面向對象語言理論（一）：基於類的 OO 核心特征——對象、方法解析、繼承

基於類 vs 基於對象

• 基於類：Simula、Smalltalk、C++、Java、C#。類描述對象共同結構，對象為類實例。
• 基於對象：Self、JavaScript（原型鏈）、Lua。無類概念，對象直接繼承/委派其他對象。

1. 類與對象

類定義示例

class cell {
    var contents: Integer := 0;
    method get(): Integer { return self.contents; }
    method set(n: Integer) { self.contents := n; }
}

self 代表對象自身。對象內部為指向屬性集的指針，賦值/傳參傳遞指針，實現共享。

實例化與類型

var myCell: InstanceTypeOf(cell) := new cell;

• new cell：分配屬性存儲，初始化，綁定方法代碼，返回指針。
• InstanceTypeOf(cell)：對象類型，區別於 class，為後續子類型多態鋪路。

2. 方法解析

• 直觀上方法代碼內嵌對象，但為節省空間，實際共享 Method Suite（方法表）。
• 對象持有指向 Method Suite 的指針，解析順著指針查找。
• 繼承下 Method Suite 形成樹/圖（多重繼承）。
• 靜態類型語言（C++、Java）編譯期扁平化合併 Method Suite（vtable），解析 O(1)。
• 動態類型語言運行期搜索繼承鏈/圖。
• 方法不可像屬性那樣提取、更新、作為一等函數傳遞。

3. 子類化與繼承

子類定義

subclass reCell of cell {
    var backup: Integer := 0;
    override set(n: Integer) {
        self.backup := self.contents;
        super.set(n);
    }
    method restore() { self.contents := self.backup; }
}

• 屬性隱式複製，可新增、覆寫（甚至改變類型）。
• 方法複製或覆寫，super 調用父類版本。

方法解析差異

C++ vtable 即編譯期扁平化 Method Suite 的經典實現。

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