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发信人: gybeango (Heymo), 信区: Program
标 题: OOP语言技术比较：Java，C++，Object Pascal(2)
发信站: 荔园晨风BBS站 (Thu Apr 10 16:02:18 2003), 站内信件
类和继承
·特性描述：类的继承是OOP的根基之一。它可以用来做一般化表述和特殊化表述
。关于继承的基础思想是通过修改或扩展现存的类型建立新的类型，换句话说，一个
派生类具有基类的所有数据成员和方法，并添加了新的数据成员和方法，还有可能修
改某些以存在的方法。不同的OOP语言用不同的名词描述这种机制（derivation，
inheritance，subclassing）、被继承的类（基类，父类，超类）和继承的类（派生
类，子类，次类)。
·C++：C++使用public、protected和private关键字定义继承的方式，改变继承的
方法和数据成员的访问限定类型。虽然public继承最常被使用，但在C++中默认的是
private继承。C++是这三种语言中唯一允许多重继承的语言，以后我们还会提到。下
面是一个例子：
class Dog: public Animal {
...
};
·OP：Object Pascal使用一个特殊的语法表述继承，而不是使用关键字，方法是
将基类名放入括号中，添加到类声明中。OP只支持C++中所谓public的继承。OP类具
有一个通用基类，以后我们会见到。
type
Dog = class (Animal)
...
end;
·Java：Java使用extends关键字来表述唯一一种继承类型，对应于C++中的public继承
。Java不支持多重继承。Java类同样具有一个通用基类。
class Dog extends Animal {
...
}
·注意：关于基类的构造函数和初始化。在C++和Java中，基类的构造函数具有很
复杂的结构。在OP中，初始化基类则是程序员的责任。这个主题比较复杂，所以我不打
算进一步讲述。我会把注意力集中在通用基类、基类访问、多重继承、接口、后期绑定
以及其它相关的内容。
所有类的祖先
·特性描述：在一些OOP语言中，所有类都直接或间接的派生自某个特定的基类。
这个类（通常被称为Object或其它类似的名字）具有所有类共有的基本功能。事实上，
所有类都继承自这个基类。因为最初在Smalltalk中便是如此设计的，所以大多数OOP语
言采用了这个
概念。
·C++：虽然在C++中没有这个概念，但许多应用程序框架引入了通用基类的概念。MFC是
个很好的例子，它有一个CObject类。事实上，最初这是十分意义的，因为语言不具
有模板特性（以及多重继承特性）。
·OP：每个类都自动的继承自TObject类。因为OP不支持多重继承，所以所有的类
构成了一个巨大的派生树。TObject类可以处理RTTI，同时具有其它一些能力。
·Java：如同OP一样，所有的类继承自Object类。这个基类也具有一些有限的功能。
访问基类的方法
·特性描述：当编写一个类方法或者重载一个基类方法时，你经常需要引用基类的
方法。而如果方法在派生类中重新被定义，那么使用方法的名字将调用新方法。OOP语言
使用不同的技术或关键字解决访问基类方法的问题。
·C++：在C++中可以使用范围操作符（::）引用一个特定的类。你不仅可以访问基
类，甚至可以访问继承链中更高层的类。
·OP：Object Pascal使用一个特殊的关键字完成同样的工作：inherited。在关键
字后可以加上需要调用的基类方法的名称，或者（在某些情况下），简单的使用这个关键
字来访问对应的基类方法。
·Java：Java中使用super关键字完成类似的工作。在Java和OP中，你无法访问更高一级
的基类。看起来这似乎限制了什么，但是这样可以通过添加中间类来扩展继承链。同
时，如果你不需要基类的功能，你也许可以不从这个基类派生你的新类。
子类兼容性
·特性描述：并不是所有OOP语言都是强类型的，就像我开始提到的，但是这里我们涉及
的三种语言都是。这意味着不同类的对象之间是不兼容的。只有一个例外，就是派生类的
对象与基类是兼容的（注意：反过来不成立）。
·C++：在C++中，子类兼容性规则只适用于指针和引用，对普通对象则不适用。事
实上，不同的对象在所占用的内存不同，所以你不能将相同的内存分配给不同的对象。
·OP：子类兼容性适用于所有对象，因为OP采用了对象参考模型。此外，所有对象
