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浅谈多态——概念描述 2001.9.25
作者：Nicrosoft（奈软 nicrosoft@sunistudio.com）
个人主页：http://www.sunistudio.com/nicrosoft/
东日文档：http://www.sunistudio.com/asp/sunidoc.asp
多态性，这个面向对象编程领域的核心概念，本身的内容博大精深，要以一文说清楚实在是不太可
能。加之作者本人也还在不断学习中，水平有限。因此本文只能描一下多态的轮廓，使读者能够了解个大
概。如果有描的不准的地方，欢迎指出，或与作者探讨（作者Email：nicrosoft@sunistudio.com）
首先，什么是多态（Polymorphisn）？按字面的意思就是“多种形状”。我手头的书上没有找到一个
多态的理论性的概念的描述。暂且引用一下Charlie Calverts的对多态的描述吧——多态性是允许你将父
对象设置成为和一个或更多的他的子对象相等的技术，赋值之后，父对象就可以根据当前赋值给它的子对
象的特性以不同的方式运作（摘自“Delphi4 编程技术内幕”）。简单的说，就是一句话：允许将子类类
型的指针赋值给父类类型的指针。多态性在Object Pascal和C++中都是通过虚函数（Virtual Function）
实现的。
好，接着是“虚函数”（或者是“虚方法”）。虚函数就是允许被其子类重新定义的成员函数。而子
类重新定义父类虚函数的做法，称为“覆盖”（override），或者称为“重写”。
这里有一个初学者经常混淆的概念。覆盖（override）和重载（overload）。上面说了，覆盖是指子
类重新定义父类的虚函数的做法。而重载，是指允许存在多个同名函数，而这些函数的参数表不同（或许
参数个数不同，或许参数类型不同，或许两者都不同）。其实，重载的概念并不属于“面向对象编程”，
重载的实现是：编译器根据函数不同的参数表，对同名函数的名称做修饰，然后这些同名函数就成了不同
的函数（至少对于编译器来说是这样的）。如，有两个同名函数：function func(p:integer):integer;
和function func(p:string):integer;。那么编译器做过修饰后的函数名称可能是这样的：int_func、
str_func。对于这两个函数的调用，在编译器间就已经确定了，是静态的（记住：是静态）。也就是说，
它们的地址在编译期就绑定了（早绑定），因此，重载和多态无关！真正和多态相关的是“覆盖”。当子
类重新定义了父类的虚函数后，父类指针根据赋给它的不同的子类指针，动态（记住：是动态！）的调用
属于子类的该函数，这样的函数调用在编译期间是无法确定的（调用的子类的虚函数的地址无法给出）。
因此，这样的函数地址是在运行期绑定的（晚邦定）。结论就是：重载只是一种语言特性，与多态无关，
与面向对象也无关！
引用一句Bruce Eckel的话：“不要犯傻，如果它不是晚邦定，它就不是多态。”
那么，多态的作用是什么呢？我们知道，封装可以隐藏实现细节，使得代码模块化；继承可以扩展已
存在的代码模块（类）；它们的目的都是为了——代码重用。而多态则是为了实现另一个目的——接口重
用！而且现实往往是，要有效重用代码很难，而真正最具有价值的重用是接口重用，因为“接口是公司最
有价值的资源。设计接口比用一堆类来实现这个接口更费时间。而且接口需要耗费更昂贵的人力的时
间。”
其实，继承的为重用代码而存在的理由已经越来越薄弱，因为“组合”可以很好的取代继承的扩展现
有代码的功能，而且“组合”的表现更好（至少可以防止“类爆炸”）。因此笔者个人认为，继承的存在
很大程度上是作为“多态”的基础而非扩展现有代码的方式了。
什么是接口重用？我们举一个简单的例子，假设我们有一个描述飞机的基类（Object Pascal语言描
述，下同）：
type
plane = class
public
procedure fly();
virtual;
abstract;
//起飞纯虚函数
procedure land();
virtual;
abstract;
//着陆纯虚函数
function modal() : string;
virtual;
abstract;
//查寻型号纯虚函数
end;
然后，我们从plane派生出两个子类，直升机（copter）和喷气式飞机（jet）：
copter = class(plane)
private
fModal : String;
public
constructor Create();
destructor Destroy();
override;
procedure fly();
override;
procedure land();
override;
