多分派

多分派或译多重派发（multiple dispatch）或多方法（multimethod），是某些编程语言的一个特性，其中的函数或者方法，可以在运行时间（动态的）基于它的实际参数的类型，或在更一般的情况下于此之外的其他特性，来动态分派。这是对单分派多态的推广， 那里的函数或方法调用，基于在其上调用方法的对象的派生类型，而动态分派。多分派使用一个或多个实际参数的组合特征，路由动态分派至实现函数或方法。
理解分派.
软件工程师通常把代码写进代码块中，代码块通常称作过程、函数、方法。代码通过被调用来执行，调用时将控制权传入函数中，当函数执行完成后将控制权返回给调用者。
函数名通常用来描述函数的目的。有时会将多个函数起同样的名称。比如同名函数在逻辑上处理相同的任务，但是操作在不同类型的输入值上。在这种情况下，无法仅仅通过函数名，来判断目标代码块。那么，函数的实际参数的个数和类型，也就被用来判断。
通常，单分派面向对象语言，在调用一个方法时，方法参数中一个参数会被特殊对待，并用来决定哪一个方法（如果有多个同名方法）会被调用。在许多语言中，这个特殊的参数是在语法上指明的，许多编程语言在调用方法时，把特殊参数放在小圆点（codice_1）之前。例如 codice_2，这样 codice_3 将会发出狮吼，同时 codice_4 只会吱吱地叫。一般来说，对于面向对象的编程语言，这个小圆点之前的参数（上例中的codice_5和codice_6）被称为接收者。
相反，在实现了多分派的语言中，被调用的函数，即是那些参数个数一样多，并且类型也匹配的调用。在调用中并没有特殊参数，来决定那个方法被调用。也就是说，所有参数的运行时类型都参与分派。CLOS是早期和著名的多分派语言。
数据类型.
对于编译时间可以区分数据类型的编程语言，在（alternative）函数中进行选择，可以发生在编译时间，创建交替函数用于编译时间选择的活动，通常被叫做函数重载。
在有些编程语言中，这种数据类型的识别，可以被延后至运行时间。交替函数的选择发生在运行时间，并依据动态确定的函数实际参数的类型。以这种方式选择交替实现的函数，通常被称为多方法。
例子.
可以通过例子更加清晰的区分多分派和单一分派。假想一个游戏，它有两种（用户可见的）物体：飞船和小行星。当两个物体要相撞的时候，程序需要依据什么物体要相撞而做不同的事情。
具有内建多分派的语言.
Common Lisp.
在具有多分派的Common Lisp语言中，可以在Common Lisp对象系统中如下这样实现：
<syntaxhighlight lang="lisp">
</syntaxhighlight>
并且对其他方法也是类似的。没有使用显式测试和“动态转换”。
由于多分派的存在，方法要定义在类中并包含在对象中的传统想法，变得不再吸引人了，上述每个codice_7方法，都附属于两个不同的类而非一个类。因此方法调用的特殊语法，一般会消失，从而方法调用看起来完全就像正常的函数调用，并且方法被组织入泛化函数而非类中。
Julia.
Julia有内建的多分派，并且它是语言设计的中心。Julia版本的例子如下：
<syntaxhighlight lang="julia">
collide_with(x::Asteroid, y::Asteroid) = ... # deal with asteroid hitting asteroid
collide_with(x::Asteroid, y::Spaceship) = ... # deal with asteroid hitting spaceship
collide_with(x::Spaceship, y::Asteroid) = ... # deal with spaceship hitting asteroid
collide_with(x::Spaceship, y::Spaceship) = ... # deal with spaceship hitting spaceship
</syntaxhighlight>
C#.
C#在版本4（2010年4月），使用关键字codice_8，介入了对动态多方法的支持。下面的例子展示多方法协同于在版本8（2019年9月）中介入的codice_9表达式。像很多其他静态类型的语言语言一样，C#还支持静态方法重载，Microsoft预期开发者在多数场景下会选用静态类型超过动态类型。codice_8关键字支持COM对象和动态类型的.NET语言的互操作。
<syntaxhighlight lang="c#">
class Program
static class Collider
abstract class SpaceObject
class Asteroid : SpaceObject
class Spaceship : SpaceObject
</syntaxhighlight>
输出：
<syntaxhighlight lang="text">
big-boom
a/s
s/s
</syntaxhighlight>
Groovy.