都与TObject类型兼容。
·Java：Java的情况与OP完全相同。
·注意：多态性。如同下一节将要描述的，子类兼容性对于实现后期绑定和多态性
是十分重要的。
后期绑定（及多态性）
·特性描述：当继承链中不同的类分别重新定义了它们基类的方法，那么如果能够
通过一个兼容这些类的对象（感谢子类兼容性）调用合适的类的方法，将是十分有用的。
要完成这个工作，编译器需要支持后期绑定，它将不产生一个特定的函数调用，而是在
运行期决定了对象的真正类型后，才进行函数调用。
·C++：在C++中，后期绑定只应用于虚拟方法（在调用速度上会有所减慢）。一个
在基类中定义的虚拟方法将在它被重新定义时保持这种特性（当然方法的声明必须完全
匹配）。
一般情况，非虚拟方法并不允许后期绑定。
·OP：在Object Pascal中，后期绑定通过关键字virtual或dynamic引入（这两个
关键字的区别仅在于技术实现的不同）。在派生类重新定义方法时，应使用override关
键字（这样就强迫编译器检查方法声明是否匹配）。这是OP中特有的，它允许在基类做
更多的改动。
·Java：在Java中，所有的方法都使用后期绑定，除非你使用final关键字。
final方法不能被重新定义，在调用速度上更快。在Java中正确的方法名称对于多态性
的实现是非常重要的。Java中默认后期绑定和C++中默认前期绑定这一事实表明了这两
种语言不同的针对性：C++有时会牺牲OOP模型以获取性能的提升。
·注意：构造函数和析构函数的后期绑定。与其它两种语言相反，Object Pascal
允许定义虚拟构造函数。而这三种语言都支持虚拟析构函数。
抽象方法和抽象类
·特性描述：当建立一个复杂的继承链时，为了实现多态性，经常需要为更高级的
类引入一些方法，虽然这些方法未必是为这个类抽象概念而定义的。除了使用空方法定
义，许多OOP语言实现了一种特殊的机制：定义抽象方法。所谓抽象方法就是没有实现
的方法。具有一个或多个抽象方法的类称为抽象类。
·C++：在C++中，抽象方法被称为纯虚函数，通过在方法定义后添加所谓虚定义符
（=0）可以获得一个抽象方法。抽象类就是具有（或继承了）一个或多个抽象方法的类。
不能创建抽象类对象。
·OP：Object Pascal使用abstract关键字声明抽象方法。同样，抽象类就是具有
或继承了抽象方法的类，但是你可以创建抽象类的实例（虽然编译器会产生一个警告信
息）。这就隐含了调用抽象方法的危险，在运行期，这样会产生一个运行期错误，并会
终止程序的运行。
·Java：在Java中，抽象方法和抽象类都用abstract关键字声明（事实上Java中的
抽象类必须具有抽象方法，好像有一点多余）。同样，派生类如果没有重新定义所有的
抽象方法，必须使用abstract关键字定义为抽象类。不能创建抽象类的实例。
多重继承和接口
·特性描述：一些OOP语言允许从多个基类派生新类。另一些语言只允许从一个类
中派生新类，但是可以从多个接口（或者纯抽象类，只由纯虚函数构成的类）派生新类。
·C++：C++是三种语言中唯一支持多重继承的。一些程序员认为这是一件好事，另
一些程序员认为这是一件坏事，我不想过多的讨论这个问题。多重继承产生了很多新概
念，比如说虚基类，虽然功能强大，但并不好掌握。C++没有接口的概念，虽然它与多重
继承的纯抽象类概念接近（接口可以看作多重继承的子集）。
·Java：Java，以及Object Pascal，都不支持多重继承，但是完全支持接口。接口的
方法支持多态性，并且当需要一个接口对象时，可以通过一个对象实现接口。一个类只
能继承自一个基类，但可以implement（关键字）多个接口。Java的接口与COM模型非常吻
合，虽然没有预先的考虑。举个例子：
public interface CanFly {
public void Fly();
}
public class Bat extends Animal implements CanFly {
public void Fly( ) { // the bat flies... }
}
·OP：Delphi 3在Object Pascal中引入了类似Java的接口，这些接口非常吻合COM（虽
然技术上经常在非COM程序中使用）。接口构造了一个与类独立的继承链，但是与Java一
样，一个类可以继承自唯一的基类并实现多个接口。将类的方法映射为类实现的接口的
方法是Object Pascal语言中令人迷惑的几个问题中的一个。
RTTI
·特性描述：在强类型OOP语言中，编译器完成所有类型检查的工作，所以很少需要运行
