抽象方法

Abstract Methods.

抽象类是纯粹用于继承的类。我们常常能见到其定义了一些方法，这些方法中又调用了类中未定义的方法。如果我们尝试实例化抽象类并调用相应的方法，method missing 错误将会发生。

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class Doubler
    def double
        self + self        # the method '+' is abstract
    end
end

仔细想想，抽象类起到的作用实际上与 mixins 是一致的。它们定义的方法常常会调用其他未定义的方法，而这些 “missing methods” 留待其子类 (或 include 该 mixin 的类) 进行实现。我们把这些在子类中实现的方法称为 abstract methods。

如上例，Doubler 类是一个 abstract class，而 + 方法是 abstract method。注意，double 方法是有“意义”的方法；在被子类继承后，若子类提供了 abstract method (即 + 方法) 的实现，那么通过 dynamic dispatch，double 方法的代码将能够调用子类实现的 abstract method。

在 statically typed languages 中，这一问题更加有趣。由于 type checker 将会在 compile-time 探测并阻止 method missing 错误的产生，我们需要以某种方式提前声明相应的方法为 abstract method，使其能够通过 type checker 的检测。

在 C++ 中，声明 abstract method 的方式是在抽象类中定义缺少实现的空函数，并添加 virtual 关键字；因此 abstract method 又被称为 pure virtual method (纯虚函数)。引入抽象类与抽象方法的概念后，静态类型语言能够更好的支持抽象类与其相关的 features。

• Thanks to subtyping in these languages, we can have expressions with the type of the superclass and know that at run-time the object will actually be one of the subclasses.
• Type-checking ensures the object’ class has implemented all the abstract methods, so it is safe to call such methods.

OOP 中的 abstract methods 与 FP 中的 higher-order functions 之间存在微妙的联系：They both support a programming pattern where some code is passed other code in a flexible and reusable way.

• 在 OOP 中，不同的子类以不同的方式实现抽象方法；父类中的代码可以通过 dynamic dispatch 调用子类中的不同实现。即子类中的抽象方法实现传入父类的代码中。
• 在 FP 中，higher-order functions 能够以函数作为参数，不同的 callers 能够提供不同的函数实现。即 callers 的实参函数实现传入 higher-order function 的函数体代码中。

另外，支持 abstract method 与 multiple inheritance 的语言 (例如 C++) 并不需要 interface。一个只定义 abstract method (i.e., pure virtual method) 的抽象类起到的作用与 interface 一致。

Reference

Supplementry notes:

My notes in CnBlogs.

Course info:

Programming Languages, Part C, University of Washington, Lecturer: Professor Dan Grossman.