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一来，那些代码就可与类型信息分开。所以更易编写，也更易理解。此外，若通过继承增添了一种新类型，
如“三角形”，那么我们为“几何形状”新类型编写的代码会象在旧类型里一样良好地工作。所以说程序具
备了“扩展能力”，具有“扩展性”。
以上面的例子为基础，假设我们用Java 写了这样一个函数：
void doStuff（Shape s） ｛
s。erase（）；
// 。。。
s。draw（）；
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｝
这个函数可与任何“几何形状”（Shape）通信，所以完全独立于它要描绘（draw）和删除（erase）的任何
特定类型的对象。如果我们在其他一些程序里使用 doStuff（）函数：
Circle c = new Circle（）；
Triangle t = new Triangle（）；
Line l = new Line（）；
doStuff（c）；
doStuff（t）；
doStuff（l）；
那么对 doStuff（）的调用会自动良好地工作，无论对象的具体类型是什么。
这实际是一个非常有用的编程技巧。请考虑下面这行代码：
doStuff（c）；
此时，一个 Circle （圆）句柄传递给一个本来期待Shape （形状）句柄的函数。由于圆是一种几何形状，所
以doStuff（）能正确地进行处理。也就是说，凡是 doStuff（）能发给一个 Shape 的消息，Circle 也能接收。
所以这样做是安全的，不会造成错误。
我们将这种把衍生类型当作它的基本类型处理的过程叫作“Upcasting”（上溯造型）。其中，“cast”（造
型）是指根据一个现成的模型创建；而“Up”（向上）表明继承的方向是从“上面”来的——即基础类位于
顶部，而衍生类在下方展开。所以，根据基础类进行造型就是一个从上面继承的过程，即“Upcasting”。
在面向对象的程序里，通常都要用到上溯造型技术。这是避免去调查准确类型的一个好办法。请看看
doStuff（）里的代码：
s。erase（）；
// 。。。
s。draw（）；
注意它并未这样表达：“如果你是一个Circle，就这样做；如果你是一个Square，就那样做；等等”。若那
样编写代码，就需检查一个Shape 所有可能的类型，如圆、矩形等等。这显然是非常麻烦的，而且每次添加
了一种新的 Shape 类型后，都要相应地进行修改。在这儿，我们只需说：“你是一种几何形状，我知道你能
将自己删掉，即erase（）；请自己采取那个行动，并自己去控制所有的细节吧。”
1。6。1 动态绑定
在 doStuff（）的代码里，最让人吃惊的是尽管我们没作出任何特殊指示，采取的操作也是完全正确和恰当
的。我们知道，为Circle 调用draw（）时执行的代码与为一个 Square 或 Line 调用draw（）时执行的代码是不
同的。但在将draw（）消息发给一个匿名 Shape 时，根据 Shape 句柄当时连接的实际类型，会相应地采取正确
的操作。这当然令人惊讶，因为当 Java 编译器为doStuff（）编译代码时，它并不知道自己要操作的准确类型
是什么。尽管我们确实可以保证最终会为Shape 调用 erase（），为Shape 调用draw（），但并不能保证为特定
的Circle，Square 或者Line 调用什么。然而最后采取的操作同样是正确的，这是怎么做到的呢？
将一条消息发给对象时，如果并不知道对方的具体类型是什么，但采取的行动同样是正确的，这种情况就叫
作“多形性”（Polymorphism）。对面向对象的程序设计语言来说，它们用以实现多形性的方法叫作“动态
绑定”。编译器和运行期系统会负责对所有细节的控制；我们只需知道会发生什么事情，而且更重要的是，
如何利用它帮助自己设计程序。
有些语言要求我们用一个特殊的关键字来允许动态绑定。在C＋＋中，这个关键字是 virtual。在Java 中，我
们则完全不必记住添加一个关键字，因为函数的动态绑定是自动进行的。所以在将一条消息发给对象时，我
们完全可以肯定对象会采取正确的行动，即使其中涉及上溯造型之类的处理。
1。6。2 抽象的基础类和接口
设计程序时，我们经常都希望基础类只为自己的衍生类提供一个接口。也就是说，我们不想其他任何人实际
创建基础类的一个对象，只对上溯造型成它，以便使用它们的接口。为达到这个目的，需要把那个类变成
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“抽象”的——使用abstract 关键字。若有人试图创建抽象类的一个对象，编译器就会阻止他们。这种工具
可有效强制实行一种特殊的设计。
亦可用abstract 关键字描述一个尚未实现的方法——作为一个“根”使用，指出：“这是适用于从这个类继
承的所有类型的一个接口函数，但目前尚没有对它进行任何形式的实现。”抽象方法也许只能在一个抽象类
