记住多形性只能通过方法调用才能表现出来,所以假如想使双重派遣正确进行,必须执行两个方法调用:
在每种结构中都用一个来判断其中的类型。在Trash结构中,将使用一个新的方法调用addToBin(),它采用的参数是由TypeBin构成的一个数组。那个方法将在数组中遍历,尝试将自己加入适当的垃圾筒,这里正是双重派遣发生的地方。
新建立的分级结构是TypeBin,其中包含了它自己的一个方法,名为add(),而且也应用了多形性。但要注意一个新特点:add()已进行了“过载”处理,可接受不同的垃圾类型作为参数。因此,双重满足机制的一个关键点是它也要涉及到过载。
程序的重新设计也带来了一个问题:现在的基础类Trash必须包含一个addToBin()方法。为解决这个问题,一个最直接的办法是复制所有代码,并修改基础类。然而,假如没有对源码的控制权,那么还有另一个办法可以考虑:将addToBin()方法置入一个接口内部,保持Trash不变,并继承新的、特殊的类型Aluminum,Paper,Glass以及Cardboard。我们在这里准备采取后一个办法。
这个设计方案中用到的大多数类都必须设为public(公用)属性,所以它们放置于自己的类内。下面列出接口代码:
//: TypedBinMember.java // An interface for adding the double dispatching // method to the trash hierarchy without // modifying the original hierarchy. package c16.doubledispatch; interface TypedBinMember { // The new method: boolean addToBin(TypedBin[] tb); } ///:~
在Aluminum,Paper,Glass以及Cardboard每个特定的子类型内,都会实现接口TypeBinMember的addToBin()方法,但每种情况下使用的代码“似乎”都是完全一样的:
//: DDAluminum.java // Aluminum for double dispatching package c16.doubledispatch; import c16.trash.*; public class DDAluminum extends Aluminum implements TypedBinMember { public DDAluminum(double wt) { super(wt); } public boolean addToBin(TypedBin[] tb) { for(int i = 0; i < tb.length; i++) if(tb[i].add(this)) return true; return false; } } ///:~
//: DDPaper.java // Paper for double dispatching package c16.doubledispatch; import c16.trash.*; public class DDPaper extends Paper implements TypedBinMember { public DDPaper(double wt) { super(wt); } public boolean addToBin(TypedBin[] tb) { for(int i = 0; i < tb.length; i++) if(tb[i].add(this)) return true; return false; } } ///:~
//: DDGlass.java // Glass for double dispatching package c16.doubledispatch; import c16.trash.*; public class DDGlass extends Glass implements TypedBinMember { public DDGlass(double wt) { super(wt); } public boolean addToBin(TypedBin[] tb) { for(int i = 0; i < tb.length; i++) if(tb[i].add(this)) return true; return false; } } ///:~
//: DDCardboard.java // Cardboard for double dispatching package c16.doubledispatch; import c16.trash.*; public class DDCardboard extends Cardboard implements TypedBinMember { public DDCardboard(double wt) { super(wt); } public boolean addToBin(TypedBin[] tb) { for(int i = 0; i < tb.length; i++) if(tb[i].add(this)) return true; return false; } } ///:~
每个addToBin()内的代码会为数组中的每个TypeBin对象调用add()。但请注意参数:this。对Trash的每个子类来说,this的类型都是不同的,所以不能认为代码“完全”一样——尽管以后在Java里加入参数化类型机制后便可认为一样。这是双重派遣的第一个部分,因为一旦进入这个方法内部,便可知道到底是Aluminum,Paper,还是其他什么垃圾类型。在对add()的调用过程中,这种信息是通过this的类型传递的。编译器会分析出对add()正确的过载版本的调用。但由于tb[i]会产生指向基础类型TypeBin的一个句柄,所以最终会调用一个不同的方法——具体什么方法取决于当前选择的TypeBin的类型。那就是第二次派遣。
下面是TypeBin的基础类:
//: TypedBin.java // Vector that knows how to grab the right type package c16.doubledispatch; import c16.trash.*; import java.util.*; public abstract class TypedBin { Vector v = new Vector(); protected boolean addIt(Trash t) { v.addElement(t); return true; } public Enumeration elements() { return v.elements(); } public boolean add(DDAluminum a) { return false; } public boolean add(DDPaper a) { return false; } public boolean add(DDGlass a) { return false; } public boolean add(DDCardboard a) { return false; } } ///:~
可以看到,过载的add()方法全都会返回false。如果未在衍生类里对方法进行过载,它就会一直返回false,而且调用者(目前是addToBin())会认为当前Trash对象尚未成功加入一个集合,所以会继续查找正确的集合。
