Common Lisp中标准对象和标准类的层次结构

Question

我正在学习使用Lispworks学习Common Lisp，并尝试了解类系统。有一个称为standard-object的类，它被定义为：

standard-object类是standard-class的实例，是除了它本身以外的每个standard-class实例的超类。

(摘自http://www.lispworks.com/documentation/HyperSpec/Body/t_std_ob.htm#standard-object) 因此，它是standard-class的一个实例。

另一方面，standard-class是standard-object的一个子类。

>(subtypep 'standard-class 'standard-object)
=>T, T

标准对象如何既可以是标准类的超类，又可以是它的实例？如果我们将标准类定义为子类型，则应在其超类型（例如标准对象）定义之后定义它，那么超类如何成为实例呢？或者我的逻辑是错误的吗？

- TheEnt

Answer 1

CLOS是一个对象系统，其中CLOS概念本身是一级对象。类本身是实例 - 属于元类。涉及某些环状循环。

有一个实例standard-object。它是standard-class的一个实例。它本身也是一个类。所有标准的CLOS对象都将其作为超类。还有其他类型的对象，例如结构体。因此，standard-object作为所有典型CLOS对象的超类存在。

standard-class是它自己的一个实例。它是所有类对象的类。由于standard-object也是一个类，standard-object类的实例是standard-class类的一个实例。由于所有标准类也是CLOS对象，standard-class继承自standard-object。

CL-USER 22 > (class-of (find-class 'standard-object))
#<STANDARD-CLASS STANDARD-CLASS 40F016A063>

standard-object类对象的类是standard-class。

CL-USER 23 > (class-of (find-class 'standard-class))
#<STANDARD-CLASS STANDARD-CLASS 40F016A063>

standard-class类对象的类是standard-class。

CL-USER 24 > (find-class 'standard-object)
#<STANDARD-CLASS STANDARD-OBJECT 40F017732B>

standard-object类本身既是一个对象又是一个类，它是所有CLOS对象的超类。

CL-USER 25 > (find-class 'standard-class)
#<STANDARD-CLASS STANDARD-CLASS 40F016A063>

standard-class类本身是一个对象和一个类。它是所有CLOS类的超类。

- Rainer Joswig

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谢谢！看了这些例子，我现在好像明白了。 - TheEnt

从《元对象协议的艺术》附录D的第306页开始，展示了引导类CLOS语言的代码；包括如何解开所有循环依赖关系。我觉得这很有启发性，尽管我不能完全理解它。 - Clayton Stanley

Answer 2

为了理解这个概念，您需要了解“元类”的概念。元类的实例是一个类，而类的实例是一个对象，因此我们基本上有三层次结构。

“standard-class”是一个元类。“standard-object”是元类“standard-class”的实例，因此它是一个类。默认情况下，每个其他用户定义的类都继承自“standard-object”类。

因此，当您创建一个类时，您基本上是实例化“standard-class”元类，并且这个新类被“standard-object”类继承。

- Ankur

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好的，我认为我理解了元类是什么，但我们是否同时定义standard-object和standard-class？在我的脑海中，一切都是这样发生的： 0）我们定义类T; 1）我们定义类standard-object，它是T的子类型；没有standard-class！ 2）我们将standard-class定义为standard-object的子类型，并使其成为元类 3）standard-object成为standard-class的实例 是这样吗？这对我来说有点奇怪。 - TheEnt

standard-class 不是 standard-object 的子类型。standard-object 是 standard-class 的一个实例。 - Ankur

那么为什么(subtypep 'standard-class 'standard-object)会返回true的答案呢？ - TheEnt

Answer 3

我将尝试回答你似乎困惑的一个问题：

标准对象如何成为标准类的超类并同时成为其实例？

希望你熟悉数学中关系的概念。关系是在具有操作的集合上定义的。例如，“可被整除”，“是”，“等于”等都是关系。因此，“是实例”的关系和“是子类”的关系是不同的！子类必须是一个类，而实例可以是一个类，但通常是其他东西。如果你从自然界中举个例子：灵长类是哺乳动物的一个子类 - 这是“是子类”的关系。莱西（电影中的一只狗）是哺乳动物 - 这是“是实例”的关系的一个例子。

现在，可能让你困惑的是，某个东西的功能是作为另一个东西的实例来成为那个东西的类。这在自然界中确实不经常发生，但这里有一些我能想到的例子：

语言和语法。语法是一组定义语言的规则，语法本身也是一种语言（即它“是”语言的子类），而语言实例化语法规则，因此语言“是”语法的一个实例。

- user797257

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那个带有语法的例子绝对很棒，非常感谢，我现在完全明白了！我感觉定义中有一些错误，像是循环，但现在看起来没问题了。 - TheEnt