里创建。继承了一个类后，那个方法就必须实现，否则继承的类也会变成“抽象”类。通过创建一个抽象方
法，我们可以将一个方法置入接口中，不必再为那个方法提供可能毫无意义的主体代码。
interface （接口）关键字将抽象类的概念更延伸了一步，它完全禁止了所有的函数定义。“接口”是一种相
当有效和常用的工具。另外如果自己愿意，亦可将多个接口都合并到一起（不能从多个普通class 或
abstract class 中继承）。
1。7 对象的创建和存在时间
从技术角度说，OOP （面向对象程序设计）只是涉及抽象的数据类型、继承以及多形性，但另一些问题也可能
显得非常重要。本节将就这些问题进行探讨。
最重要的问题之一是对象的创建及破坏方式。对象需要的数据位于哪儿，如何控制对象的“存在时间”呢？
针对这个问题，解决的方案是各异其趣的。C＋＋认为程序的执行效率是最重要的一个问题，所以它允许程序员
作出选择。为获得最快的运行速度，存储以及存在时间可在编写程序时决定，只需将对象放置在堆栈（有时
也叫作自动或定域变量）或者静态存储区域即可。这样便为存储空间的分配和释放提供了一个优先级。某些
情况下，这种优先级的控制是非常有价值的。然而，我们同时也牺牲了灵活性，因为在编写程序时，必须知
道对象的准确的数量、存在时间、以及类型。如果要解决的是一个较常规的问题，如计算机辅助设计、仓储
管理或者空中交通控制，这一方法就显得太局限了。
第二个方法是在一个内存池中动态创建对象，该内存池亦叫“堆”或者“内存堆”。若采用这种方式，除非
进入运行期，否则根本不知道到底需要多少个对象，也不知道它们的存在时间有多长，以及准确的类型是什
么。这些参数都在程序正式运行时才决定的。若需一个新对象，只需在需要它的时候在内存堆里简单地创建
它即可。由于存储空间的管理是运行期间动态进行的，所以在内存堆里分配存储空间的时间比在堆栈里创建
的时间长得多（在堆栈里创建存储空间一般只需要一个简单的指令，将堆栈指针向下或向下移动即可）。由
于动态创建方法使对象本来就倾向于复杂，所以查找存储空间以及释放它所需的额外开销不会为对象的创建
造成明显的影响。除此以外，更大的灵活性对于常规编程问题的解决是至关重要的。
C＋＋允许我们决定是在写程序时创建对象，还是在运行期间创建，这种控制方法更加灵活。大家或许认为既然
它如此灵活，那么无论如何都应在内存堆里创建对象，而不是在堆栈中创建。但还要考虑另外一个问题，亦
即对象的“存在时间”或者“生存时间”（Lifetime ）。若在堆栈或者静态存储空间里创建一个对象，编译
器会判断对象的持续时间有多长，到时会自动“破坏”或者“清除”它。程序员可用两种方法来破坏一个对
象：用程序化的方式决定何时破坏对象，或者利用由运行环境提供的一种“垃圾收集器”特性，自动寻找那
些不再使用的对象，并将其清除。当然，垃圾收集器显得方便得多，但要求所有应用程序都必须容忍垃圾收
集器的存在，并能默许随垃圾收集带来的额外开销。但这并不符合C＋＋语言的设计宗旨，所以未能包括到 C＋＋
里。但Java 确实提供了一个垃圾收集器（Smalltalk 也有这样的设计；尽管 Delphi 默认为没有垃圾收集
器，但可选择安装；而 C＋＋亦可使用一些由其他公司开发的垃圾收集产品）。
本节剩下的部分将讨论操纵对象时要考虑的另一些因素。
1。7。1 集合与继承器
针对一个特定问题的解决，如果事先不知道需要多少个对象，或者它们的持续时间有多长，那么也不知道如
何保存那些对象。既然如此，怎样才能知道那些对象要求多少空间呢？事先上根本无法提前知道，除非进入
运行期。
在面向对象的设计中，大多数问题的解决办法似乎都有些轻率——只是简单地创建另一种类型的对象。用于
解决特定问题的新型对象容纳了指向其他对象的句柄。当然，也可以用数组来做同样的事情，那是大多数语
言都具有的一种功能。但不能只看到这一点。这种新对象通常叫作“集合”（亦叫作一个“容器”，但AWT
在不同的场合应用了这个术语，所以本书将一直沿用“集合”的称呼。在需要的时候，集合会自动扩充自
己，以便适应我们在其中置入的任何东西。所以我们事先不必知道要在一个集合里容下多少东西。只需创建
一个集合，以后的工作让它自己负责好了。
幸运的是，设计优良的 OOP 语言都配套提供了一系列集合。在 C＋＋中，它们是以“标准模板库”（STL）的形
式提供的。Object Pascal 用自己的“可视组件库”（VCL）提供集合。Smalltalk 提供了一套非常完整的集
合。而 Java 也用自己的标准库提供了集合。在某些库中，一个常规集合便可满足人们的大多数要求；而在另
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一些库中（特别是 C＋＋的库），则面向不同的需求提供了不同类型的集合。例如，可以用一个矢量统一对所
有元素的访问方式；一个链接列表则用于保证所有元素的插入统一。所以我们能根据自己的需要选择适当的
类型。其中包括集、队列