实现双重派遣

实现双重派遣2007-05-29 yycnet.yeah.net yyc译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 dispatchingpackage 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 dispatchingpackage 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 dispatchingpackage 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 dispatchingpackage 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 typepackage 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:54c16.DoubleDispatch.DDPaper:22c16.DoubleDispatch.DDPaper:11c16.DoubleDispatch.DDGlass:17c16.DoubleDispatch.DDAluminum:89c16.DoubleDispatch.DDPaper:88c16.DoubleDispatch.DDAluminum:76c16.DoubleDispatch.DDCardboard:96c16.DoubleDispatch.DDAluminum:25c16.DoubleDispatch.DDAluminum:34c16.DoubleDispatch.DDGlass:11c16.DoubleDispatch.DDGlass:68c16.DoubleDispatch.DDGlass:43c16.DoubleDispatch.DDAluminum:27c16.DoubleDispatch.DDCardboard:44c16.DoubleDispatch.DDAluminum:18c16.DoubleDispatch.DDPaper:91c16.DoubleDispatch.DDGlass:63c16.DoubleDispatch.DDGlass:50c16.DoubleDispatch.DDGlass:80c16.DoubleDispatch.DDAluminum:81c16.DoubleDispatch.DDCardboard:12c16.DoubleDispatch.DDGlass:12c16.DoubleDispatch.DDGlass:54c16.DoubleDispatch.DDAluminum:36c16.DoubleDispatch.DDAluminum:93c16.DoubleDispatch.DDGlass:93c16.DoubleDispatch.DDPaper:80c16.DoubleDispatch.DDGlass:36c16.DoubleDispatch.DDGlass:12c16.DoubleDispatch.DDGlass:60c16.DoubleDispatch.DDPaper:66c16.DoubleDispatch.DDAluminum:36c16.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 binTrash.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。