Common Lisp 中标准对象和标准类的层次结构

Question

我正在学习 Common Lisp（使用 Lispworks），我现在正在尝试进入课堂系统。有一个名为 standard-object 的类，它被定义为

standard-object 类是 standard-class 的实例，并且是 standard-class 实例的每个类的超类> 除了它自己。

（取自http://www.lispworks.com/documentation/HyperSpec/Body/t_std_ob.htm#standard-object） 所以它是 standard-class

的一个实例

另一方面，standard-class 是 standard-object

的子类

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

标准对象如何既是标准类的超类又是它的实例？如果我们将标准类定义为子类型，我们应该在定义其超类型（例如标准对象）之后定义它，那么超类如何成为实例呢？还是我的逻辑错了？

Answer 1

CLOS 是一个对象系统，其中 CLOS 概念本身就是一流的对象。类本身就是元类的实例。存在一定的循环性。

有一个实例standard-object。这是standard-class 的一个实例。它本身就是一个类。所有标准 CLOS 对象都将其作为超类。还有其他类型的对象，例如结构。所以standard-object 是所有典型 CLOS 对象的超类。

standard-class 是其自身的实例。它是所有类对象的类。由于standard-object 也是一个类，所以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 类本身就是一个对象和一个类。它是所有 CLOS 对象的超类。

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

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

Answer 2

要理解这一点，您需要了解meta class 的概念。元类的实例是类，类的实例是对象，所以基本上我们有 3 级层次结构。

standard-class 是一个元类。 standard-object 是元类 standard-class 的一个实例，因此它是类。默认情况下，所有其他用户定义的类都继承自 standard-object 类。

所以当你创建一个类时，你基本上是在实例化standard-class 元类，而这个新类被standard-object 类继承。

Answer 3

我将尝试只回答一个似乎让您感到困惑的问题：

标准对象如何成为标准类的超类并成为其 同时实例？

我希望你熟悉数学中的关系概念。在具有操作的集合上定义的关系。关系的例子包括“被整除”、“是一个”、“等于”等。所以，“是的实例”是一个关系，“是一个子类”也是一个关系。它们绝不相同！一个子类必须是一个类，一个实例可能是一个类，但通常它是别的东西。如果你从自然界举个例子：灵长类动物是哺乳动物的一个子类——这就是“是一个子类”的关系。 Lassie（电影中的一条狗）是一种哺乳动物——这是“is instance of”关系的一个例子。

现在，可能让您感到困惑的是，某事物的功能，即其他事物的“实例”，是该事物的类。这在自然界中确实不会发生太多，但这是我能想到的：

语言和语法。语法是一组规则，它定义了一种语言，语法本身也是一种语言（即它“是”语言的子类），而语言实例化了语法规则，因此语言“是”语法的一个实例。