程序保存类型的信息。然而，某些情况下需要某些类型信息。因此，这三种OOP语言都或
多或少的支持运行期类型识别/信息（RTTI）。
·C++：最初的C++语言不支持RTTI。后来通过dynamic_cast的方式提供了部分的类型信息
。你可以查询一个对象的类型，也可以检查两个对象是否具有相同的类型。
·OP：Object Pascal以及它的可视开发环境支持也需要大量的RTTI。不仅可以进
行类型检查（使用is和as操作符），类也为它的published成员生成大量的RTTI。事实上
这个关键字负责部分RTTI的生成。属性、流结构（窗体文件以及始于对象观察器的Delphi
环境很大程度上依赖于类的RTTI。TObject类具有ClassName和ClassType方法。ClassType
方法返回一个类类型变量——一个特殊类参考类型的实例（并不是类本身）。
·Java：和Object Pascal一样，Java中也有一个基类用于跟踪类型信息。Object
类的getClass()方法会返回一个元类（一个用于描述类的类型的对象），你也可以使用
getName()函数获得一个类名字符串。你还可以使用instanceof操作符。Java 1.0不支持
内容的RTTI，但在未来的版本中可能会改变，以适应可视环境和组件的开发（所谓Java
Beans）。
·例子：
// C++
Dog* MyDog = dynamic_cast <Dog*> (myAnimal);
// Java
Dog MyDog = (Dog) myAnimal;
// Object Pascal
Dog myDog := myAnimal as Dog;
异常处理
·特性描述：异常处理构想的出发点是简化程序的错误处理代码，提供标准内建机
制，从而使程序更加健壮。异常处理的内容很多，这里我只是简述一些关键的要素和区别。
·C++：C++使用throw关键字来产生一个异常，用try关键字标志被保护的程序块，
用catch关键字标志异常处理程序代码。异常是一些特殊类的对象，在这三种语言中都构
成了各自的继承链。C++会对所有栈中的对象进行栈展开和销毁（调用析构函数）。
·OP：Object Pascal使用与C++类似的关键字raise，try和except，并且具有类似
的功能。唯一真正的区别是因为没有对象会被创建于栈中，所以不会发生栈展开。另外，
你可以使用一个finally关键字，标志那些无论是否产生异常都被执行的代码。在Delphi
中，异常类全部派生自Exception。
·Java：Java使用和C++相同的关键字，但是其行为却更接近于Object Pascal，包括使用
finally关键字。所有采用对象引用模型的语言基本都是如此。碎片回收程序的存在限制了
finally关键字对类的应用，这些类不仅占用了内存资源。Java认为所有能产生异常的函
数都具有一个正确的异常子句，这个子句告诉Java哪些异常可能会被产生。这个假设十分
严格，并由编译器进行检查。这是一个非常有用的技术，即使这意味着程序员要做更多的
工作。Java中的异常类必须派生自Throwable类。
模板（通用程序设计）
·特性描述：在不指定某些数据类型的情况下编写函数和类的技术，称为通用程序设计。
在函数或类被使用的时候，特定的数据类型会代替函数或类中的未指定部分。所有情况都
在编译器的监管之下，不会有任何问题遗留给运行期来决定。模板类的一个典型的例子就
是容器类。
·C++：这三种语言中只有C++具有通用类和函数，这些类和函数用Template关键字表示。
C++标准包含了一个巨大的模板类库，称为STL，用于支持一些特殊而有用的程序设计功能
。
·OP：Object Pascal不支持模板。容器类通常被创建为TObject类对象的容器。
·Java：Java同样不支持模板。你可以使用对象容器，或采用其它类似的方法。
其它特殊特性
·特性描述：以下是其它一些我谈及的特性，它们不是基础特性，而且仅为一种语
言所特有。
·C++：我已经提到了多重继承、虚基类和模板。还有一些另外两种语言所不具有
的特性。C++支持操作符重载，而Java中支持方法重载。C++还允许程序员重载全局函数。
你甚至可以重载类运算符，编写可能会在后台被调用的类型转换方法。C++的对象模型需
要拷贝构造函数和赋值运算符重载，而其它两种语言则不需要，因为它们基于对象引用
模型。
·Java：只有Java在语言中支持多线程。对象和方法支持同步机制（使用synchronized关
键字）：同一个类的两个synchronized方法不能同时运行。要创建一个新的线程只需从
