5.4 SAP ABAP 面向对象概念 - 多态 - 摘自 《SAP ABAP面向对象程序设计：原则、模式及实践》

5.4 多态

5.4.1 多态的概述

多态是一个生物学和化学中的专有名词，被面计算机科学家引用到面向对象的程序设计中。

我们用柯林斯英语词典看一下多态一词的原始意义：

polymorphism：n.    多型现象，多态性; 多机组合形式; 多形性;

1. Biology - the occurrence of more than one form of individual in a single species within an interbreeding population

2. The existence or formation of different types of crystal of the same chemical compound

 

1. 生物学 - 在单一的种群中出现的多种形式的个体的现象，同一物种形态构造表现为多种不同的个体，如蜜蜂的不同个体，有蜂王，雄蜂和工蜂。

2. 化学 - 同素异形体，同一化合物可以形成的不同类型的形态，如碳的同素异形体有金刚石和石墨等。

 

多态（Polymorphism）的意义是"一个实体同时具有多种形态"。多态是面向对象程序设计（OOP）的一个重要特征。在面向对象的程序中，多态（Polymorphism）指的是对不同的对象执行同一个操作，程序可以有不同的解释，执行不同的逻辑，返回不同的执行结果。

在面向对象的程序中，多态是基于父类和子类的继承，通过指向父类的对象，调用不同子类对象的方法来完成的。

 

现实中类似例子，如在Windows系统中，F1键被定义为"显示帮助"按钮，但在不同的软件系统中，帮助的显示和弹出方法又都是不同的。

如果我们正在操作的是WPS文字软件，按F1键会在右侧弹出"帮助与问答界面"。如果正在使用Chrome浏览器，按F1键会打开一个新的页面，显示support.google.com页面。如果使用 iTunes软件，按F1键会弹出一个简洁的帮助对话框。这就是同一个操作在不同对象上不同的反应。

 

多态可以提升代码的可扩展性，采用了基于多态的一些设计模式，可以让我们在少量修改甚至不修改原有代码的基础上，轻松加入新的功能，使代码更加健壮，易于维护。

 

实现多态有三个前提条件：

1. 多态发生在有继承关系的类之间（继承的主要目的也是为了多态）
2. 子类要对父类方法进行重写覆盖（重写覆盖就是功能细分的实现）
3. 父类引用指向子类对象（向上转型Upcasting，就是多态的标志）

 

我们逐一解释着几个条件:

1. 多态必须要有继承关系

多态是不同的对象执行同一个方法时，具有多个不同表现形式的能力，使用不同的实例，针对同一个方法执行不同的操作。"不同对象具有同一个方法"，最为方便的实现方式就是多个类从一个类中继承，子类们可以自动继承父类所定义的公有和受保护的方法。

 

1. 子类要对父类方法进行覆盖重定义

覆盖就是子类对父类的方法进行修改和覆盖，执行不同的逻辑。

面向对象语言中（如C++）有覆盖和重载两种概念，在ABAP中只有重定义（Redefine）这个概念，相当于覆盖这个概念。

覆盖（Overloading），是指子类重新定义父类的虚方法的做法，ABAP中叫做重新定义（Redefine）。

重载（Overriding），是指同一个类允许存在多个同名方法，而这些方法的参数表不同（参数个数不同，或参数类型不同），而SAP ABAP的同一个类里面，同名方法是不允许出现的，也就不存在重载。

所以，我们ABAP的多态，也就是覆盖和重定义（Overloading/Redefine）这种实现方式。也就是子类对继承得来的方法进行改造，使得该方法符合子类逻辑的过程。

 

1. 子类要向上转型为父类对象，执行多态。

   子类对象赋值给基类对象，把子类对象作为基类对象使用，称为（Upcasting）"向上转型"。向上转型就是将基类类型变量指向子类的对象的过程，使得父类可以访问子类方法，但基类对象不能访问子类对象新增加的属性和方法。

 

向上转型的方法如下：

设定父类对象为go_superj，子类对象为go_sub。

1. 如果父类是可创建对象实例的类，或者抽象类和接口，可以按子类类型创建父类对象，如：

DATA: go_super TYPE REF TO zcl_super.

CREATE OBJECT go_super TYPE zcl_sub.

