構建器內部的多形性方法的行為

2019-11-18 13:21:51

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供稿：網友

　　構建器調用的分級結構（順序）為我們帶來了一個有趣的問題，或者說讓我們進入了一種進退兩難的局面。若當前位于一個構建器的內部，同時調用預備構建的那個對象的一個動態綁定方法，那么會出現什么情況呢？在原始的方法內部，我們完全可以想象會發生什么——動態綁定的調用會在運行期間進行解析，因為對象不知道它到底從屬于方法所在的那個類，還是從屬于從它衍生出來的某些類。為保持一致性，大家也許會認為這應該在構建器內部發生。
　　
　　但實際情況并非完全如此。若調用構建器內部一個動態綁定的方法，會使用那個方法被覆蓋的定義。然而，產生的效果可能并不如我們所愿，而且可能造成一些難于發現的程序錯誤。
　　
　　從概念上講，構建器的職責是讓對象實際進入存在狀態。在任何構建器內部，整個對象可能只是得到部分組織——我們只知道基礎類對象已得到初始化，但卻不知道哪些類已經繼續。然而，一個動態綁定的方法調用卻會在分級結構里“向前”或者“向外”前進。它調用位于衍生類里的一個方法。假如在構建器內部做這件事情，那么對于調用的方法，它要操縱的成員可能尚未得到正確的初始化——這顯然不是我們所希望的。
　　
　　通過觀察下面這個例子，這個問題便會昭然若揭：
　　
　　//: 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蓋。事實上，我們在RoundGlyph中不得不對其進行覆蓋。但Glyph構建器會調用這個方法，而且調用會在RoundGlyph.draw()中止，這看起來似乎是有意的。但請看看輸出結果：
　　
　　Glyph() before draw()
　　RoundGlyph.draw(), radius = 0
　　Glyph() after draw()
　　RoundGlyph.RoundGlyph(), radius = 5
　　
　　當Glyph的構建器調用draw()時，radius的值甚至不是默認的初始值1，而是0。這可能是由于一個點號或者屏幕上根本什么都沒有畫而造成的。這樣就不得不開始查找程序中的錯誤，試著找出程序不能工作的原因。
　　
　　前一節講述的初始化順序并不十分完整，而那是解決問題的要害所在。初始化的實際過程是這樣的：
　　
　　(1) 在采取其他任何操作之前，為對象分配的存儲空間初始化成二進制零。
　　
　　(2) 就象前面敘述的那樣，調用基礎類構建器。此時，被覆蓋的draw()方法會得到調用（的確是在RoundGlyph構建器調用之前），此時會發現radius的值為0，這是由于步驟(1)造成的。
　　
　　(3) 按照原先聲明的順序調用成員初始化代碼。
　　
　　(4) 調用衍生類構建器的主體。
　　
　　采取這些操作要求有一個前提，那就是所有東西都至少要初始化成零（或者某些非凡數據類型與“零”等價的值），而不是僅僅留作垃圾。其中包括通過“合成”技術嵌入一個類內部的對象句柄。假如假若忘記初始化那個句柄，就會在運行期間出現違例事件。其他所有東西都會變成零，這在觀看結果時通常是一個嚴重的警告信號。
　　
　　在另一方面，應對這個程序的結果提高警惕。從邏輯的角度說，我們似乎已進行了無懈可擊的設計，所以它的錯誤行為令人非常不可思議。而且沒有從編譯器那里收到任何報錯信息（C++在這種情況下會表現出更合理的行為）。象這樣的錯誤會很輕易地被人忽略，而且要花很長的時間才能找出。
　　
　　因此，設計構建器時一個非凡有效的規則是：用盡可能簡單的方法使對象進入就緒狀態；假如可能，避免調用任何方法。在構建器內唯一能夠安全調用的是在基礎類中具有final屬性的那些方法（也適用于private方法，它們自動具有final屬性）。這些方法不能被覆蓋，所以不會出現上述潛在的問題。

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