女儿毕业学期选了门OOP的课程。作为一个统计专业和BA专业的学生，学这门课就是挑战自己。由于缺乏系统的编程学习，有些基础概念理解不是非常透彻，比如类，类实例，方法调用，递归调用等。
我结合她的一个日常作业，简单写下OO的方法调用过程，不是非常严谨，有些步骤（比如出入栈的内容）是原理性的，算是科普吧。
题目是在学习组合类（CompositeClass）的时候的练习题。
有两类形状（Shape）：容器类Container 和 圆Circle，这两个形状都继承自Shape（抽象类）。每个容器类下可以有多个形状（可以是子容器或者圆），圆不是容器，不可以有子形状。
以下是部分代码：
abstract class Shape{
protected Rectangle rect;
protected String color;
public Shape(int x, int y, int w, int h, String c){
rect = new Rectangle(x, y, w, h);
this.color = c;
}
@Override
public String toString() {
return getClass().getSimpleName() + ":(" + rect.x +"," + rect.y + ")," + color;
}
abstract void draw(String indent);
}
class Circle extends Shape{
public Circle(int x, int y, int w, int h, String c){
super(x, y, w, h, c);
}
@Override
public void draw(String indent) {
System.out.println(indent + toString());
}
}
class Container extends Shape {
private ArrayList<Shape> elements;
public Container(int x, int y, int w, int h, String c) {
super(x, y, w, h, c);
elements = new ArrayList<Shape>();
}
public void add(Shape s) {
elements.add(s);
s.color = this.color;
}
public void remove(Shape s) {
elements.remove(s);
s.color = "black";
}
@Override
public void draw(String indent) {
System.out.println(indent + this.toString());
Iterator<Shape> i = elements.iterator();
while (i.hasNext()) {
Shape d = i.next();
d.draw(indent+" ");
}
}
下面是调用类：
public class ShapeComposite {
public static void main(String args[]) {
Container Container1 = new Container(10,20,300,300, "yellow");
Container Container2 = new Container(20,30,100,100, "red");
Shape Circle1 = new Circle(25,35,20,20, "green");
Container1.add(Container2);
Container2.add(Circle1);
Container1.draw("");
}
}
实例的关系如下图：Container1里包含Container2，Container2中包含Circle1。
调用Container1的Draw()方法，打印container1 以及其下字形状的输出，如下样式：
Container:(10,20),yellow --无缩进（container1） Container:(20,30),yellow --缩进1字符（container2） Circle:(25,35),yellow --缩进2字符（circle1）
通过缩进表示上下级关系。
方法的调用关系：Container1.Draw() ->Container2.Draw()->Circle1.Draw()。
用图表示出来：
下面详细说明。
1、调用 Container1.Draw()
缩进参数 indent=“”，表示不缩进。
首先把自己打印出来：System.out.println( indent + this.toString());
Container:(10,20),yellow -- 无缩进
因为container 有子形状，然后挨个拿出来，调用子形状的 draw。在这个例子中，container1下有一个 子container2，调用 其 draw：
d.draw( indent + " " );
这里d 就是 containier2。注意因为 container2 和 container1 类型相同，都是Container，因此draw方法是同一个方法。因此d.draw(indent+" " ) 会再次进入同一个方法（等同递归调用），只不过方法运行的上线文（context）不同了：
在第一次调用draw方法，类的实例时 container1，indent = “”，没有缩进。我们记为 container1.draw。
在第二次调用draw方法，实例时 container2，indent = “ ”，缩进增加了一个空格，我们记为 container2.draw。（因为container2 是 container1 的下级，因此缩进比container的缩进（“””）增加1个空格：indent+“ ”）。
在这里补充下方法调用的过程（假设M1调用M2）,分以下几步：
（1）保存现场。就是保存M1当前的运行上下文，将M1的临时变量入栈（push stack），准确讲是将“寄存器”的值、返回地址入栈保存起来
（2）调用方法。将cp当前执行位置修改为被调用方法M2的入口地址
（3）执行被调用方法。顺序执行M2的指令，直到结束。这期间可能还会还会调用其他方法（调用过程一样）。执行完后，将M2的返回值压栈。
（4）返回。
- cpu执行位置返回到M1方法中调用M2指令的下一条指令（从堆栈中取出调用前的执行位置+1）
- 取出返回值。从堆栈中取出m2的返回值。
- 恢复M1的上下文。从堆栈中恢复临时变量的值（寄存器的值），恢复调用前的“现场”。
- 继续执行M1的剩余指令。
以上就是方法调用的大概过程。
在第二次调用container2.draw方法时，计算机会现将 container1.draw方法里的临时变量 indent 和 d 压到栈中（stack）暂存。此时堆栈的内容是：
然后调用container2.draw（执行代码跳到方法的第一行代码）
2、调用 container2.draw()
container2.draw()和 container1.draw() 是同一个方法。只不过这次调用的indent = “ ”，是一个空格，表示缩进一个空格。
同样，因为container2仍然是个容器类，它会首先把自己打印出来：
Container:(10,20),yellow -- 缩进1字符。
Container:(10,20),yellow -- 缩进了一个字符。
到这里，总的输出是：
Container:(10,20),yellow -- 无缩进 Container:(10,20),yellow -- 缩进1字符。
然后继续遍历其下的字形状，调用子形状的 draw方法。
这个例子中container2下只有一个字形状：Circle1。因此会调用circle1.draw()。
同样，计算机会把container2.draw中的临时变量 indent 和 d 压栈。栈的内容如下：
3、调用 Circle1.draw()
第三次调用是调用 circle2的draw方法，indent 又加了个“ ” 空格，这时候的indent 是2个空格了：“ ”。也就是 circle的输出将缩进2个空格。
因为Circle不是容器类，其下没有子形状，以内draw方法只是把自己打印出来：
Container:(10,20),yellow -- 缩进了2个空格。
此时总的输出为：
Container:(10,20),yellow -- 无缩进。
Container:(10,20),yellow -- 缩进1字符。
Container:(10,20),yellow -- 缩进2字符。
至此，Circle1.draw方法执行完毕，即将返回到 Container2.draw方法的第6行代码（循环体结束代码）。
4、返回container2.draw
Circle1.draw方法执行完毕后，返回到Container2.draw方法的第6行代码（循环体结束代码）。计算机将调用circle.draw方法前压栈的两个临时变量 indent=“ ”（1字符） 和 d = circle1 出栈，赋值给container2.draw 的indent 和 d（恢复现场），继续执行下面的指令。此时栈的状态为：
因为container2只有一个字形状，因此打印为 Circle1后，方法执行完毕。
执行完毕后，返回container1.draw 的 第6行代码。
5，返回container1.draw方法，继续执行。
container2.draw 执行完返回后，计算机将调用circle.draw方法前压栈的两个临时变量 indent=“” （0字符）和 d = Container2 出栈，赋值给container2.draw 的indent 和 d。此时栈的内容清空了。
继续执行container2.draw下面的代码。因为 container1下也只有一个 字形状：container1，因此循环结束，方法返回。
最终的输出结果为：
Container:(10,20),yellow --无缩进 Container:(20,30),yellow --缩进1字符 Circle:(25,35),yellow --缩进2字符
