18.4. Полиморфные структуры данных

В языках Ada и C++ есть два пути построения полиморфных структур данных: generics в Ada и templates в C++ для полиморфизма на этапе компиляции, и типы в Ada и указатели/ссылки на классы для полиморфизма на CW-этапе выполнения. Преимущество generies/templates состоит в том, что структура данных фиксируется при создании экземпляра во время компиляции; это позволяет как генерировать более эффективный код, так и более экономно распределять память для структур данных.

В языке Java решено реализовать полиморфизм только на этапе выполне­ния. Как и в языках Smalltalk и Eiffel, считается, что каждый класс в Java по­рождается из корневого класса, названного Object. Это означает, что значение любого непримитивного типа⁸ может быть присвоено объекту типа Object. (Конечно, это работает благодаря семантике ссылки.)

Чтобы создать связанный список, класс Node должен быть сначала опре­делен как содержащий (указатель на) Object. Класс списка тогда должен со­держать методы вставки и поиска значения типа Object:

Object data;

Node next;

}

class List {

void Put(Object data) {...};

Object Get() {...};

}

Если L является объектом типа List (Список), и а является объектом типа Airplane_Data, то допустимо L.Put(a), потому что Airplane_Data порождено из Object. Когда значение выбирается из списка, оно должно быть приведено к соответствующему потомку Object:

Конечно, если возвращенное значение не имеет тип Airplane_Data (или не по­рождено из этого типа), возникнет исключение.

Преимущество этой парадигмы состоит в том, что в Java очень просто писать обобщенные структуры данных, но по сравнению с generics/tem-plates имеются два недостатка: 1) дополнительные издержки семантики ссылки (даже для списка целых чисел!), и 2) опасность, что объект, разме­щенный не в той очереди, приведет при поиске к ошибке на этапе выполне­ния программы.