Multiple Dispatch

今天在看文章的时候遇到了multiple dispatch这个术语。看看了wiki，写得云里雾里。最后搜了搜资料，基本上搞清楚了。

multiple dispatch的混淆之处在于其和object system结合在一起。当然wiki上写得很清楚：“a function or method can be dynamically dispatched based on the run time (dynamic) type of more than one of its arguments.”。这摆明了就是和object system紧耦合在了一起。更准确地来讲multiple dispath其实就是专门针对OO中的消息通信的一个概念。与之相关的概念还有single dispatch和dynamic dispatch。

如果不考虑object system，我觉得function overloading也可以算是一种multiple dispatch。function overloading需要根据参数的类型以及个数来决议调用函数，过程上来讲和multiple dispatch的定义很像，都是通过参数类型来决定调用函数。但是有一个很重要的不同点：multiple dispatch是runtime行为，而function overloading是编译器在compile-time时就决议好了。

要彻底理解multiple dispatch还要从OO的定义说起：OO其实就是对象以及对象间的通信。C++对于对象间的通信采用了函数调用的方式，这与objective-c有点区别。C++的通信方式可以简单地以object.method()的方式呈现。method其实就是信息，object.method()的意思就是method这个信息被派发给了object。这就是所谓有single dispatch，因为信息只能被派发给一个对象。

先举一个简单的例子。有一个状态机Ｓ会接受Ｎ种不同的trigger，每个trigger要触发当前状态下的一个动作。

class AbstractTrigger;
class AbstractState
{
public:virtual void AcceptTrigger( AbstractTrigger* _trigger ) = 0;
};class AbstractTrigger
{/*....*/
};

class State1 : public AbstractState
{
public:
　　void AcceptTrigger( AbstractTrigger* _trigger )
　　{
　　　　/*....*/
　　}
};

class Trigger1 : public AbstractTrigger 
{ 
　　/*....*/ 
};

目前的难点在于如何根据trigger的类型来选择合适的动作。一种可行的方法是在State1::AcceptTrigger中判断_trigger的实际类型，然后再根据类型去执行相应的动作。这种作法属于过街老鼠式的做法，code review八成是过不去的。另外一种做法是采用visitor pattern的做法，代码如下：

class AbstractTrigger;
class Trigger1;
class AbstractState
{
public:virtual void AcceptTrigger( AbstractTrigger* _trigger ) = 0;virtual void Action1( void ) = 0;
};class AbstractTrigger
{
public:virtual void Action( AbstractState* _state ) = 0;
};class State1 : public AbstractState
{void AcceptTrigger( AbstractTrigger* _trigger ){_trigger->Action }void Action1( void ){/*....*/}
};class Trigger1 : public AbstractTrigger
{
public:void Action( AbstractState* _state ){_state->Action1();}
};

我们在AbstractState中声明了纯虚函数Action1，子类实现它以完成Trigger1时的动作。当然也可以加入Action2, Action3 ... ActionN，分别对应Trigger2, Trigger3 ... TriggerN。在State1::AcceptTrigger中将_trigger派发给了Trigger1，再由Trigger1去调用State1::Action1。之所以整个调用过程做得如此复杂，原因在于State1知道怎么做，但是不知道做哪些；而Trigger１知道做哪些，却不知道怎么做。简言之，在运行时要做哪个动作是由State1和Trigger1两个对象同时决定的，缺一不可。而在Ｃ++中一个消息只能同时发给一个对象，在程序需要发消息给多个对象的时候，只能一个一个地去遍历。Lisp有可以把一个消息同时发给多个对象的能力，这种能力就叫做multiple dispatch。

上面的示例代码也可以叫做double dispatch，在wiki上有详细的解释。

参考资料：