物件導向技術第一講 多型性
一﹑什麼是多型？為什麼要支援多型？
多型是一種普遍存在的現象，如water的三種形態：冰﹑水﹑汽，又如算術運算1+1, 1+0.5, 1/2+0.5等。
多型性用一句經典的英文來解釋就是：a value can belong to multiple types.
那麼在軟體設計中支援多型有什麼好處呢？首先，可以使程式中的數**算符合常規的數**算規則，為程式提供更強的表達能力；其次使得對不同型別的資料有同樣的操作語義，可以實現程式的重用，而重用標識的資源，可以提高程式的可讀性和可理解性。
軟體系統支援多型的前提就是能夠靜態（編譯時）或者動態（執行時）地確定型別。
二﹑多型的分類有哪些？
多型分為兩種：通用的多型(universal)和特定的多型（ad hoc）。兩者的區別是前者對工作的型別不加限制，允許對不同型別的值執行相同的**；後者只對有限數量的型別有效，而且對不同型別的值可能要執行不同的**。
通用的多型又分為引數多型（parametric）和包含多型（inclusion）；特定的多型分為過載多
態（overloading）和強制多型（coercion）。具體見下圖：
2.1引數多型
概念：採用引數化模板，通過給出不同的型別引數，使得乙個結構有多種型別。
例如：ada中的generic(類屬 )。
見下例：
分析：這兩個packages的：
·應用內涵一致：提供的都是堆疊抽象操作。
·實現結構相似：採用同類資料結構，實現**相同。
·元素的型別不同，一些用常量表示的細節不同。
對比：函式是相似的語句序列的一種涵義明確的抽象，用函式中的語句表示相同的部分，用形參指明不同的部分，用實參體現不同的部分。但是，函式的引數只能是資料，不能是型別。
類屬在乙個抽象結構中允許以參量形式來表示可變的型別﹑函式﹑常數﹑資料值，在編譯時
（靜態）進行例項化，結果是乙個具體的結構（型別﹑函式等）。而且型別的例項化可以靜態進
行，也可以動態進行，但結果都是乙個值。
ada中的generic結構體現的多型性例子如下：
generic結構呼叫的時候的情況：
可見：·對實參所取得型別不加限制。
·對不同的實參執行的是相同的**。
因而構成了多型。
2.2 包含多型
概念：同樣的操作可用於乙個型別及其子型別。（注意是子型別，不是子類。）包含多型
一般需要進行執行時的型別檢查。如pascal中的子界。
幾點需要注意的地方： 1.
包含多型的操作存在著逆單調（anti-mornotonic）。即乙個型別t上的操作，當其定義域縮小成t的乙個子型別時，其值域應不小於t.
2.3 過載多型
概念：同乙個名（操作符﹑函式名）在不同的上下文中有不同的型別。程式語言中基本型別的大多數操作符都是過載多型的。如c語言中的
== : int * int -> int
== : double*double->int
== : char*char->int
有一些程式語言允許使用者自定義過載多型的操作符。如c++語言中的：
bool operator == (complex1 c1, complex c2);
bool operator ==(address a1, address a2);
過載多型的操作符或函式名，他所對應的通常是不同的實現。
2.4 強制多型
概念：編譯程式通過語義操作，把操作物件的型別強行加以變換，以符合函式或操作符的要求。程式語言中基本型別的大多數操作符，在發生不同型別的資料進行混合運算時，
編譯程式一般都會進行強制多型。程式設計師也可以顯示地進行強制多型的操作(casting)。
例如：
要注意的是並不是任意兩個型別之間都可以進行強制多型。在不同型別之間實現強制多型，通常需要執行不同的轉換操作。強制多型的原則是：將值集較小（即占用儲存空間較小）的型別，變換成值集包含了前者（即占用儲存空間較大）的型別，反之，應當注意可能發生的對值的損傷（特別是在使用casting時）。
有時，強制多型與過載多型是混合出現的。例如，對於表示式1+2; 1.0+2; 1+2.0; 1.0+2.0;
中出現的多型，就會有多種解釋：
·操作符+有四種過載多型；
·操作符+只有一種：double * double -> double， 要將參與運算的整數強制變換成浮點數；
·操作符+有兩種過載多型：int * int -> int 和 double * double -> double，要將混合運算中的整數強制變換成浮點數。
三﹑其他型別的多型
現在的多數文獻中都認為，在物件導向程式設計語言中還存在著兩種多型：
·在有繼承關係的類之間存在的多型（但不能完全等同於包含多型）；
·通過動態繫結機制，在執行時才確定接受訊息的物件型別（如c++語言中的虛函式）。
全文完
張秀君 整理
2004. 9 .17
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