在TypeBin的每一个子类中,都只有一个过载的方法会被过载——具体取决于准备创建的是什么垃圾筒类型。举个例子来说,CardboardBin会过载add(DDCardboard)。过载的方法会将垃圾对象加入它的集合,并返回true。而CardboardBin中剩余的所有add()方法都会继续返回false,因为它们尚未过载。事实上,假如在这里采用了参数化类型机制,Java代码的自动创建就要方便得多(使用C++的“模板”,我们不必费事地为子类编码,或者将addToBin()方法置入Trash里;Java在这方面尚有待改进)。
由于对这个例子来说,垃圾的类型已经定制并置入一个不同的目录,所以需要用一个不同的垃圾数据文件令其运转起来。下面是一个示范性的DDTrash.dat:
c16.DoubleDispatch.DDGlass:54 c16.DoubleDispatch.DDPaper:22 c16.DoubleDispatch.DDPaper:11 c16.DoubleDispatch.DDGlass:17 c16.DoubleDispatch.DDAluminum:89 c16.DoubleDispatch.DDPaper:88 c16.DoubleDispatch.DDAluminum:76 c16.DoubleDispatch.DDCardboard:96 c16.DoubleDispatch.DDAluminum:25 c16.DoubleDispatch.DDAluminum:34 c16.DoubleDispatch.DDGlass:11 c16.DoubleDispatch.DDGlass:68 c16.DoubleDispatch.DDGlass:43 c16.DoubleDispatch.DDAluminum:27 c16.DoubleDispatch.DDCardboard:44 c16.DoubleDispatch.DDAluminum:18 c16.DoubleDispatch.DDPaper:91 c16.DoubleDispatch.DDGlass:63 c16.DoubleDispatch.DDGlass:50 c16.DoubleDispatch.DDGlass:80 c16.DoubleDispatch.DDAluminum:81 c16.DoubleDispatch.DDCardboard:12 c16.DoubleDispatch.DDGlass:12 c16.DoubleDispatch.DDGlass:54 c16.DoubleDispatch.DDAluminum:36 c16.DoubleDispatch.DDAluminum:93 c16.DoubleDispatch.DDGlass:93 c16.DoubleDispatch.DDPaper:80 c16.DoubleDispatch.DDGlass:36 c16.DoubleDispatch.DDGlass:12 c16.DoubleDispatch.DDGlass:60 c16.DoubleDispatch.DDPaper:66 c16.DoubleDispatch.DDAluminum:36 c16.DoubleDispatch.DDCardboard:22
下面列出程序剩余的部分:
//: DoubleDispatch.java // Using multiple dispatching to handle more // than one unknown type during a method call. package c16.doubledispatch; import c16.trash.*; import java.util.*; class AluminumBin extends TypedBin { public boolean add(DDAluminum a) { return addIt(a); } } class PaperBin extends TypedBin { public boolean add(DDPaper a) { return addIt(a); } } class GlassBin extends TypedBin { public boolean add(DDGlass a) { return addIt(a); } } class CardboardBin extends TypedBin { public boolean add(DDCardboard a) { return addIt(a); } } class TrashBinSet { private TypedBin[] binSet = { new AluminumBin(), new PaperBin(), new GlassBin(), new CardboardBin() }; public void sortIntoBins(Vector bin) { Enumeration e = bin.elements(); while(e.hasMoreElements()) { TypedBinMember t = (TypedBinMember)e.nextElement(); if(!t.addToBin(binSet)) System.err.println("Couldn't add " + t); } } public TypedBin[] binSet() { return binSet; } } public class DoubleDispatch { public static void main(String[] args) { Vector bin = new Vector(); TrashBinSet bins = new TrashBinSet(); // ParseTrash still works, without changes: ParseTrash.fillBin("DDTrash.dat", bin); // Sort from the master bin into the // individually-typed bins: bins.sortIntoBins(bin); TypedBin[] tb = bins.binSet(); // Perform sumValue for each bin... for(int i = 0; i < tb.length; i++) Trash.sumValue(tb[i].v); // ... and for the master bin Trash.sumValue(bin); } } ///:~
其中,TrashBinSet封装了各种不同类型的TypeBin,同时还有sortIntoBins()方法。所有双重派遣事件都会在那个方法里发生。可以看到,一旦设置好结构,再归类成各种TypeBin的工作就变得十分简单了。除此以外,两个动态方法调用的效率可能也比其他排序方法高一些。
注意这个系统的方便性主要体现在main()中,同时还要注意到任何特定的类型信息在main()中都是完全独立的。只与Trash基础类接口通信的其他所有方法都不会受到Trash类中发生的改变的干扰。
添加新类型需要作出的改动是完全孤立的:我们随同addToBin()方法继承Trash的新类型,然后继承一个新的TypeBin(这实际只是一个副本,可以简单地编辑),最后将一种新类型加入TrashBinSet的集合初化化过程。
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