function modal() : string;
override;
end;
jet = class(plane)
private
fModal : String;
public
constructor Create();
destructor Destroy();
override;
procedure fly();
override;
procedure land();
override;
function modal() : string;
override;
end;
现在，我们要完成一个飞机控制系统，有一个全局的函数 plane_fly，它负责让传递给它的飞机起
飞，那么，只需要这样：
procedure plane_fly(const pplane : plane);
begin
pplane.fly();
end;
就可以让所有传给它的飞机（plane的子类对象）正常起飞！不管是直升机还是喷气机，甚至是现在
还不存在的，以后会增加的飞碟。因为，每个子类都已经定义了自己的起飞方式。
可以看到 plane_fly函数接受参数的是 plane类对象引用，而实际传递给它的都是 plane的子类对
象，现在回想一下开头所描述的“多态”：多态性是允许你将父对象设置成为和一个或更多的他的子对象
相等的技术，赋值之后，父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。
很显然，parent = child;
就是多态的实质！因为直升机“是一种”飞机，喷气机也“是一种”飞
机，因此，所有对飞机的操作，都可以对它们操作，此时，飞机类就作为一种接口。
多态的本质就是将子类类型的指针赋值给父类类型的指针（在OP中是引用），只要这样的赋值发生
了，多态也就产生了，因为实行了“向上映射”。
应用多态的例子非常普遍，在Delphi的VCL类库中，最典型的就是：TObject类有一个虚拟的Destroy
虚构函数和一个非虚拟的Free函数。Free函数中是调用Destroy的。因此，当我们对任何对象（都是
TObject的子类对象）调用 .Free();之后，都会执行 TObject.Free();，它会调用我们所使用的对象的析
构函数 Destroy();。这就保证了任何类型的对象都可以正确地被析构。
多态性作为面向对象最重要的特性，本文所提不过是沧海一粟，还有很多内容。如果可能，希望会有
后文继续探讨多态。
作者：Nicrosoft（奈软 nicrosoft@sunistudio.com）
个人主页：http://www.sunistudio.com/nicrosoft/
东日文档：http://www.sunistudio.com/asp/sunidoc.asp
多态性，这个面向对象编程领域的核心概念，本身的内容博大精深，要以一文说清楚实在是不太可
能。加之作者本人也还在不断学习中，水平有限。因此本文只能描一下多态的轮廓，使读者能够了解个大
概。如果有描的不准的地方，欢迎指出，或与作者探讨（作者Email：nicrosoft@sunistudio.com）
首先，什么是多态（Polymorphisn）？按字面的意思就是“多种形状”。我手头的书上没有找到一个
多态的理论性的概念的描述。暂且引用一下Charlie Calverts的对多态的描述吧——多态性是允许你将父
对象设置成为和一个或更多的他的子对象相等的技术，赋值之后，父对象就可以根据当前赋值给它的子对
象的特性以不同的方式运作（摘自“Delphi4 编程技术内幕”）。简单的说，就是一句话：允许将子类类
型的指针赋值给父类类型的指针。多态性在Object Pascal和C++中都是通过虚函数（Virtual Function）
实现的。
好，接着是“虚函数”（或者是“虚方法”）。虚函数就是允许被其子类重新定义的成员函数。而子
类重新定义父类虚函数的做法，称为“覆盖”（override），或者称为“重写”。
这里有一个初学者经常混淆的概念。覆盖（override）和重载（overload）。上面说了，覆盖是指子
类重新定义父类的虚函数的做法。而重载，是指允许存在多个同名函数，而这些函数的参数表不同（或许
参数个数不同，或许参数类型不同，或许两者都不同）。其实，重载的概念并不属于“面向对象编程”，
重载的实现是：编译器根据函数不同的参数表，对同名函数的名称做修饰，然后这些同名函数就成了不同
的函数（至少对于编译器来说是这样的）。如，有两个同名函数：function func(p:integer):integer;
和function func(p:string):integer;。那么编译器做过修饰后的函数名称可能是这样的：int_func、
str_func。对于这两个函数的调用，在编译器间就已经确定了，是静态的（记住：是静态）。也就是说，