1. 如果父类是可创建对象实例的类，分别创建子类和父类对象后，采用一般赋值语句"="， 如：go_super = go_sub.
2. 如果父类是可创建对象实例的类，分别创建子类和父类对象后，可以使用MOVE TO：MOVE go_sub TO go_super.

 

举个现实中的例子，我们常见的"水果"，可以定义为父类，其子类就有苹果类，梨子类等。

如"苹果"是可以向上转型为"水果"的，因为苹果就是一种水果，只要对象符合"IS-A"的关系（apple is a kind of fruit），就可以向上转型。

比如我拿着一只食堂领的苹果，问同事"看我的水果如何？"（这个问题就是将具体的"苹果"上转型为抽象的概念"水果"了），他们会漫不经心地回答，挺新鲜的。（苹果是一种水果，上转型是有意义的。如果我拿着一只梨子问同样的问题，效果也是一样的，符合IS-A的关系的上转型都是有意义的）。

如果我拿一部iPhone手机，问同事"看我的水果如何？"，大家会觉得我在说冷笑话。（有人叫苹果公司的iPhone为水果机，但毕竟iPhone不是水果，不符合IS-A的关系，此时上转型是无意义的，所以会让人无法理解）。并且，试图对非继承关系的类进行强制转型也会引起"The type of "GO_XXX" cannot be converted to the type of "GO_XXX" 的转型错误。

 

如示例程序5.14所示，向上转型可以实现如下。

"示例程序5.14

REPORT zrep_cls_0151. "父类水果，从ABAP根类object继承 CLASS zcl_fruit DEFINITION INHERITING FROM object. ENDCLASS. "子类苹果，继承自水果类 CLASS zcl_apple DEFINITION INHERITING FROM zcl_fruit. ENDCLASS. "子类梨子，继承自水果类 CLASS zcl_pear DEFINITION INHERITING FROM zcl_fruit. ENDCLASS. "定义类对象 DATA go_fruit TYPE REF TO zcl_fruit. DATA go_apple TYPE REF TO zcl_apple. DATA go_pear TYPE REF TO zcl_pear. "第1种上转型，按子类类型创建父类对象 "父类是可创建对象实例的类，或者抽象类和接口 CREATE OBJECT go_fruit TYPE zcl_apple. "或者使用NEW语句 go_fruit = NEW zcl_apple( ). "第2种上转型，如果父类是可创建对象实例的类， "分别创建子类和父类对象后，采用一般赋值语句 CREATE OBJECT go_fruit. CREATE OBJECT go_apple. go_fruit = go_apple. "第3种上转型，如果父类是可创建对象实例的类， "分别创建子类和父类对象后，采用MOVE TO 语句 CREATE OBJECT go_fruit. CREATE OBJECT go_apple. MOVE go_apple TO go_fruit.

 

  

 

此外，还有一个概念是向下转型，就是父类对象强制赋值给子类对象，把父类对象当做子类对象来使用称为"强制向下转型"（downcasting）。向下强转型（downcasting），主要目的是为了能够让父类对象调用子类特定的方法。

向上转型是从子类转型到父类，而向下转型是父类转型到子类。上转型是任何时候都允许进行的，而向下转型则会有类型检查，如果不匹配会报出类型错误。

 

向下转型的方法如下：

 

设定父类对象为go_super，子类对象为go_sub，子类的类为zcl_sub。

1. 如果子类经过向上转型到父类，则父类对象可以直接向下强转型。

   向下强转型，采用 "?="进行赋值，要将父类对象赋值给子类对象，这个转换是强制的，lo_sub ?= lo_super.

 

1. 向下强转型的另一种格式是MOVE ？TO，需要在TO之前加一个问号，以示强制转型： MOVE lo_super ?TO lo_sub.

 

1. 也可采用SAP的关键字CAST进行向下强转型，格式为"CAST 子类类型（父类对象）"，如：CAST zcl_sub( go_super ).

    

2. 向下强转型前，如果父类对象没有经过子类的向上转型，直接进行向下强转型，会引发错误。

 

可以先向上转型，如果父类是不能创建实例的抽象类或接口，可以参照向上转型的第一种方法，将对应的父类对象创建时采用子类类型创建。

如：CREATE OBJECT lo_super TYPE zcl_sub_class.

