Java 中的双重分派模式：增强多态行为

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双重分派设计模式的意图

双重分派模式用于根据方法调用中涉及的两个对象的类型来实现动态多态性。它允许方法行为根据方法被调用的对象和作为参数传递的对象的运行时类型的组合而有所不同。

双重分派模式的详细解释及现实世界示例

现实世界示例

在一家物流公司，不同类型的配送车辆，如卡车、无人机和自行车，与各种类型的包裹（易碎品、超大型、标准型）进行交互。双重分派设计模式用于确定最佳配送方式：卡车可能处理超大型物品，无人机用于快速配送轻型包裹，自行车用于城市地区。每种车辆-包裹组合都会产生不同的处理和配送策略，这些策略是在运行时根据车辆和包裹类型的动态确定的。

通俗地说

Java 中的双重分派设计模式允许程序根据调用中涉及的两个对象的类型选择不同的函数执行，从而提高处理它们之间交互的灵活性。

维基百科说

在软件工程中，双重分派是多重分派的一种特殊形式，是一种机制，根据调用中涉及的两个对象的运行时类型将函数调用分派到不同的具体函数。在大多数面向对象系统中，从代码中的函数调用调用的具体函数取决于单个对象的动态类型，因此它们被称为单分派调用，或简称为虚函数调用。

Java 中双重分派模式的编程示例

Java 中的双重分派模式用于处理不同类型的游戏对象之间的碰撞。每个游戏对象都是一个类实例，该类继承自 GameObject 抽象类。GameObject 类具有一个 collision(GameObject) 方法，该方法在每个子类中都被重写以定义与另一个游戏对象发生碰撞时的行为。以下是 GameObject 类及其子类的简化版本

public abstract class GameObject {
  // Other properties and methods...

  public abstract void collision(GameObject gameObject);
}

public class FlamingAsteroid extends GameObject {
  // Other properties and methods...

  @Override
  public void collision(GameObject gameObject) {
    gameObject.collisionWithFlamingAsteroid(this);
  }
}

public class SpaceStationMir extends GameObject {
  // Other properties and methods...

  @Override
  public void collision(GameObject gameObject) {
    gameObject.collisionWithSpaceStationMir(this);
  }
}

在 App 类中，双重分派模式用于检查所有成对游戏对象之间的碰撞

public static void main(String[] args) {
    // initialize game objects and print their status
    LOGGER.info("Init objects and print their status");
    var objects = List.of(
            new FlamingAsteroid(0, 0, 5, 5),
            new SpaceStationMir(1, 1, 2, 2),
            new Meteoroid(10, 10, 15, 15),
            new SpaceStationIss(12, 12, 14, 14)
    );
    objects.forEach(o -> LOGGER.info(o.toString()));

    // collision check
    LOGGER.info("Collision check");
    objects.forEach(o1 -> objects.forEach(o2 -> {
        if (o1 != o2 && o1.intersectsWith(o2)) {
            o1.collision(o2);
        }
    }));

    // output eventual object statuses
    LOGGER.info("Print object status after collision checks");
    objects.forEach(o -> LOGGER.info(o.toString()));
}

当检测到两个对象之间的碰撞时，将使用第二个对象 (o2) 作为参数在第一个对象 (o1) 上调用 collision(GameObject) 方法。此方法调用在运行时被分派到 o1 类中的适当 collision(GameObject) 方法。在此方法内部，另一个方法调用 gameObject.collisionWithX(this) 在 o2 上执行（其中 X 是 o1 的类型），该调用在运行时被分派到 o2 类中的适当 collisionWithX(GameObject) 方法。这就是 Java 中的“双重分派” - 两个方法调用根据两个对象的类型在运行时被分派。

以下是程序输出

15:47:23.763 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- Init objects and print their status
15:47:23.772 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- FlamingAsteroid at [0,0,5,5] damaged=false onFire=true
15:47:23.772 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- SpaceStationMir at [1,1,2,2] damaged=false onFire=false
15:47:23.772 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- Meteoroid at [10,10,15,15] damaged=false onFire=false
15:47:23.772 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- SpaceStationIss at [12,12,14,14] damaged=false onFire=false
15:47:23.772 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- Collision check
15:47:23.772 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.SpaceStationMir -- FlamingAsteroid hits SpaceStationMir. SpaceStationMir is damaged! SpaceStationMir is set on fire!
15:47:23.773 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.Meteoroid -- SpaceStationMir hits FlamingAsteroid.
15:47:23.773 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.SpaceStationMir --  {} is damaged! hits Meteoroid.
15:47:23.773 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.Meteoroid -- SpaceStationIss hits Meteoroid.
15:47:23.773 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- Print object status after collision checks
15:47:23.773 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- FlamingAsteroid at [0,0,5,5] damaged=false onFire=true
15:47:23.773 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- SpaceStationMir at [1,1,2,2] damaged=true onFire=true
15:47:23.773 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- Meteoroid at [10,10,15,15] damaged=false onFire=false
15:47:23.773 [main] INFO com.iluwatar.doubledispatch.App -- SpaceStationIss at [12,12,14,14] damaged=true onFire=false