设计模式:话说分派

《话说分派》  


一、引言 
    这篇文章，完全是为了更好的讲解访问者(Visitor)模式而写的。让我们进入这扑朔迷离 
的分派世界吧（是不是有点夸张了，汗）。 


二、名词解释 
    先来解释下分派的意思吧。。 
    在OO （object-oriented）语言中使用了继承来描述不同的类之间的“社会关系”——类型 
层次。而这些类实例化的对象们则是对这个类型层次的体现。因此大部分OO 语言的对象都 
存在两个身份证：静态类型和实际类型。所谓静态类型，就是对象被声明时的类型；而实际 
类型则便是创建对象时的类型。举个例子： 
    B 是A 的子类。则 


    A object1 = new B ( ); 
中object1 的静态类型便是A，而实际类型却是B。在Java 语言中，编译器会根据对象的静 
态类型来检查错误；而在运行时，则使用对象的真实身份。 
     OO 还有一个重要的特点：一个类中可以存在两个相同名称的方法，而它们是根据参数 
类型的不同来区分的。 
    正因以上两个原因，便产生了分派——根据类型的不同来选择不同的方法的过程——OO 
语言的重要特性。 


三、分类 
    分派可以发生在编译期或者是运行期。因此按此标准，分派分为静态分派和动态分派。 
    在程序的编译期，只有对象的静态类型是有效的，因此静态分派就是根据对象（包括参 
数对象）的静态类型来选择方法的。最典型的便是方法重载（overloading）。 
    在运行期，动态分派会根据对象的实际类型来选择方法。典型的例子便是方法重置 
 （overriding） 
    而OO 语言正是由以上两种分派方式来提供多态特性的。 
    按照选择方法时所参照的类型的个数，分派分为单分派和多分派。OO 语言也因此分为 
了单分派（Uni-dispatch）语言和多分派（Multi-dispatch）语言。比如Smalltalk  就是单分 
派语言，而CLOS 和Cecil 就是多分派语言。 
    说道多分派，就不得提到另一个概念：多重分派（multiple dispatch）。它指由多个单分 
派组成的分派过程（而多分派则往往不能分割的）。因此单分派语言可以通过多重分派的方 
式来实现和多分派语言一样的效果。 
    那么我们熟悉的Java 语言属于哪一种分派呢？ 


四、Java 分派实践 
    先来看看在Java 中最常见的特性：重载（overloading）与重置（overriding）。 
    下面是重载的一个具体的小例子，这是一个再简单不过的代码了： 


//Test For OverLoading 
public class Test{ 
     public void doSomething(int i){ 
        System.out.println("doString int = "+ i ); 
     } 

       public void doSomething(String s){ 
            System.out.println("doString String = "+ s); 
       } 
       public void doSomething(int i , String s){ 
            System.out.println("doString int = "+ i +" String = "+ s); 
       } 
       public static void main(String[] rags){ 
            Test t = new Test(); 
            int i = 0; 
            t.doSomething(i); 
       } 
} 
      没什么好稀奇的，你对这部分知识已经熟练掌握了，那么你对下面这段代码的用意也一 
定了如指掌了吧。 


//Test For Overriding 
public class Test{ 
       public static void main(String[] rags){ 
            Father f = new Father(); 
            Father s = new Son(); 
            f.dost(); 
            s.dost(); 
       } 
} 
class Father { 
       public void dost(){ 
            System.out.println("Welcome Father!"); 
       } 
} 
class Son extends Father{ 
       public void dost(){ 
            System.out.println("Welcome Son!"); 
       } 
} 
      那么下面这个代码呢？ 


public class Test{ 
       public static void main(String[] rags){ 
            Father f = new Father(); 
            Father s = new Son(); 


            f.dost(1); 
            s.dost(4); 
            s.dost("dispatchTest"); 
            //s.dost("test" , 5); 
       } 

