轉發 (面向對象程序設計)
面向對象程序設計中,轉發(forwarding)是指使用一個對象的成員(屬性或方法)導致實際使用了另一個對象的對應的成員。即「轉發」到另一個對象。轉發被用於很多軟件設計模式中,某些成員的使用被轉發到別的對象,另外的成員由當前直接使用的對象使用。轉發的對象可稱作「包裝對象)(wrapper object),顯式轉發的成員可稱為包裝函數。
與委託的區別
編輯轉發與委託在形式上是一對互補的概念。兩種情況下,有2個對象,第一個(發送者、包裝器)對象使用第二個(接收者、被包裝者)對象,例如調用一個方法。兩種情況的接收對象中的self
指向不同的內容(可以理解為不同的運行時上下文):對於委託,self
指向發送者對象,對於轉發,self
指向接收者對象。self
也常被隱式作為動態分派的一部分,即方法解析:方法名字指向了哪個函數。[1]
委託類似於繼承,允許行為復用(具體說代碼復用),轉發類似於複合,執行僅依賴於接收者對象。兩種情況,復用是動態的,在運行時確定其內容(基於委託或者轉發到哪個對象),而不是靜態的(編譯、鏈接時確定哪個類被「繼承」)。
例子
編輯Java的顯式轉發的例子:B
的實例轉發foo
方法的調用給它的字段a
:
class B {
A a;
T foo() { return a.foo(); }
}
當執行a.foo()
, this
對象是a
(A
的子類型), 不是最初對象的(B
的實例)。進一步,a
不必是A
的實例,也可是其子類型的實例。甚至A
不是一個類,而是接口/協議。
與繼承相比較,foo
定義於超類A
中(必須是類,不能是接口),在子類B中調用方法,使用A
中定義的代碼,但this
對象仍然是B
的實例:
class A {
T foo() { /* ... */ };
}
class B extends A {
}
下述Python例子,類B
轉發foo
方法調用和屬性x
到它的字段a
的對象:
class A:
def __init__(self, x) -> None:
self.x = x
def foo(self):
print(self.x)
class B:
def __init__(self, a) -> None:
self.a = a
def foo(self):
self.a.foo()
@property
def x(self):
return self.a.x
@x.setter
def x(self, x):
self.a.x = x
@x.deleter
def x(self):
del self.a.x
a = A(42)
b = B(a)
b.foo() # Prints '42'.
b.x # Has value '42'
b.x = 17 # b.a.x now has value 17
del b.x # Deletes b.a.x.
簡單示例
編輯class RealPrinter { // the "receiver"
void print() {
System.out.println("Hello world!");
}
}
class Printer { // the "sender"
RealPrinter p = new RealPrinter(); // create the receiver
void print() {
p.print(); // calls the receiver
}
}
public class Main {
public static void main(String[] arguments) {
// to the outside world it looks like Printer actually prints.
Printer printer = new Printer();
printer.print();
}
}
複雜示例
編輯裝飾模式使用接口,轉發更為靈活且類型安全。下例子中,靈活是指類C
不需要引用類A
或B
,類C可以轉發到任何實現了接口I
的類。
interface I {
void f();
void g();
}
class A implements I {
public void f() { System.out.println("A: doing f()"); }
public void g() { System.out.println("A: doing g()"); }
}
class B implements I {
public void f() { System.out.println("B: doing f()"); }
public void g() { System.out.println("B: doing g()"); }
}
// changing the implementing object in run-time (normally done in compile time)
class C implements I {
I i = null;
// forwarding
public C(I i){ setI(i); }
public void f() { i.f(); }
public void g() { i.g(); }
// normal attributes
public void setI(I i) { this.i = i; }
}
public class Main {
public static void main(String[] arguments) {
C c = new C(new A());
c.f(); // output: A: doing f()
c.g(); // output: A: doing g()
c.setI(new B());
c.f(); // output: B: doing f()
c.g(); // output: B: doing g()
}
}
應用
編輯轉發可用於許多設計模式。[2] Forwarding is used directly in several patterns:
轉發也可以用於其他設計模式,但可能是修改過的轉發:
參考文獻
編輯- ^ Büchi, Martin; Weck, Wolfgang. Generic Wrappers (PDF). ECOOP 2000 — Object-Oriented Programming. Lecture Notes in Computer Science 1850. 2000: 212–213 [2022-04-16]. ISBN 978-3-540-67660-7. doi:10.1007/3-540-45102-1_10. (原始內容 (PDF)存檔於2022-07-12).
- ^ Gamma, Erich; Helm, Richard; Johnson, Ralph; Vlissides, John. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison-Wesley. 1995. Bibcode:1995dper.book.....G. ISBN 978-0-201-63361-0.