艾伟_转载:虚方法的使用

《编程絮语》之一

C#的语法脱胎于C++,因而保留了virtual关键字,可以定义一个虚方法(或虚属性)。一个类的成员被定义为virtual,就意味着它在告诉自己的子类:我准备了一笔遗产,你可以全盘接受,也可以完全拒绝或者修改我的遗嘱。显然,虚方法授予子类的权利甚至大于抽象方法。子类面对抽象方法只有重写(override)的权利,而对于虚方法,它还可以选择完全继承。

毫无疑问,虚方法破坏了对象的封装性。如果不加约束的使用,会对调用方造成破坏,至少它有可能破坏子类与父类之间在外在行为上的一致性。因此,当我们在重写虚方法时,务必要遵循Liskov替换原则。我们要保证对于调用方而言,子类对于父类是完全可以替换的。这里所谓的“替换”,是指子类不能破坏调用方对父类行为的期待。准确地说,子类在重写父类的虚方法时,必须遵循调用该方法的前置条件与后置条件。这也是“契约式设计”的思想。最理想的状态是让使用对象甚至无法知道是否存在派生类[1]。即类的继承体系对于调用者而言,必须体现外部接口的一致性,这样才能做到调用者对派生类无知。

如果确实需要重写父类的方法,最好的方式是扩展而不是修改。这实际上也是开放-封闭原则的体现。例如在Decorator模式中,我们重写父类方法的目的,是为了实现对该方法的装饰。Proxy模式的实现同样如此。Michael C. Feathers对此给出的忠告是[2]:
1)尽可能避免重写具体方法。
2)倘若真的重写了某个具体方法,那么看看能否在重写方法中调用被重写的那个方法。

Feathers的忠告是针对Java语言,因为在C#中我们无法重写具体方法,只能利用new关键字在子类中新建一个相同方法签名的具体方法,而这样的方法并不具备多态性。这里涉及到一个有趣的话题,是关于Java和C#的比较。在Java语言中,如果没有添加任何关键字,则方法默认就是虚方法,任何子类都可以重写它。C#则相反,它对虚方法给予了显式的定义。Java语言的缔造者显然是“性本善”论者,他认为所有子类的实现者均抱着善意的态度来对待父类的方法,因而他赋予了子类相当程度的自由,但却可能被别有用心者偷偷打开封装的后门。如果确有非常重要的隐私防止被篡改,则可以利用final关键字来强制保护。C#语言的发明者则持有“性本恶”的论调,他恶意地揣测子类总是会不怀好意,所以提供了一套默认的强权,来保护父类的隐私。如果需要对子类开放,则明确地声明为virtual,这就牢牢地把控制权攥紧在父类的手中。

C#保守的做法使得语言的特质更加安全(当然,Java会更加自由),我们可以使用virtual的自由性,搭配方法的访问限制,搭建一个安全合理的白盒框架。virtual关键字的含意本身就是面向子类的,所以,我们应该尽可能地将其放在protected方法中使用。如果该方法代表的行为确实需要公开给调用者,我们可以定义一个公开的具体方法,在其中调用一个受保护的虚方法。

在Template Method模式中,体现了C#这种划分具体方法和虚方法的好处。Template Method模式要求子类只能部分地替换父类的实现,整个骨架则必须保持固定不变。在父类中,我们将模板方法定义为具体方法,将基本方法定义为抽象方法。模板方法规定了基本方法的调用顺序,如果我们可以在子类中重写模板方法,就可能破坏基本方法的调用顺序,从而对整个策略造成影响。Strategy模式就不存在这个问题,因为它的策略是整体的。Template Method模式在模板方法中规定的骨架,实际上就是为调用者制订的前置条件和后置条件。

有一种说法是不要在虚方法中访问私有字段[3]。这存在一定的合理性。因为一旦我们在父类的虚方法中访问了私有字段,那么在子类重写该虚方法时,由于无法获得父类的私有字段值,就可能会导致该字段值的缺失。但这种说法并不完全准确。一方面,我们认为Liskov替换原则主要是为了约束Is-A关系在行为上的一致性[4],如果该字段对行为不会造成影响,则无大碍。另一方面,这也说明我们在重写虚方法时,最佳实践还是需要在重写的同时,调用父类的虚方法,如Decorator模式的实现方式。

[1] Alan Shalloway, James R. Trott  Design Patterns Explained
[2] Michael C. Feathers  Working Effectively with Legacy Code
[3] Dino Esposito, Andrea Saltarello  Microsoft.NET Architecting Applications for the Enterprise
[4] Robert C. Martin Agile Software Development:Principles,Patterns and Practices

时间: 2024-09-20 20:15:15

艾伟_转载:虚方法的使用的相关文章

艾伟_转载:数组排序方法的性能比较(中):Array.Sort<T> 实现分析

昨天我们比较了Array.Sort方法与LINQ排序的性能,知道了LINQ排序的性能以较大幅度落后于Array.Sort方法.而对于Array.Sort来说,性能最高的是其中使用Comparer.Default作为比较器的重载方法.在前文的末尾我们做出了推测:由于排序算法已经近乎一个标准了(快速排序),因此从算法角度来说,Array.Sort方法和LINQ排序上不应该有那么大的差距,因此造成两者性能差异的原因,应该是具体实现方式上的问题. 下载.NET框架的代码 既然是比较实现的区别,那么阅读代

