多型性在程式语言理论和型别理论中是指使用一个符号来表示多种不同的型别。在面向对象的程式设计中,多型性为不同数据型别的实体提供一个相同的介面。这一概念起源于生物学中的原则,指一种生物或物种可以有多种不同的形式或阶段。 当今最常见的多型性形式包括:
「虽然这些概念在技术上皆有深刻的底蕴,但做好这些多型性实现是提升程式灵活性的关键。」
自1990年代以来,对多型性型别系统的兴趣显著增加,并且在十年的结束时开始出现实用实现。 Christopher Strachey在他的《程式语言的基本概念》中描述了特定多型性和参数多型性,并将其列为「两种主要类别」的多型性。
特定多型性是指可以应用于不同型别的多型函数,但其行为依据参数的型别不同而有所异。这种多型性的使用使得开发者能够在不需要为每一种型别重复编写的情况下,创建灵活的应用程式。
「在动态型别语言中,正确的函数可能只能在运行时确定。」
参数多型性使得函数或数据型别可以被通用地编写,以便能够均匀地处理值,无需依赖它们的型别。这种方法使语言在表达能力上更具表现力,同时保有完整的静态型别安全性。
某些语言引入了子型别的概念,也称为子型多型性,这使得可以在多型性的某个特定情况下,限制可用的型别范围。这样的设计让函数可以接受某个特定型别的物件,同时也能正确地工作于该物件的子型别。
「子型别多型性通常是动态解析的,使得程式设计师能够创建更具花样的弹性。」
多型性可依据实现的选择时机进行区分:静态(在编译时)或动态(在运行时)。静态多型性执行更快,因为没有动态解析的开销。然而,动态多型性则更具灵活性,支援「鸭子型别」的概念,这使得某些情境下的开发更为便利。
多型性的作为一种强大的程式设计工具,依赖于函数重载和型别系统的有效实现。更深入地理解和使用这些概念,将有助于提升开发过程的效能与灵活度。你是否已经在你的程式设计中充分利用了多型性,并探索过其潜在优势呢?