java中如何正确实现双重派遣

作者:课课家教育更新于： 2016-02-29 19:49:48

　　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。