构建器内部的多形性方法的行为

2019-11-18 13:21:51

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供稿：网友

　　构建器调用的分级结构（顺序）为我们带来了一个有趣的问题，或者说让我们进入了一种进退两难的局面。若当前位于一个构建器的内部，同时调用预备构建的那个对象的一个动态绑定方法，那么会出现什么情况呢？在原始的方法内部，我们完全可以想象会发生什么——动态绑定的调用会在运行期间进行解析，因为对象不知道它到底从属于方法所在的那个类，还是从属于从它衍生出来的某些类。为保持一致性，大家也许会认为这应该在构建器内部发生。
　　
　　但实际情况并非完全如此。若调用构建器内部一个动态绑定的方法，会使用那个方法被覆盖的定义。然而，产生的效果可能并不如我们所愿，而且可能造成一些难于发现的程序错误。
　　
　　从概念上讲，构建器的职责是让对象实际进入存在状态。在任何构建器内部，整个对象可能只是得到部分组织——我们只知道基础类对象已得到初始化，但却不知道哪些类已经继续。然而，一个动态绑定的方法调用却会在分级结构里“向前”或者“向外”前进。它调用位于衍生类里的一个方法。假如在构建器内部做这件事情，那么对于调用的方法，它要操纵的成员可能尚未得到正确的初始化——这显然不是我们所希望的。
　　
　　通过观察下面这个例子，这个问题便会昭然若揭：
　　
　　//: PolyConstrUCtors.java
　　// Constructors and polymorphism
　　// don't PRoduce what you might eXPect.
　　
　　abstract class Glyph {
　　　abstract void draw();
　　　Glyph() {
　　　　System.out.println("Glyph() before draw()");
　　　　draw();
　　　　System.out.println("Glyph() after draw()");
　　　}
　　}
　　
　　class RoundGlyph extends Glyph {
　　　int radius = 1;
　　　RoundGlyph(int r) {
　　　　radius = r;
　　　　System.out.println(
　　　　　"RoundGlyph.RoundGlyph(), radius = "
　　　　　+ radius);
　　　}
　　　void draw() {
　　　　System.out.println(
　　　　　"RoundGlyph.draw(), radius = " + radius);
　　　}
　　}
　　
　　public class PolyConstructors {
　　　public static void main(String[] args) {
　　　　new RoundGlyph(5);
　　　}
　　} ///:~
　　
　　在Glyph中，draw()方法是“抽象的”（abstract），所以它可以被其他方法覆盖。事实上，我们在RoundGlyph中不得不对其进行覆盖。但Glyph构建器会调用这个方法，而且调用会在RoundGlyph.draw()中止，这看起来似乎是有意的。但请看看输出结果：
　　
　　Glyph() before draw()
　　RoundGlyph.draw(), radius = 0
　　Glyph() after draw()
　　RoundGlyph.RoundGlyph(), radius = 5
　　
　　当Glyph的构建器调用draw()时，radius的值甚至不是默认的初始值1，而是0。这可能是由于一个点号或者屏幕上根本什么都没有画而造成的。这样就不得不开始查找程序中的错误，试着找出程序不能工作的原因。
　　
　　前一节讲述的初始化顺序并不十分完整，而那是解决问题的要害所在。初始化的实际过程是这样的：
　　
　　(1) 在采取其他任何操作之前，为对象分配的存储空间初始化成二进制零。
　　
　　(2) 就象前面叙述的那样，调用基础类构建器。此时，被覆盖的draw()方法会得到调用（的确是在RoundGlyph构建器调用之前），此时会发现radius的值为0，这是由于步骤(1)造成的。
　　
　　(3) 按照原先声明的顺序调用成员初始化代码。
　　
　　(4) 调用衍生类构建器的主体。
　　
　　采取这些操作要求有一个前提，那就是所有东西都至少要初始化成零（或者某些非凡数据类型与“零”等价的值），而不是仅仅留作垃圾。其中包括通过“合成”技术嵌入一个类内部的对象句柄。假如假若忘记初始化那个句柄，就会在运行期间出现违例事件。其他所有东西都会变成零，这在观看结果时通常是一个严重的警告信号。
　　
　　在另一方面，应对这个程序的结果提高警惕。从逻辑的角度说，我们似乎已进行了无懈可击的设计，所以它的错误行为令人非常不可思议。而且没有从编译器那里收到任何报错信息（C++在这种情况下会表现出更合理的行为）。象这样的错误会很轻易地被人忽略，而且要花很长的时间才能找出。
　　
　　因此，设计构建器时一个非凡有效的规则是：用尽可能简单的方法使对象进入就绪状态；假如可能，避免调用任何方法。在构建器内唯一能够安全调用的是在基础类中具有final属性的那些方法（也适用于private方法，它们自动具有final属性）。这些方法不能被覆盖，所以不会出现上述潜在的问题。

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