C#動靜結合編程之四：泛型委派

多態

[隨著對OO學習和理解的深入，我已認識到本文關於多態的論述並不準確。最新的認識是：多態是關於類型間代換關係的，文中講的是介面與實現的綁定。]

多態是什嗎？一句話：同一介面和不同實現的綁定。多態讓程式能通過統一的介面（廣義的介面，意指規範）調用不同的實現，從而增強程式的表達能力和靈活性。我們最為熟悉的多態形式是包括介面繼承在內的類型多態：

            var animals = new List<IAnimal>() {
                new Cat("Missy"),
                new Cat("Mr. Bojangles"),
                new Dog("Lassie")
            };

            foreach (var animal in animals) {
                Console.WriteLine(animal.Name + ": " + animal.Talk());
            }

有時，我們常常混淆繼承與多態之間的關係，甚至認為二者是同一概念的不同方面。這裡我嘗試理清二者之間的區別與聯絡。在C#中，繼承有兩方面的功能：1.衍生類別複用基類的非私人成員和方法；2.實作類別型多態。功能1的本質是“複用”，即衍生類別通過繼承複用基類代碼，基類與衍生類別之間處於同一抽象層次；功能2的本質是“被複用”，即衍生類別通過繼承以基類/介面的名義被複用，基類與衍生類別是抽象與具體的關係。

我們常常把“基類”（base class）隨意稱作“父類”，不加區別，這在概念上是值得商榷的。“父子關係”是什嗎？兒子繼承父親的某些特徵，強調的是複用，兒子與父親是同一抽象層次的事物，只體現了繼承的複用功能。“動物和狗的關係”顯然不同於“父子關係”，動物與狗是抽象與具體的關係，程式中建立這種關係的主要目的在於以抽象的名義被複用，而非複用基類功能。因此，當繼承的主要目的是複用時，我們可以把同一抽象層次上的基類稱作“父類”，而當繼承的主要目的是實作類別型多態被複用時，“父類”的提法是欠妥的。

正是由於對繼承功能兩個方面欠缺清晰的認識，導致所謂的“濫用繼承”。前文已經談到過，繼承是很強的類型約束，當目的只是為了複用時，如果採用繼承的方式，往往會帶來一些副作用，比如：在C#中，對象在其生命週期內無法改變繼承關係，兒子像老子就必須像一輩子。其實複用並非OO的專利，在幾乎所有場合，我們都可以通過其他方式實現複用，比如組合方式。因此，這裡給出一條避免濫用繼承的明確建議：當目的是複用，請考慮採用組合，而非繼承！

泛型委派

多態與繼承沒有必然的聯絡，繼承只是實作類別型多態的一種手段。我理解，凡是符合介面與實現的綁定都屬於多態。那麼C#中的委託是不是多態呢？當然是，我姑且稱它為方法多態，委託的調用者通過統一的委託調用不同的方法實現。與繼承多態相比，委託消除了類型約束，凡是符合簽名的方法都可以被委託調用，因此更加靈活。還有，泛型是不是多態呢？也是。泛型類/方法的編寫者，通過使用統一的型別參數T表達程式的行為，把T具體化的工作交給泛型類/方法的使用者。

委託是多態，泛型是多態，那麼泛型委派是不是多態呢？當然更是，而其是非常強大的多態！其強大就在於融合了泛型和委託的抽象能力，又不失靜態類型的安全性。GoF早就曾意識到泛型與委託相結合將是多麼強大的抽象能力啊！而有幸的是，C#早已在語言層面直接支援泛型委派（據我所知，C++ boost庫也提供了類似泛型委派的泛型函數指標）。