全国计算机软考软件设计师考前练习及答案(7)

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那只是小节罢了。

二，分离Subclassing和Subtyping.

在我们上一章的讨论中，subtype的关系是建立在subclass关系的基础上的。但如果我们想要让type独立于class, 那么我们也需要定义独立于subclass的subtype.

在定义subtype时，我们又面临着几种选择：subtype是由类型的组成结构决定的呢？还是由名字决定呢？

由类型的组成结构决定的subtype是这样的：如果类型一具有了类型二的所有需要具备的属性和方法，我们就说类型一是类型二的subtype. 由类型名字决定的subtype是这样的：只有当类型一具有了类型二的所有需要具备的属性和方法， 并且类型一被明确声明为类型二的subtype时，我们才认可这种关系。 而如果我们的选择是一，那么那些属性和方法是subtype所必需具备的呢？哪些是可有可无的呢？

由组成结构决定的subtype能够在分布式环境和object persistence系统下进行类型匹配（译者注：对这点，我也不甚明了。看来，纸造得还是不够）。缺点是，如果两个类型碰巧具有了相同的结构，但实际上却风马牛不相及，那就会造成错误。不过，这种错误是可以用一些技术来避免的。

相比之下，基于名字的subtype不容易精确定义，而且也不支持基于结构的subtype.

(译者按，这里，我无论如何和作者找不到同感。基于结构的subtype的缺点是一目了然，不过完美的避免的方法我却看不出来。而基于名字的subtype为什么就不能精确定义呢？C++/Java/C#, 所有流行的OO语言都只支持基于名字的subtype, 也没有发现有什么不够灵活的地方。需要在不同名字但类似结构的类型之间架桥的话，adapter完全可以胜任嘛！) 目前，我们可以先定义一个简单的基于结构的subtype关系： 对两个类型O和O’,

O’ <: O 当 O’ 具有所有O类型的成员。O’可以有多于O的成员。 例如：ReCell <: Cell.

为了简明，这个定义没有考虑到方法的特化。

另外，当类型定义有递归存在的时候（类似于链表的定义），对subtype的定义需要额外地加小心。我们会在第九章及之后章节讲到递归的时候再详细说明。（译者按：第九章啊？饶了我吧！想累死我啊？）

因为我们不关心成员的顺序，这种subtype的定义自动地就支持多重的subtype.

比如说：

ObjectType ReInteger is Var contents: Integer; Var backup: Integer; Method restore (); End;

那么，我们就有如下的subtype的关系： ReCell <: Cell

ReCell <: ReInteger

(译者按，作者的例子中没有考虑到象interface不能包含数据域这样的细节。实际上，如果我们支持对数据域的override, 而不支持shadowing -- 作者的基于结构的subtype语义确实隐含着这样的逻辑— 那么，interface里包含不包含数据域就无关紧要了，因为令人头疼的名字冲突问题已经不存在了) 从这个定义，我们可以得出：

如果c’是c的子类， 那么ObjectTypeOf(c’) <: ObjectTypeOf(c) 注意，这个定义的逆命题并不成立，也就是说：

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即使c’和c之间没有subclass的关系，只要它们所定义的成员符合了我们subtype的定义，

ObjectTypeOf(c’) <: ObjectTypeOf(c)仍然成立。

回过头再看看我们在前一章的subclass-is-subtyping：

InstanceTypeOf(c’) <: InstanceTypeOf(c) 当且仅当 c’是c的子类

在那个定义中，只有当c’是c的子类时，ObjectTypeOf(c’) <: ObjectTypeOf(c)才能成立。 相比之下，我们已经部分地把subclassing和subtyping分离开了。Subclassing仍然是subtyping, 但subtyping不再一定要求是subclassing了。我们把这种性质叫做“subclassing-implies-subtyping”而不是“subclass-is-subtyping”了。

三，泛型 (Type Parameters) 一般意义上来说，泛型是一种把相同的代码重用在不同的类型上的技术。它作为一个相对独立于其它面向对象特性的技术，在面向对象语言里已经变得越来越普遍了。我们这里之所以讨论泛型，一是因为泛型这种技术本身就很让人感兴趣，另外，也是因为泛型是一个被用来对付二元方法问题 (binary method problem) 的主要工具。

和subtyping共同使用，泛型可以用来解决一些在方法特化等场合由反协变带来的类型系统的困难。考虑这样一个例子：

我们有Person和Vegitarian两种类型，同时，我们有Vegitable和Food两种类型。而且，Vegitable <: Food.

ObjectType Person is …

method eat(food: Food); end;

ObjectType Vegetarian is …

method eat(food: Vegitable); end; 这里，从常识，我们知道一个Vegitarian是一个人。所以，我们希望可以有Vegetarian <: Person. 不幸的是，因为参数是反协变的，如果我们错误地认为Vegetarian <: Person, 根据subtype的subsumption原则，一个Vegetarian的对象就可以被当作Person来用。于是一个Vegetarian就可以错误地吃起肉来。

使用泛型技术，我们引入Type Operator (也就是，从一个类型导出另一个类型，概念上类似于对类型的函数)。

ObjectOperator PersonEating [F<: Food] is …

Method eats (food: F); End;

ObjectOperator Vegetarian Eating [F<: Vegetable] is …

Method eats (food: F); End;

这里使用的技术被称作Bounded Type Parameterization. (Trelli/Owl, Sather, Eiffel, PolyTOIL, Raptide以及Generic Java都支持Bounded Type Parameterization. 其它的语言，如C++, 只支持简单的没有类型约束的泛型) F是一个类型参数，它可以被实例化成一个具体的类型。 类似于变量的类型定义，一个bound如F<:Vegitable限制了F只能被Vegitable及其子类型所实例化。所以，VegitarianEating[Vegitable], VegitarianEating[Carrot]都是合法的类型。而VegitarianEating[Beef]就不是一个合法的类型。类型VegitarianEating[Vegitable]是VegitarianEating的一个实例，同时它等价于类型Vegitarian. （我们用的是基于结构的subtype） 于是，我们有：

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对任意F<:Vegitable, VegitarianEating[F] <: PersonEating[F]

对于原来的Vegitarian类型，我们有：

Vegetarian = VegetarianEating[Vegetable] <: PersonEating[Vegitable] 这种关系，正确地表达了“一个素食者是一个吃蔬菜的人”的概念。

除了Bounded Type Parameterization之外，还有一种类似的方法也可以解决这个素食者的问题。这种方法被叫做：Bounded Abstract Type 请看这个定义： ObjectType Person is Type F<: Food; …

Var lunch: F;

Method eats (food: F); End;

ObjectType Vegetarian is Type F<: Vegitable; …

Var lunch: F;

Method eats (food: F); End;

这里，F<:Food的意思是，给定一个Person, 我们知道他能吃某种Food, 但我们不知道具体是哪一种。这 …… 此处隐藏：5257字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……