Thread类中派生新类，并覆盖run()方法。另一个方法是实现Runnable接口（这是建立多
线程applet的常用方法）。我们已经讨论过了碎片回收程序。Java的另一个关键特性是
代码兼容性，但是这并不是严格的与语言相关的。
·OP：Object Pascal的一些特性包括类引用，便利的方法指针（这是事件模型的基础），
特别是属性。属性用来隐藏对数据成员的访问，这些访问大多是通过方法进行的。属性
可以直接映射为对数据成员的读写操作，也可以映射为访问函数。即使改变了访问数据
成员的方式，也不需要改变调用的代码（虽然需要重新编译），这使得属性称为了一个
强大的封装特性。Java也将在1.1版中加入这个特性，以支持Java Beans。
标准
·特性描述：每个语言都需要有人建立一个标准，并检查是否所有的实现都符合这
个标准。
·C++：ANSI/ISO C++标准委员会已经完成了标准化工作。大多数编译器编写者都努力遵
守这个标准，虽然还有很多的差异存在。理论上的发展已基本停止。但在实现上，新的
Borland C++ Builder虽然并不很成熟，但使很多人认识到C++迫切的需要一个可视开发
环境。
同时，广为流行的Visual C++将C++向另一个方向发展起来，例如，大量使用宏。我的意
见是，每个语言都有它的开发模型，在不适于某种语言的环境下强行使用这种语言是毫无
意义的。
·OP：Object Pascal是一个私有语言，所以没有标准。Borland已经授权给一些
OS/2编译器开发商，但是没有什么效果。在每一个新版本的Delphi中，Borland都扩展了这
种语言。
·Java：Java也是私有语言，并且拥有一个同名的商标。但是Sun更愿意授权给其
它编译器开发商。Sun自己控制着这种语言，并且好像并不想为其建立一个官方的标准，
至少目前如此。Sun也在极力避免不遵守标准的虚拟机被开发出来。
结论：语言和开发环境
就像我上面提到过的，虽然我尽力做到只比较语言的语法语义特性，但在适当的环境中
考察它们是很重要的。这些语言为不同的目标开发出来，是为了以不同的途径解决不同
的问题的，并在不同的开发环境中被应用。虽然语言和它们的开发环境体现了彼此的一
些特性，但它们是为了满足不同的需要而建立的，就像我们在对比这些特性时看到的那
样。C++的目标是强大的功能和控制能力，代价是复杂性提高；Delphi的目标是在不损失
太多功能的情况下，尽可能简单以及可视化编程和同Windows紧密结合；Java的目标是兼
容性和分布式应用，为此不惜牺牲一些运行速度。决定这三种语言命运的并不是我这篇
文章中所涉及的那些语言特性。
Borland的财政状况，Microsoft对操作系统的控制，Sun在Internet世界的声望（许多人
认为的反微软），Web浏览器和Win32 API的前景，ActiveX（以及Delphi的ActiveForms）
将扮演的角色，这些都是影响你选择的因素（往往超过了技术因素）。例如那个非常优秀
的语言Eiffel——Object Pascal和Java都从中吸取了很多灵感，没有抢到任何市场份额，
虽然它在全世界的许多大学中都十分流行。
记住，“时髦”这个词已经在计算机世界占有了前所未有的地位。就像用户喜欢使
用今年新版本的软件（这大概就是为什么操作系统都以年份命名），程序员们也喜欢用最
新的程序设计语言，并希望第一个掌握它。我们可以说“Java并不是最新的OOP语言”，
在未来的几年里，一些人会开发出更时髦的语言，而其他人则会蜂拥而上，全然忘记了
这个世界上大多数程序员还在他们的键盘上敲打着传统的Cobol语句！
作者简介
Marco Cantu撰写过多本涉及以上谈及的两到三种语言的书，如Object Pascal and
C++，并在美国和其它一些国家发行。他为多家杂志撰写稿件，并在他的公司WinTech
Italia中进行多项OOP语言和Windows程序设计的培训。他喜欢在国际性会议中发表讲话。
你可以在以下网址找到他：www.macrocantu.com。
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※ 修改:·Ohoh 於 Apr 10 21:42:50 修改本文·[FROM: 192.168.32.119]
※ 来源:·荔园晨风BBS站 bbs.szu.edu.cn·[FROM: 192.168.1.61]
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