} 
class Father { 


       public void dost(int i){ 
            System.out.println("Welcome Father! int = "+ i); 
       } 
       public void dost(String s){ 
            System.out.println("Welcome Father! String = "+ s); 
       } 
} 
class Son extends Father{ 


       public void dost(int i){ 
            System.out.println("Welcome Son! int = "+i); 
       } 
       public void dost(String s ,int i ){ 
            System.out.println("Welcome Son! String = "+s+" int = "+i); 
       } 
} 
      在编译期间，编译器根据f、s 的静态类型来为他们选择了方法，当然都选择了父类Father 
的方法。而到了运行期，则又根据s 的实际类型动态的替换了原来选择的父类中的方法。这 
便是结果产生的原因。 
      如果把上面代码中的注释去掉，则会出现编译错误。原因便是在编译期，编译器根据s 
的静态类型Father 找不到带有两个参数的方法dost。 
      再来一个，可要注意看了： 


public class Test{ 
       //这几个方法，唯独的不同便在这参数上 


       public void dost(Father f , Father f1){ 
            System.out.println("ff"); 
       } 
       public void dost(Father f , Son s){ 
            System.out.println("fs"); 
       } 
       public void dost(Son s , Son s2){ 
            System.out.println("ss"); 
       } 
       public void dost(Son s , Father f){ 
            System.out.println("sf"); 
       } 


       public static void main(String[] rags){ 
            Father f = new Father(); 
            Father s = new Son(); 
            Test t = new Test(); 
          t.dost(f , new Father()); 
          t.dost(f , s); 
          t.dost(s, f); 
      } 
} 
class Father {} 
class Son extends Father{} 
     执行结果没有像预期的那样输出ff、fs、sf 而是输出了三个ff。为什么？原因便是在编 
译期，编译器使用s 的静态类型为其选择方法，于是这三个调用都选择了第一个方法；而在 
运行期，由于Java 仅仅根据方法所属对象的实际类型来分派方法，因此这个“错误”就没有 
被纠正而一直错了下去…… 


     可以看出，Java 在静态分派时，可以根据n （n>0）个参数类型来选择不同的方法，这 
按照上面的定义应该属于多分派的范围。而在运行期时，则只能根据方法所属对象的实际类 
型来进行方法的选择，这又属于单分派的范围。 
     因此可以说Java 语言支持静态多分派和动态单分派。 


五、小插曲 
     你看看下面的代码会怎么执行呢？ 


public class Test{ 
      public static void main(String[] rags){ 
          Father f = new Father(); 
          Father s = new Son(); 


          System.out.println("f.i " + f.i); 
          System.out.println("s.i " + s.i); 
          f.dost(); 
          s.dost(); 
      } 
} 
class Father { 
      int i = 0 ; 
      public void dost(){ 
          System.out.println("Welcome Father!"); 
      } 
} 
class Son extends Father{ 
      int i = 9 ; 
      public void dost(){ 
          System.out.println("Welcome Son!"); 
      } 
} 
运行结果： 


   \>java Test 
   f.i 0 
   s.i 0 
   Welcome Father! 
   Welcome Son! 
   产生的原因是Java 编译和运行程序的机制。“数据是什么”是由编译时决定的；而“方法是 
哪个”则在运行时决定。 


六、双重分派 
      Java  不能支持动态多分派，但是可以通过代码设计来实现动态的多重分派。这里举一 
个双重分派的实现例子。 
     大致的思想便是通过一个参数来传递JVM 不能判断的类型。通过Java 的动态单分派来 
完成一次分派后，在方法中使用instanceof 来判断参数的类型，进而决定执行哪个相关方法。 


      public class Test{ 
      public static void main(String[] rags){ 
          Father f = new Father(); 
          Father s = new Son(); 
          s.dosh(f); 
          s.dosh(s); 
          f.dosh(s); 
          f.dosh(f); 
      } 
} 
class Father { 
      public void dosh(Father f){ 
          if(f instanceof Son){ 
                System.out.println("Here is Father's Son"); 
          }else if(f instanceof Father){ 
                System.out.println("Here is Father's Father"); 
          } 
      } 
} 


class Son extends Father{ 
      public void dosh(Father f){ 
          if(f instanceof Son){ 
                System.out.println("Here is Son's Son"); 
          }else if(f instanceof Father){ 
                System.out.println("Here is Son's Father"); 
          } 
      } 
} 
执行结果： 


   Here is Son's Father 
   Here is Son's Son 
  Here is Father's Son 
  Here is Father's Father 
    呵呵，慢慢在代码中琢磨吧。用这种方式来实现双重分派，思路比较简单清晰。但是对 
于复杂一点的程序，则代码显得冗长，不易读懂。而且添加新的类型比较麻烦，不是一种好 
的设计方案。访问者（Visitor）模式则较好的解决了这种模式的不足。至于访问者模式的实 
现…… 

    请关注我的《深入浅出访问者模式》。 

下载：

http://download.csdn.net/detail/undoner/5335717

深入浅出设计模式-中文版