Groovy是通用的Java兼容/互用的JVM语言，它对立于Java，使用后期绑定/多分派。
<syntaxhighlight lang="groovy">
class Program {
class Collider {
class SpaceObject {
</syntaxhighlight>
用多分派库扩展的语言.
在不于语言定义或语法层次支持多分派的语言中，可能经常使用库扩展来增加多分派。
JavaScript.
JavaScript和TypeScript不在语言语法层次上支持多方法，但可以通过库来增加多分派。例如，使用multimethod包，它提供了多分派、泛化函数的实现。JavaScript的动态类型版本：
<syntaxhighlight lang="javascript">
import { multi, method } from '@arrows/multimethod'
const collideWith = multi(
</syntaxhighlight>
TypeScript有对应的静态类型版本。
Python.
可以使用库扩展来向Python增加多分派。例如，最早的模块multimethods.py，它为Python提供了CLOS风格的多方法而不用变更语言的底层语法或关键字。在功能上，这非常类似于CLOS例子，但是语法是常规Python的。
Guido van Rossum使用Python 2.4介入的修饰器（decorator），出品了多方法的具有简化了的语法的一个简单实现，他为此定义了codice_11修饰器。
multipledispatch采用的形式与之一致。
模块multimethod，采用了修饰器和Python 3.5介入的类型提示实现多方法：
<syntaxhighlight lang="python">
from multimethod import multimethod
class Asteroid(): pass
class Spaceship(): pass
@multimethod
def collide_with(x: Asteroid, y: Asteroid):
@multimethod
def collide_with(x: Asteroid, y: Spaceship):
@multimethod
def collide_with(x: Spaceship, y: Asteroid):
@multimethod
def collide_with(x: Spaceship, y: Spaceship):
</syntaxhighlight>
<syntaxhighlight lang="pycon">
Â»> a = Asteroid()
Â»> b = Spaceship()
Â»> collide_with(a, b)
asteroid hitting spaceship
</syntaxhighlight>
此外，还有PEAK-Rules包提供语法类似上述例子的多分派，它后来被替代为PyProtocols。Reg库也支持多分派和谓词分派。
C.
C语言使用C Object System库，可以支持类似于CLOS的动态分派。它是完全可扩展的并且方法不需要任何的手工处理。动态消息（方法）通过COS分派器来分派，它比Objective-C更快。下面是使用COS的例子：
<syntaxhighlight lang="c">
/* 类 */
defclass (Asteroid)
/* 数据成员 */
endclass
defclass (Spaceship)
/* 数据成员 */
endclass
/* 泛化函数 */
defgeneric (_Bool, collide_with, _1, _2);
/* 多方法 */
defmethod (_Bool, collide_with, Asteroid, Asteroid)
endmethod
defmethod (_Bool, collide_with, Asteroid, Spaceship)
endmethod
defmethod (_Bool, collide_with, Spaceship, Asteroid)
endmethod
defmethod (_Bool, collide_with, Spaceship, Spaceship)
endmethod
/* 用例 */
int main(int argc, char *argv[])
</syntaxhighlight>
模拟多分派.
C.
C语言没有动态分派，也可以不使用C Object System库，而以某种形式手工实现。动态分派经常使用codice_12来标识一个对象的子类型，然后可通过在函数指针分支表中查找这个值来完成。C语言模拟多方法的简单例子：
<syntaxhighlight lang="c">
typedef void (*CollisionCase)(void);
void collision_AA(void) { /* handle Asteroid-Asteroid collision */ };
void collision_AS(void) { /* handle Asteroid-Spaceship collision */ };
void collision_SA(void) { /* handle Spaceship-Asteroid collision */ };
void collision_SS(void) { /* handle Spaceship-Spaceship collision*/ };
typedef enum {
} Thing;
CollisionCase collisionCases = {
};
void collide(Thing a, Thing b) {
int main(void) {
</syntaxhighlight>
Java.
在只有单一分派的语言比如Java中，多分派可以用多层单一分派来模拟：
<syntaxhighlight lang="java">
interface Collideable {
class Asteroid implements Collideable {
class Spaceship implements Collideable {
</syntaxhighlight>
运行时间codice_13检查可以在一个或两个层次上使用。