Scala程序中如何实现多态和动态绑定

在10.4节中你看到了类型Element的变量可以指向类型ArrayElement的对象。这种现象的名字叫多态：polymorphism，是指“许多形状”或“许多形式”的意思。这种情况下，Element对象可以有许多形式。这种类型的多态被称为子类型化多态：subtyping polymorphism。Scala里另一种类型的多态，称为统一多态：universal polymorphism，将在第19章讨论。目前为止，你已经看到了两种形式：ArrayElement和LineElement。你可以通过定义新的Element子类创造Element的更多形式。例如，下面定义了拥有给定长度和高度并被指定字符充满的新的Element形式：

 
 
 
 

  
  
  
  
class UniformElement(  
  
  
  
  
 ch: Char,  
  
  
  
  
 override val width: Int,  
  
  
  
  
 override val height: Int  
  
  
  
  
) extends Element {  
  
  
  
  
 private val line = ch.toString * width  
  
  
  
  
 def contents = Array.make(height, line)  
  
  
  
  
}  
 
 
 
 

图释 10.3 布局元素的类层级

编辑推荐：Scala编程语言专题

类Element的继承层级现在看上去如图释10.3展示的样子。结果，Scala将接受所有的下列赋值，因为赋值表达式的类型符合定义的变量类型：

 
 
 
 

  
  
  
  
val e1: Element = new ArrayElement(Array("hello", "world"))  
  
  
  
  
val ae: ArrayElement = new LineElement("hello")  
  
  
  
  
val e2: Element = ae  
  
  
  
  
val e3: Element = new UniformElement('x', 2, 3)  
 
 
 
 

若你检查继承层级，你会发现这四个val定义的每一个里，等号右侧表达式的类型都在将被初始化的等号左侧的val类型之下。

然而，另一半的故事是，变量和表达式上的方法调用是动态绑定：dynamically bound的。这意味着被调用的实际方法实现取决于运行期对象基于的类，而不是变量或表达式的类型。为了演示这种行为，我们会从我们的Element类中临时移除所有存在的成员并添加一个名为demo的方法。我们会在ArrayElement和LineElement中重载demo，但UniformElement除外：

 
 
 
 

  
  
  
  
abstract class Element {  
  
  
  
  
 def demo() {  
  
  
  
  
  println("Element's implementation invoked")  
  
  
  
  
 }  
  
  
  
  
}  
  
  
  
  
class ArrayElement extends Element {  
  
  
  
  
 override def demo() {  
  
  
  
  
  println("ArrayElement's implementation invoked")  
  
  
  
  
 }  
  
  
  
  
}  
  
  
  
  
class LineElement extends ArrayElement {  
  
  
  
  
 override def demo() {  
  
  
  
  
  println("LineElement's implementation invoked")  
  
  
  
  
 }  
  
  
  
  
}  
  
  
  
  
// UniformElement inherits Element’s demo  
  
  
  
  
class UniformElement extends Element  
 
 
 
 

如果你把这些代码输入到了解释器中，那么你就能定义这个带了一个Element并调用demo的方法：

 
 
 
 

  
  
  
  
def invokeDemo(e: Element) {  
  
  
  
  
 e.demo()  
  
  
  
  
}  
 
 
 
 

如果你传给invokeDemo一个ArrayElement，你会看到一条消息指明ArrayElement的demo实现被调用，尽管被调用demo的变量e的类型是Element：

 
 
 
 

  
  
  
  
scala> invokeDemo(new ArrayElement)  
  
  
  
  
ArrayElement's implementation invoked  
 
 
 
 

相同的，如果你传递LineElement给invokeDemo，你会看到一条指明LineElement的demo实现被调用的消息：

 
 
 
 

  
  
  
  
scala> invokeDemo(new LineElement)  
  
  
  
  
LineElement's implementation invoked  
 
 
 
 

传递UniformElement时的行为一眼看上去会有些可以，但是正确：

 
 
 
 

  
  
  
  
scala> invokeDemo(new UniformElement)  
  
  
  
  
Element's implementation invoked  
 
 
 
 

因为UniformElement没有重载demo，它从它的超类Element继承了demo的实现。因此，当对象的类是UniformElement时，Element的实现就是要调用的demo的正确实现。

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文章名称：Scala程序中如何实现多态和动态绑定
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