解释多态性

Question

什么是多态？我不太确定我理解得对不对。

在Python中，我理解的是我可以这样定义参数：

def blah (x, y)

而不需要指定类型，这和Java这样的语言不同，在Java中，它的写法更像是：

public void blah (int x, string y)

我这样理解对吗？

Answer 1

你得到的回答都很不错，解释了什么是多态。我觉得了解它为什么有用也很重要。

在一些没有多态的编程语言中，你可能会遇到这样的情况：你想对不同类型的对象执行本质上相同的操作，但这个操作对每种类型的实现方式却不一样。比如，像Python那样的语法：

def dosomething(thing):
   if type(thing)==suchandsuch:
      #do some stuff
   elif type(thing)==somesuch:
      #do some other stuff
   elif type(thing)==nonesuch:
      #yet more stuff

这样做会有一些问题。最大的问题是，它会导致代码之间的紧密耦合和大量重复。你可能会在代码的很多地方看到同样的一组测试。如果你添加了一个新的类型，也需要支持这个操作，那你就得去找所有有这种条件的地方，添加一个新的分支。而且，你必须能访问所有相关的源代码才能做这些修改。此外，这种条件逻辑很啰嗦，在实际情况下也很难理解。

能简单地写成这样就好：

thing.dosomething()

这样不仅简洁得多，还能让代码之间的耦合变得松散。这个例子/解释主要针对传统的面向对象编程语言，比如Python。在函数式语言中，细节会有些不同，但多态的一般好处大体上是一样的。

Answer 2

希望通过这个例子，你能明白什么是 多态。在这张图里，所有的对象都有一个方法 说话(Speak)，但每个对象的实现方式都不一样。多态让你可以这样做，你可以为一个类和它的子类声明一个动作，但对于每个子类，你可以后续写出你想要的具体实现。

Answer 3

要注意，不同的人使用的术语可能不同；特别是在面向对象编程的圈子和编程语言理论的圈子之间，常常会有一些分歧。

一般来说，多态性是指一个方法或函数能够处理不同类型的输入。举个例子，在Integer类中的add方法（或者+运算符）可能是进行整数相加，而在Float类中的add方法则是进行浮点数相加，Bignum类中的add方法则可以处理任意大小的数字。多态性就是你可以在一个对象上调用add方法，而不需要知道这个数字具体是什么类型。

• 一种特定的多态性，通常在函数式编程圈子里叫做参数多态性，在面向对象编程圈子里叫做泛型编程，它的意思是可以对一个对象执行某些操作，而不需要关心它的具体类型。比如，要反转一个列表，你不需要关心列表中元素的类型，只要知道它是一个列表就行。因此，你可以写出通用的（在这个意义上）列表反转代码：它在整数、字符串、组件、任意对象的列表上都能一样工作。但是，你不能写出一种通用的代码来相加列表中的元素，因为元素被解释为数字的方式取决于它们的类型。

• 另一种多态性，通常在函数式编程圈子里叫做特设多态性（ad-hoc polymorphism），在面向对象编程圈子里常常叫做子类型多态性（虽然这有点限制了这个概念），它的意思是有一个方法或函数可以根据其参数的具体类型（或者对于方法来说，是调用该方法的对象的类型）表现出不同的行为。上面提到的add就是特设多态性。在动态类型语言中，这种能力是显而易见的；而静态类型语言往往会有一些限制，比如要求参数是某个特定类的子类（比如Addable）。

多态性并不是指在定义函数时必须指定类型。这更多是与静态类型和动态类型有关，虽然这并不是问题的本质。动态类型语言不需要类型声明，而静态类型语言通常需要一些类型声明（从Java中需要很多，到ML中几乎不需要）。