对象的消息模型

来源：互联网发布：怎么装修企业淘宝店铺编辑：程序博客网时间：2024/06/16 14:31

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C++对象模型

话题从下面这段C++程序说起，你认为它可以顺利执行吗？

void A_Hello_xxx(A * const this, const std::string& name) {    std::cout << “hello “ << name;}

对象指针其实是作为第一个参数被隐式传递的，pa->Hello(“world”)实际上是调用的A_Hello_xxx(pa, “world”)，而恰好A_Hello_xxx内部没有使用pa，所以这段代码得以顺利运行。

对象的消息模型

如果是研究C++对象模型，上面的讨论可以到此为止，不过这里我想从另一个层面来继续探讨这个问题。OOP的先驱人物Alan Kay在总结Smalltalk的OO特征时强调：

Smalltalk is not only NOT its syntax or the class library, it is not even about classes. I’m sorry that I long ago coined the term “objects” for this topic because it gets many people to focus on the lesser idea. The big idea is “messaging”.

也就是说相比类和对象的概念来讲，他认为对象交互的消息模型是OOP更为本质的特征，因为消息关注的是对象间的接口和交互，在构建大的系统的时候重要的不是对象/模块的内部状态，而是它们的交互。根据消息模型，牛.吃(草) 的语义是发送一条消息给“牛”，消息的类型是“吃”，消息的内容是“草”。如果按照严格的消息模型，那么上面那段C++代码应解释为向一个NULL对象发送Hello消息，这显然是不应该顺利执行的。类似的代码如果是在Java或C#中则会抛出空引用异常，所以Java和C#的设计更符合消息模型。

不过，Java和C#中也并非完全符合消息模型，来看一个经典的封装问题：

//Javascript//集合类Set的构造函数function Set() {    var _elements = arguments;    //In方法：判断元素e是否在集合中    this.In = function(e) {        for (var i = 0; i < _elements.length; ++i) {            if (_elements[i] == e) return true;        }        return false;    };}//Join方法：对两个集合求交集Set.prototype.Join = function(s2) {    var s1 = this;    var s = new Set();    s.In = function(e) { return s1.In(e) && s2.In(e); }    return s;};//Union方法：对两个集合求并集Set.prototype.Union = function(s2) {    var s1 = this;    var s = new Set();    s.In = function(e) { return s1.In(e) || s2.In(e); }    return s;};var s1 = new Set(1, 2, 3, 4, 5);var s2 = new Set(2, 3, 4, 5, 6);var s3 = new Set(3, 4, 5, 6, 7);assert(false == s1.Join(s2).Join(s3).In(2));assert(true == s1.Join(s2).Uion(s3).In(7));

如果是在静态类型OOP语言中，要实现集合类的Join或Union，我们多半会像上面Account的例子一样直接对s2内部的_elements进行操作，而上面这段Javascript定义的Set关于对象s2的访问完全是符合消息模型的基于接口的访问。要实现消息模型Javascript的prototype机制并非必须的，真正的关键在于函数式的高级函数和闭包特性。从这个例子我们也可以体会到函数式的优点不仅在于无副作用，函数的可组合性也是函数式编程强大的原因。

Method Missing

接下来我们还要进行深度历险，让我们思考一下如果发送一条对象不能识别的消息会怎样？这种情况在C++、Java、C#等静态类型语言中会得到一个方法未定义的编译错误，如果是在Javascript中则会产生运行时异常。比如，s1.count()会产生一个运行时异常：Object # has no method ‘count’。

在静态类型语言这个问题很少受到重视，但在动态类型语言中却大有文章，来看下面的例子：

//Ruby

        Revelation Space        Alastair Reynolds        Accelerando        Charles Stross

builder.books, b.book, b.title都是对象方法调用，由于XML的元素名是任意的，所以不可能事先定义这些方法，类似的代码如果是在Javascript中就是no method异常。那为什么上面的Ruby代码可以正确执行呢？其实只要理解了消息模型就很容易想明白，只需要定义一个通用的消息处理方法，所有未明确定义的消息都交给它来处理就行了，这就是所谓的Method Missing模式：

<pre class="\"brush:" ruby;="" title:="" ;="" notranslate\"="" style="font-size: 16px; line-height: 25px;">class Foo def method_missing(method, *args, &block) … endend

Method Missing除了对实现DSL很重要外，还可用于产生更好地调试和错误信息，把参数嵌入到方法名中等场合。目前，Ruby、Python、Groovy几种语言对Method Missing都有很好的支持，甚至在C# 4.0中也可以利用动态特性实现。

总结

本文主要介绍了对象的消息模型的特征，并比较了C++对象模型，Java、C#等基于类的静态类型语言中的对象模型与严格消息模型的差异，最后探讨了Method Missing相关话题。

参考

Inside the C++ Object Model

冒号课堂 - 编程范式与OOP思想

Alan Kays Definition Of Object Oriented

OOP The Good Parts: Message Passing, Duck Typing, Object Composition, and not Inheritance

Patterns of Method Missing

Fun With Method Missing and C# 4

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