然后再进行下转型。

 

试图用父类型创建出子类型对象的"向下强转型"是不可行的，如：CREATE OBJECT go_apple TYPE zcl_fruit.

会报出"The specified type cannot be converted into the target variables."错误。

 

如示例程序5.15所示，下转型是需要类型验证的，如"苹果"和"梨子"上转型为"水果"后，可以下转型为"苹果"或者"梨子"。在ABAP 7.5 版本后，可以使用 IS INSTANCE OF 操作符来判断具体的类对象的类型，对具体类型进行验证。

"示例程序5.15

REPORT zrep_cls_015. " 定义素食类 CLASS zcl_vegetarian_food DEFINITION. ENDCLASS. " 定义水果类，继承自素食类 CLASS zcl_fruit DEFINITION INHERITING FROM zcl_vegetarian_food. ENDCLASS. " 定义苹果类，继承自水果类 CLASS zcl_apple DEFINITION INHERITING FROM zcl_fruit. ENDCLASS. " 定义梨子类，继承自水果类 CLASS zcl_pear DEFINITION INHERITING FROM zcl_fruit. ENDCLASS. " 定义类变量 DATA go_vegetarian_food TYPE REF TO zcl_vegetarian_food. DATA go_fruit TYPE REF TO zcl_fruit. DATA go_apple TYPE REF TO zcl_apple. DATA go_pear TYPE REF TO zcl_fruit. "第1种向下转型，如果子类经过向上转型到父类，则父类对象可以直接向下强转型。 "向下强转型，采用 "?="进行赋值 " 先创建对象 CREATE OBJECT go_vegetarian_food TYPE zcl_vegetarian_food . CREATE OBJECT go_apple TYPE zcl_apple. " 向上转型 go_vegetarian_food = go_apple. " 然后用"?="下转型 TRY. go_apple ?= go_vegetarian_food. WRITE: / 'go_apple ?= go_vegetarian_food - Correct'. CATCH cx_sy_move_cast_error. WRITE: / 'go_apple ?= go_vegetarian_food - Error'. ENDTRY. "第2种向下转型，如果子类经过向上转型到父类，则父类对象可以直接向下强转型 "向下强转型，采用 "MOVE ？TO"进行赋值 " 先创建对象 CREATE OBJECT go_vegetarian_food TYPE zcl_vegetarian_food . CREATE OBJECT go_pear TYPE zcl_pear. " 向上转型 go_vegetarian_food = go_pear. " 然后用"MOVE ？TO"下转型 TRY. MOVE go_vegetarian_food ?TO go_pear. WRITE: / 'MOVE go_vegetarian_food ?TO go_pear - Correct'. CATCH cx_sy_move_cast_error. WRITE: / 'MOVE go_vegetarian_food ?TO go_pear - Error'. ENDTRY. "第3种向下转型，如果子类经过向上转型到父类，则父类对象可以直接向下强转型 "向下强转型，采用 "CAST"进行赋值 " 先创建对象 CREATE OBJECT go_vegetarian_food TYPE zcl_vegetarian_food. CREATE OBJECT go_pear TYPE zcl_pear. " 向上转型 go_vegetarian_food = go_pear. " 然后用"CAST"下转型 TRY. CAST zcl_pear( go_vegetarian_food ). WRITE: / 'CAST zcl_pear( go_vegetarian_food ) - Correct'. CATCH cx_sy_move_cast_error. WRITE: / 'CAST zcl_pear( go_vegetarian_food ) - Error'. ENDTRY. "第4种向下转型，如果父类对象没有经过子类的向上转型，直接进行向下强转型，会引发错误。 " 先创建对象 CREATE OBJECT go_vegetarian_food TYPE zcl_vegetarian_food. CREATE OBJECT go_pear TYPE zcl_pear. " 没有经过子类的向上转型 "go_vegetarian_food = go_pear. " 此时用"CAST"下转型,会引发错误。 TRY. CAST zcl_pear( go_vegetarian_food ). WRITE: / 'CAST zcl_pear( go_vegetarian_food ) - Correct'. CATCH cx_sy_move_cast_error. WRITE: / 'CAST zcl_pear( go_vegetarian_food ) - Error'. ENDTRY.

  

 

如图5-38所示，前三个下转型都可以成功