記住多形性只能通過方法調用才能表現出來,所以假如想使雙重派遣正確進行,必須執行兩個方法調用:
在每種結構中都用一個來判斷其中的類型。在Trash結構中,將使用一個新的方法調用addToBin(),它采用的參數是由TypeBin構成的一個數組。那個方法將在數組中遍歷,嘗試將自己加入適當的垃圾筒,這裡正是雙重派遣發生的地方。
新建立的分級結構是TypeBin,其中包含了它自己的一個方法,名為add(),而且也應用了多形性。但要注意一個新特點:add()已進行了“過載”處理,可接受不同的垃圾類型作為參數。因此,雙重滿足機制的一個關鍵點是它也要涉及到過載。
程序的重新設計也帶來了一個問題:現在的基礎類Trash必須包含一個addToBin()方法。為解決這個問題,一個最直接的辦法是復制所有代碼,並修改基礎類。然而,假如沒有對源碼的控制權,那麼還有另一個辦法可以考慮:將addToBin()方法置入一個接口內部,保持Trash不變,並繼承新的、特殊的類型Aluminum,Paper,Glass以及Cardboard。我們在這裡准備采取後一個辦法。
這個設計方案中用到的大多數類都必須設為public(公用)屬性,所以它們放置於自己的類內。下面列出接口代碼:
//: 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每個特定的子類型內,都會實現接口TypeBinMember的addToBin()方法,但每種情況下使用的代碼“似乎”都是完全一樣的:
//: 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; } } ///:~
每個addToBin()內的代碼會為數組中的每個TypeBin對象調用add()。但請注意參數:this。對Trash的每個子類來說,this的類型都是不同的,所以不能認為代碼“完全”一樣——盡管以後在Java裡加入參數化類型機制後便可認為一樣。這是雙重派遣的第一個部分,因為一旦進入這個方法內部,便可知道到底是Aluminum,Paper,還是其他什麼垃圾類型。在對add()的調用過程中,這種信息是通過this的類型傳遞的。編譯器會分析出對add()正確的過載版本的調用。但由於tb[i]會產生指向基礎類型TypeBin的一個句柄,所以最終會調用一個不同的方法——具體什麼方法取決於當前選擇的TypeBin的類型。那就是第二次派遣。
下面是TypeBin的基礎類:
//: 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,過載的add()方法全都會返回false。如果未在衍生類裡對方法進行過載,它就會一直返回false,而且調用者(目前是addToBin())會認為當前Trash對象尚未成功加入一個集合,所以會繼續查找正確的集合。
在TypeBin的每一個子類中,都只有一個過載的方法會被過載——具體取決於准備創建的是什麼垃圾筒類型。舉個例子來說,CardboardBin會過載add(DDCardboard)。過載的方法會將垃圾對象加入它的集合,並返回true。而CardboardBin中剩余的所有add()方法都會繼續返回false,因為它們尚未過載。事實上,假如在這裡采用了參數化類型機制,Java代碼的自動創建就要方便得多(使用C++的“模板”,我們不必費事地為子類編碼,或者將addToBin()方法置入Trash裡;Java在這方面尚有待改進)。
由於對這個例子來說,垃圾的類型已經定制並置入一個不同的目錄,所以需要用一個不同的垃圾數據文件令其運轉起來。下面是一個示范性的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封裝了各種不同類型的TypeBin,同時還有sortIntoBins()方法。所有雙重派遣事件都會在那個方法裡發生。可以看到,一旦設置好結構,再歸類成各種TypeBin的工作就變得十分簡單了。除此以外,兩個動態方法調用的效率可能也比其他排序方法高一些。
注意這個系統的方便性主要體現在main()中,同時還要注意到任何特定的類型信息在main()中都是完全獨立的。只與Trash基礎類接口通信的其他所有方法都不會受到Trash類中發生的改變的干擾。
添加新類型需要作出的改動是完全孤立的:我們隨同addToBin()方法繼承Trash的新類型,然後繼承一個新的TypeBin(這實際只是一個副本,可以簡單地編輯),最後將一種新類型加入TrashBinSet的集合初化化過程。