?面向對象技術第一講? 多態性

一﹑什么是多態？為什么要支持多態？

多態是一種普遍存在的現象，如water的三種形態：冰﹑水﹑汽，又如算術運算1+1, 1+0.5, 1/2+0.5等。

多態性用一句經典的英文來解釋就是：a value can belong to multiple types.

那么在軟件設計中支持多態有什么好處呢？首先，可以使程序中的數學運算符合常規的數學運算規則，為程序提供更強的表達能力；其次使得對不同類型的數據有同樣的操作語義，可以實現程序的重用，而重用標識的資源，可以提高程序的可讀性和可理解性。

軟件系統支持多態的前提就是能夠靜態（編譯時）或者動態（運行時）地確定類型。

二﹑多態的分類有哪些？

多態分為兩種：通用的多態(universal)和特定的多態（ad hoc）。兩者的區別是前者對工作的類型不加限制，允許對不同類型的值執行相同的代碼；后者只對有限數量的類型有效，而且對不同類型的值可能要執行不同的代碼。

通用的多態又分為參數多態（parametric）和包含多態（inclusion）；特定的多態分為過載多

態（overloading）和強制多態（coercion）。具體見下圖：

2.1參數多態

??? 概念：采用參數化模板，通過給出不同的類型參數，使得一個結構有多種類型。

??? 例如：Ada中的generic(類屬 )。

??? 見下例：

分析：這兩個packages的：

·應用內涵一致：提供的都是堆棧抽象操作。

·實現結構相似：采用同類數據結構，實現代碼相同。

·元素的類型不同，一些用常量表示的細節不同。

對比：函數是相似的語句序列的一種涵義明確的抽象，用函數中的語句表示相同的部分，用形參指明不同的部分，用實參體現不同的部分。但是，函數的參數只能是數據，不能是類型。

??? 類屬在一個抽象結構中允許以參量形式來表示可變的類型﹑函數﹑常數﹑數據值，在編譯時

（靜態）進行實例化，結果是一個具體的結構（類型﹑函數等）。而且類型的實例化可以靜態進

行，也可以動態進行，但結果都是一個值。

Ada中的generic結構體現的多態性例子如下：

generic結構調用的時候的情況：

可見：

·對實參所取得類型不加限制。

·對不同的實參執行的是相同的代碼。

因而構成了多態。

2.2 包含多態

概念：同樣的操作可用于一個類型及其子類型。（注意是子類型，不是子類。）包含多態

一般需要進行運行時的類型檢查。如Pascal中的子界。

幾點需要注意的地方：

1. 包含多態的操作存在著逆單調（Anti-mornotonic）。即一個類型t上的操作，當其定義域縮小成t的一個子類型時，其值域應不小于t.

2.3 過載多態

概念：同一個名（操作符﹑函數名）在不同的上下文中有不同的類型。程序設計語言中基本類型的大多數操作符都是過載多態的。如c語言中的

==? :? int * int -> int

==? :? double*double->int

==? :? char*char->int

有一些程序設計語言允許用戶自定義過載多態的操作符。如c++語言中的：

bool? operator == (Complex1 c1,? Complex c2);

bool? operator ==(Address a1,? Address a2);

過載多態的操作符或函數名，他所對應的通常是不同的實現。

2.4 強制多態

概念：編譯程序通過語義操作，把操作對象的類型強行加以變換，以符合函數或操作符的要求。程序設計語言中基本類型的大多數操作符，在發生不同類型的數據進行混合運算時，

編譯程序一般都會進行強制多態。程序員也可以顯示地進行強制多態的操作(Casting)。

例如：

要注意的是并不是任意兩個類型之間都可以進行強制多態。在不同類型之間實現強制多態，通常需要執行不同的轉換操作。強制多態的原則是：將值集較小（即占用存儲空間較小）的類型，變換成值集包含了前者（即占用存儲空間較大）的類型，反之，應當注意可能發生的對值的損傷（特別是在使用Casting時）。

有時，強制多態與過載多態是混合出現的。例如，對于表達式1+2; 1.0+2; 1+2.0; 1.0+2.0;

中出現的多態，就會有多種解釋：

·操作符+有四種過載多態；

·操作符+只有一種：double * double -> double， 要將參與運算的整數強制變換成浮點數；

·操作符+有兩種過載多態：int * int -> int 和 double * double -> double，要將混合運算中的整數強制變換成浮點數。

?
三﹑ 其他類型的多態

現在的多數文獻中都認為，在面向對象程序設計語言中還存在著兩種多態：

·在有繼承關系的類之間存在的多態（但不能完全等同于包含多態）；

·通過動態綁定機制，在運行時才確定接受消息的對象類型（如c++語言中的虛擬函數）。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的面向对象技术第一讲 多态性的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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