它们的地址在编译期就绑定了（早绑定），因此，重载和多态无关！真正和多态相关的是“覆盖”。当子
类重新定义了父类的虚函数后，父类指针根据赋给它的不同的子类指针，动态（记住：是动态！）的调用
属于子类的该函数，这样的函数调用在编译期间是无法确定的（调用的子类的虚函数的地址无法给出）。
因此，这样的函数地址是在运行期绑定的（晚邦定）。结论就是：重载只是一种语言特性，与多态无关，
与面向对象也无关！
引用一句Bruce Eckel的话：“不要犯傻，如果它不是晚邦定，它就不是多态。”
那么，多态的作用是什么呢？我们知道，封装可以隐藏实现细节，使得代码模块化；继承可以扩展已
存在的代码模块（类）；它们的目的都是为了——代码重用。而多态则是为了实现另一个目的——接口重
用！而且现实往往是，要有效重用代码很难，而真正最具有价值的重用是接口重用，因为“接口是公司最
有价值的资源。设计接口比用一堆类来实现这个接口更费时间。而且接口需要耗费更昂贵的人力的时
间。”
其实，继承的为重用代码而存在的理由已经越来越薄弱，因为“组合”可以很好的取代继承的扩展现
有代码的功能，而且“组合”的表现更好（至少可以防止“类爆炸”）。因此笔者个人认为，继承的存在
很大程度上是作为“多态”的基础而非扩展现有代码的方式了。
什么是接口重用？我们举一个简单的例子，假设我们有一个描述飞机的基类（Object Pascal语言描
述，下同）：
type
plane = class
public
procedure fly();
virtual;
abstract;
//起飞纯虚函数
procedure land();
virtual;
abstract;
//着陆纯虚函数
function modal() : string;
virtual;
abstract;
//查寻型号纯虚函数
end;
然后，我们从plane派生出两个子类，直升机（copter）和喷气式飞机（jet）：
copter = class(plane)
private
fModal : String;
public
constructor Create();
destructor Destroy();
override;
procedure fly();
override;
procedure land();
override;
function modal() : string;
override;
end;
jet = class(plane)
private
fModal : String;
public
constructor Create();
destructor Destroy();
override;
procedure fly();
override;
procedure land();
override;
function modal() : string;
override;
end;
现在，我们要完成一个飞机控制系统，有一个全局的函数 plane_fly，它负责让传递给它的飞机起
飞，那么，只需要这样：
procedure plane_fly(const pplane : plane);
begin
pplane.fly();
end;
就可以让所有传给它的飞机（plane的子类对象）正常起飞！不管是直升机还是喷气机，甚至是现在
还不存在的，以后会增加的飞碟。因为，每个子类都已经定义了自己的起飞方式。
可以看到 plane_fly函数接受参数的是 plane类对象引用，而实际传递给它的都是 plane的子类对
象，现在回想一下开头所描述的“多态”：多态性是允许你将父对象设置成为和一个或更多的他的子对象
相等的技术，赋值之后，父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。
很显然，parent = child;
就是多态的实质！因为直升机“是一种”飞机，喷气机也“是一种”飞
机，因此，所有对飞机的操作，都可以对它们操作，此时，飞机类就作为一种接口。
多态的本质就是将子类类型的指针赋值给父类类型的指针（在OP中是引用），只要这样的赋值发生
了，多态也就产生了，因为实行了“向上映射”。
应用多态的例子非常普遍，在Delphi的VCL类库中，最典型的就是：TObject类有一个虚拟的Destroy
虚构函数和一个非虚拟的Free函数。Free函数中是调用Destroy的。因此，当我们对任何对象（都是
TObject的子类对象）调用 .Free();之后，都会执行 TObject.Free();，它会调用我们所使用的对象的析
构函数 Destroy();。这就保证了任何类型的对象都可以正确地被析构。
多态性作为面向对象最重要的特性，本文所提不过是沧海一粟，还有很多内容。如果可能，希望会有
后文继续探讨多态。
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