软件设计师知识点：面向对象语言概论（二）

4. Subsumption和Dynamic Dispatch (译者按：呵呵，黔驴技穷，找不到合适的翻译了)

从上述的几个例子来看，似乎子类只是用来从父类借用一些定义，以避免重复。但是，当我们考虑到subsumption, 事情就有些不同了。什么是Subsumption呢？请看下面这个例子：

var myCell: InstanceTypeOf(cell) := new cell;

var myReCell: InstanceTypeOf(reCell) := new reCell;

procedure f(x: InstanceTypeOf(cell)) is … end;

再看下面这段代码：

myCell := myReCell;

f(myReCell);

在这两行代码中，头一行把一个InstanceTypeOf(reCell)类型的变量赋值给一个InstanceTypeOf(cell)的变量。而第二行则用InstanceTypeOf(reCell)类型的变量作为参数传递给一个参数类型为InstanceTypeOf(cell)的函数。

这种用法在类似Pascal的语言中是不合法的。而在面向对象的语言中，依据以下的规则，它则是完全正确的用法。该规则通常被叫做subtype polimorphism, 即子类型多态（译者按：其实subtyping应该是OO语言最区别于其它语言的地方了）

如果c’是c的子类，并且o’是c’的一个实例，那么o’也是c的一个实例。

更严格地说：

如果c’是c的子类，并且o’: InstanceTypeOf(c’)，那么o’: InstanceTypeOf( c ).

仔细分析上面这条规则，我们可以在InstanceTypeOf的类型之间引入一个满足自反和传递性的子类型关系， 我们用<:符号来表示。（译者按：自反就是说， 对任何a, a 关系 a都成立，比如说，数学里的相等关系就是自反的。而传递性是说，如果a 关系 b, b 关系c, 就能推出a 关系c。 大于，小于等关系都是具备传递性的）

那么上面这条规则可以被拆成两条规则：

1． 对任何a: A, 如果 A <: B, 那么 a: B.

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

第一条规则被叫做Subsumption. 它是判断子类型（注意，是subtype, 不是subclass）的标准。

第二条规则可以叫做subclassing-is-subtyping (子类就是子类型，绕嘴吧？)

一般来说，继承都是和subclassing相关的，所以这条规则也可以叫做：inheritance-is-subtyping (继承就是子类型)

所有的面向对象语言都支持subsumption (可以说，没有subsumption, 就不成为面向对象)。

大部分的基于类的面向对象语言也并不区分subclassing和subtyping. 但是，一些最新的面向对象语言则采取了把subtyping和subclassing分开的方法。也就是说，A是B的子类，但A类的对象却不可以当作B类的对象来使用。（译者按：有点象C++里的私有继承，但内容比它丰富）

好吧，关于区分subclassing和subtyping, 我们后面会讲到。

下面，让我们重新回头来看看这个procedure f. 在subsumption的情况下，下面这个代码的动态语义是什么呢？

Procedure f(x: InstanceTypeOf(cell)) is

x.set(3);

end;

f(myReCell);

当myReCell被当作InstanceTypeOf(cell)的对象传入f的时候，x.set(3)究竟是调用哪一个版本的set方法呢？是定义在cell中的那个set还是定义在reCell中的那个呢？

这时，我们有两种选择，

1． Static dispatch (按照编译时的类型来决定)

2． Dynamic dispatch (按照对象运行时真正类型来决定)

（译者按，熟悉C++的朋友们一定微笑了，这再简单不过了。）

static dispatch没什么可说的。

dynamic dispatch却有一个有趣的属性。那就是，subsumption一定不能影响对象的状态。如果你在subsumption的时候，改变了这个对象的状态，比如象C++中的对象切片，那么动态解析的方法就可能会失败。

好在，这个属性无论对语义，还是对效率，都是很有好处的。

（译者按，C++中的object slicing会把新的对象的vptr初始化成它自己类型的vtable指针, 所以不存在动态解析的问题。但实际上，对象切片根本不能叫做subsumption。

具体语言实现中，如C++, 虽然subsumption不会改变对象内部的状态，但指针的值却是可能会变化的。这也是一个让人讨厌的东西，但 C++ vtable的方案却只能这样。有一种变种的vtable方法，可以避免指针的变化，也更高效。我们会在另外的文章中阐述这种方法。）

5． 赛翁失马 （关于类型信息）

虽然subsumption并不改变对象的状态，在一些语言里（如Java）, 它甚至没有任何运行时开销。但是，它却使我们丢掉了一些静态的类型信息。

比如说，我们有一个类型InstanceTypeOf(Object), 而Object类里没有定义任何属性和方法。我们又有一个类MyObject, 它继承自Object。那么当我们把MyObject的对象当作InstanceTypeOf(Object)类型来处理的时候，我们就得到了一个什么东西也没有的没用的空对象。

当然，如果我们考虑一个不那么极端的情况，比如说，Object类里面定义了一个方法f, 而MyObject对方法f做了重载，那么, 通过dynamic dispatch, 我们还是可以间接地操作MyObject中的属性和方法的。这也是面向对象设计和编程的典型方法。

从一个purist的角度看（译者按，很不幸，我就是一个purist）, dynamic dispatch是你应该用来操作已经被subsumption忘掉的属性和方法的东西。它优雅，安全，所有的荣耀都归于dynamic dispatch！！！ (译者按，这句话是我说的)