艾伟_转载:面向对象封装了啥

面向对象封装了变化,或者更加准确的说,应该是封装了不变的地方,留出了变化的地方可以在需要的时候再去变,那么什么地方会变化呢? 1.数据的变化 比如一个工厂生产一种纸盒子,程序要计算它的体积,需要有长.宽.高的尺寸,盒子的尺寸是固定的,那么在代码里面直接硬编码,比如长1,宽2,高3,方法返回1*2*3,甚至直接返回6,没有任何问题.现在需求发生了变化,这个工厂生产两种尺寸的盒子,另一种长2宽2高2,这时候变化的就是数据.使用变量来抵御数据的变化.我现在只要在计算体积的方法里设长宽高三个参数,在方法

艾伟_转载:把委托说透(3):委托与事件

在把委托说透(1)和(2)中,先后介绍了委托的语法和本质,本文重点介绍.NET中与委托息息相关的概念--事件.在此之前,首先需要补充(2)中遗漏的一部分内容,即C#在语法上对委托链的支持. C#编译器为委托类型提供了+=和-=两个操作符的重载,分别对应Delegate.Combine和Delegate.Remove方法,使用这两个操作符可以大大简化委托链的构造和移除. 好了,有了+=和-=,我们就可以开始今天的话题了. 什么是事件? 事件(event)是类型中的一种成员,定义了事件成员的类型允许

艾伟_转载:WinForm二三事(二)

监视消息循环 在上一篇文章中,我们讨论了消息循环是响应用户输入的根本,还提到了在WinForm中执行耗时操作是因为这个耗时操作与消息循环在同一个UI Thread上,导致不能处理用户的后续响应,造成程序假死.除此之外,还说到了Form中的WndProc方法,说这个方法就是Win32时代那个处理消息的方法的.Net版. 那么今天这篇文章我们就来编个小程序来模拟一下这个耗时操作,看看是不是如上一篇所说:耗时操作造成消息循环的临时中断不能响应用户后续输入. 程序很简单,就是一个简单的窗体,上面放置一个

艾伟_转载:C#语言基础常见问题汇总

概述 1.什么是C#? C#是Microsoft公司设计的一种编程语言.它松散地基于C/C++,并且有很多方面和Java类似. Microsoft是这样描述C#的:"C#是从C和C++派生来的一种简单.现代.面向对象和类型安全的编程语言.C#(读做'Csharp')主要是从C/C++编程语言家族移植过来的,C和C++的程序员会马上熟悉它.C#试图结合Visual Basic的快速开发能力和C++的强大灵活的能力." 2.如何开发C#应用程序? .NET SDK包括了C#命令行编译器(c

艾伟_转载:数组排序方法的性能比较(上):注意事项及试验

昨天有朋友写了一篇文章,其中比较了List的Sort方法与LINQ中排序方法的性能,而最终得到的结果是"LINQ排序方法性能高于List.Sort方法".这个结果不禁让我很疑惑.因为List.Sort方法是改变容器内部元素的顺序,而LINQ排序后得到的是一个新的序列.假如两个排序方法的算法完全一致,LINQ排序也比对方多出元素复制的开销,为什么性能反而会高?如果LINQ排序的算法/实现更为优秀,那为什么.NET Fx不将List.Sort也一并优化一下呢?于是今天我也对这个问题进行了简

艾伟_转载:扩展方法 之 基本数据篇

前一篇我列举了几个最常用到的基于Asp.Net的扩展方法,而这一篇基于基本数据的扩展方法理应不会逊一筹,因为它不局限于Asp.Net.何谓基本数据,这里直接摆定义: C# 中有两种基本数据类型:值类型和引用类型. 值类型包括:简单类型.结构类型.枚举类型:引用类型包括:Object 类型.类类型.接口.代表元.字符串类型.数组. 说白了这篇就是扩展 int, string, double, DateTime...等基本类型.这么多数据类型,如果int来个扩展,double也来个扩展,肯定会是一个

艾伟_转载:ASP.NET MVC 2博客系列之一:强类型HTML辅助方法

这是我针对即将发布的ASP.NET MVC 2所撰写的贴子系列的第一篇,这个博客贴子将讨论 ASP.NET MVC 2中新加的强类型HTML辅助方法. 现有的HTML辅助方法 ASP.NET MVC 1中发布了一套HTML辅助方法,可以用来在视图模板中帮助生成HTML界面.例如,要输出一个文本框,你可以在你的.aspx视图模板中使用Html.TextBox()辅助方法编写下列代码: 上面辅助方法的第一个参数提供了文本框的名称及id,第二个参数指定了它该有的值,然后上面的辅助方法会显示象下面这样的

艾伟_转载:自用扩展方法分享

引言 自从用上扩展方法以来,就欲罢不能了,它们大大提升了我的代码编写效率,现在我已对其产生了高度依赖.在此分享一下自己的常用扩展方法集,方便大家使用. (其中有些是借鉴或挪用自其它博友的文章,在此尤其感谢鹤冲天的诸多分享) 源代码在文章末尾处提供. 示例 public static string ExpandAndToString(this System.Collections.IEnumerable s, string 间隔字符) 功能:将集合展开并分别执行ToString方法,再以指定的分隔