浅谈.NET中不一样的多态

在.NET中,多态通常意味着子类对于父类一种衍变。子类继承自父类,拥有父类所定义的一切(public或protected)成员。但同时,它又可以修改(重写或复写)这些成员,使其实现与父类以及其他子类完全不同。我们可以说,继承体现了类的多态性。

大家应该很熟悉Duck的例子了吧?

 
 
 
  1. public abstract class Duck  
  2. {  
  3.     public abstract void Quack();  
  4. }  
  5.  
  6. public class MallardDuck : Duck  
  7. {  
  8.     public override void Quack()  
  9.     {  
  10.         Console.WriteLine("Quack, quack, quack...");  
  11.     }  
  12. }  
  13.  
  14. public class RubberDuck : Duck  
  15. {  
  16.     public override void Quack()  
  17.     {  
  18.         Console.WriteLine("Squeak, squeak, squeak...");  
  19.     }  
  20. }  
  21.  
  22. public class Program  
  23. {  
  24.     public static void Main()  
  25.     {  
  26.         Duck duck = new MallardDuck();  
  27.         duck.Quack();  
  28.         duck = new RubberDuck();  
  29.         duck.Quack();  
  30.         Console.ReadLine();  
  31.     }  

MallardDuck和RubberDuck虽然都继承自抽象类Duck,同样拥有Quack()方法,但它们却有不同的实现,产生不同的结果。在声明Duck类型时,既可以实例化为Mallard,也可以实例化为RubberDuck,或者是其他继承自Duck的类,在运行时,将自动调用各个子类的实现。

多态的这些特性使依赖注入和面向抽象编程成为可能,其重要性不言而喻。

不一样的多态
然而,既然多态是指同一类事物之间的不同形态,那么我们为什么要把对于多态的理解局限于类的继承关系呢?在.NET中是否还存在着非继承关系的多态性呢?

泛型体现了参数的多态性

类型参数在泛型中通常解释为占位符,而我更愿意将其理解为对参数的一种抽象。以最常见的List 为例,List 和List 在语法上完全相同,仅仅是类型参数有所不同,然而它们却是两个完全不同的类。也就是说,是类型参数的不同,导致了不同的类的形态。

 
 
 
  1. public class MyList 
  2. {  
  3.     private T[] items;  
  4.     private int size;  
  5.     public void Add(T item)  
  6.     {  
  7.         if (size == items.Length)  
  8.         {  
  9.             // modify capacity  
  10.         }  
  11.         items[size++] = item;  
  12.     }  

如果我们使用MyList ,在内部就会声明一个字符串数组,Add方法的参数也必须为string。如果使用MyList ,在内部就会声明一个int数组,Add方法的参数也必须为int。这看上去就像是T是string和int的“基类”,在使用MyList 时(相当于客户端代码),T既可以是string也可以是int,或者是其他符合约束的类型,但在设计时,我们对这一切毫无所知。

您是否也觉得这是多态性的一种体现呢?

再来看看十分经典的Swap 的例子。

 
 
 
  1. public class Swapper  
  2. {  
  3.     private static void Swap(ref T o1, ref T o2)  
  4.     {  
  5.         T temp = o1;  
  6.         o1 = o2;  
  7.         o2 = temp;  
  8.     }  

Swap 泛型方法就像是封装了N个非泛型的Swap方法,如Swap(ref int o1, ref int o2)、Swap(ref string o1, ref string o2)等等。在类型推断特性的支持下,您甚至可以像使用非泛型方法一样来使用泛型方法。参数T在某种程度上体现了不同的参数形态,因此我们有理由认为,泛型类型T体现了参数的多态性。

委托体现了方法的多态性

委托是对拥有相同参数和返回值的所有方法的封装。只要方法拥有同样的参数列表和返回值,委托都认为它们属于同一“类型”的方法,可以添加到同一个委托链表中。

 
 
 
  1. public delegate void FooDelegate(List list, string str);  
  2.  
  3. public class DelegateTest  
  4. {  
  5.     public void AddToList(List list, string strToAdd)  
  6.     {  
  7.         list.Add(strToAdd);  
  8.     }  
  9.  
  10.     public static void PrintIfContains(List list, string strToCheck)  
  11.     {  
  12.         if (list.Contains(strToCheck))  
  13.             Console.WriteLine("The list contains " + strToCheck);  
  14.     }  
  15. }  
  16.  
  17. public class Program  
  18. {  
  19.     public static void Main()  
  20.     {  
  21.         List list = new List();  
  22.         list.Add("Kirin");  
  23.         DelegateTest delegateTest = new DelegateTest();  
  24.         FooDelegate fooDelegate = new FooDelegate(delegateTest.AddToList);  
  25.         fooDelegate += new FooDelegate(DelegateTest.PrintIfContains);  
  26.         fooDelegate(list, "麒麟.NET");  
  27.         Console.ReadLine();  
  28.     }  

在上例中,FooDelegate委托封装了参数为List 和string,并且没有返回值的方法。任何符合上述约束的方法,在FooDelegate中一视同仁。如,AddToList实例方法与PrintIfContains静态方法除了参数列表与返回值相同外,内部实现完全不同,但是它们却可以添加到同一个委托链表中。也就是说,同一个委托,可以定义并调用不同的方法(约束相同而实现不同)。

您是否也认为这是方法的多态性的一种体现呢?

多态小结

我们通常所讨论的多态,就是指子类对父类方法的重写(虚方法)或覆盖(非虚方法),这样的理解未免过于狭隘。.NET强大的特性能够实现其他语言中无法实现的多态性。如本文所列举的泛型和委托。您是否认同笔者的观点呢?如果认同,您是否还能举出其他的例子呢?

您可能觉得本文缺乏技术含量。的确是的,本文并不包含多么高深的技术和思想,而只是笔者最近学习过程中一些琐碎的领悟。如果能够帮助到您,将是笔者的荣幸。

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