用接口采用所谓面向接口的方法,利用反射实现。

  为什么要接口?因为需要抽象,需要将未知的对象在已有的框架中表现。


  如何实现接口?多态!所谓反射,实际上就是一种晚期绑定的技术,这个技术实质上表现出来的就是多态这一特征。

  面向方面开发(Aspect Oriented Programming)是一个热点,也是现代软件发展的趋势。定制、组件装配的软件开发方式在应用越来越复杂、需求变化越来越快的今天显得日趋重要。那么如何才能使今天的软件能够适应明天需要呢?如何使我开发速度更快?如何能更容易的修改应用?AOP则是解决这些问题的有效手段。


  让我们看看框架容器的主要模式,Inversion of Control Containers(IoC)/Dependency Injection(包括setter injection, construct injection, interface
injection等),其主要好处就是类之间的依赖,通过运行期的查找来进行绑定。那么他的基础是什么呢?还是多态!


  我们可以看到,在现代软件的开发中,无数的思想象火花一样跳动。其中一类很重要的思想就是建立在多态这样一个很基本的特性,甚至可以说是一个语言概念之上的。在这里希望通过这篇文章抛砖引玉,引起更多的对与当今软件发展发向的思考,同时探究其根源。

 

后记

行文简陋,错漏在所难免,愿与诸位探讨

 

参考
wiki大百科  
http://en.wikipedia.org/wiki/Polymorphism_(computer_science)
java世界    
http://www.javaworld.com/javaworld/javatips/jw-javatip30.html
Matin Fowler http://www.martinfowler.com/

Posted on 2004-12-12 20:13  Samuel Chen  阅读(11424)  评论(23编辑  收藏  举报