编程语言中的多态性是否意味着所涉及类型之间的子集关系？

Question

来自编程语言:原则和范例,由Maurizio Gabbrielli,Simone Martini编写

定义8.5一个类型系统,其中同一个对象可以有多个类型,据说是多态的.

通过类比,我们会说当类型系统为其分配多种类型时,该对象是多态的.

当一个对象是多态的时,假设它被分配了类型T1并且类型为T2.T1和T2这两种类型中的一种是另一种的子集吗？(请注意,如果您认为不是这样,您可以通过提供反例来反驳它.)

如果是真的,那么我们可以说多态性发生在超过对象级别的类型级别,在某种意义上,假设T1是T2的子集,T1的任何对象也可以被分配T2？

如果不是这样,那么我们可以说多态性只发生在对象级别而不是类型级别,在某种意义上,T1的另一个对象可能没有被分配T2,而T2的另一个对象可能不是分配T1？

谢谢.

Answer 1

例子

如果类型 T2 的每个对象也是 T1 类型，则 T2 是 T1 的子类型。这通常意味着 T2 继承自 T1。这是一个java示例：

class T1 
{
    public void f() { 
        System.out.println ("hello I'm f() in T1");
    }
}
class T2 extends T1
{
    public void f() { 
        System.out.println ("hello I'm f() in T2");
    }
}
...
    T1 o = new T2(); 
    o.f();          // behavior depends if o refers to a T1 or a T2.  
...

在线演示

所以这个例子中的对象o有两种类型：T2和继承的T1。它的行为绝对是多态的。

反例：这不是普遍现象

一个对象可以有多种类型，而一种类型不一定是另一种类型的子类型。通常，您可以具有多重继承，如以下 C++ 示例所示：

class T1 {
public: 
    virtual void f() {
        cout<<"I'm f() from T1"<<endl; 
    }
};
class T2 {
public: 
    virtual void f() {
        cout<<"I'm f() from T2"<<endl; 
    }
   virtual void g() {
        cout<<"I'm g() from T2"<<endl; 
    }
};
class T3 : public T1, public T2 {
public: 
    void f() {
        T2::f();
        T1::f();
    }
};

这里每个可以是 T3 的对象也可以是 T1 和 T2。T1和T3、T2和T3之间存在子集包含关系，但T1和T2之间不存在子集包含关系。所以在我看来，这似乎是你的一般性陈述的一个很好的反例。

实时 C++ 示例

其他考虑因素

您不能假装多态性仅发生在对象级别。至少在强类型系统和您给出的定义中不是这样。

然而，对象是多态性的基石。例如，在 C++ 中，根据您的定义，您可以拥有多态类型，其行为就好像它们只有一种类型，具体取决于它们的上下文和引用它们的类型：只需从virtual上面的 C++ 示例中删除关键字即可看看会发生什么。