Multipel arv

Multipel nedarvning  er en egenskab, der understøttes af en del af objektorienterede programmeringssprog , når en klasse kan have mere end én superklasse (direkte overordnet klasse), understøtter grænseflader multipel nedarvning i mange programmeringssprog. Dette koncept er en udvidelse af "simpel (eller enkelt) arv " ( engelsk  single inheritance ), hvor en klasse kun kan arve fra én superklasse.

Sprog, der understøtter multipel nedarvning inkluderer: Io , Eiffel , C++ , Dylan , Python , nogle JavaScript -klasseimplementeringer (f.eks. dojo .declare ), Perl 6 , Curl , Common Lisp (takket være CLOS ), OCaml , Tcl (takket være Incremental ) Tcl ) [1] , samt Objekt REXX (på grund af brugen af ​​mixin-klasser ).

Oversigt

Multipel nedarvning giver en klasse mulighed for at arve funktionalitet fra mange andre klasser, såsom en klasse StudentMusiciankan arve fra klasse Person, klasse Musicianog klasse Worker, som kan forkortes som:

Usikkerhed ved multipel nedarvning, som i eksemplet ovenfor, opstår, hvis for eksempel en klasse Musicianarver fra klasser Personog Worker, og klassen Workertil gengæld arver fra Person; en lignende situation kaldes diamantformet arv . Derfor får vi følgende regler:

Hvis compileren kigger på StudentMusician-klassen, skal den vide, om funktionerne i klasserne skal kombineres eller skal være adskilte. For eksempel ville det være logisk at knytte "Alder" (alder) for Person-klassen til StudentMusician-klassen. En persons alder ændres ikke, hvis du betragter ham som person (person), arbejder (arbejder) eller musiker (musiker). Det ville dog være ret logisk at adskille egenskaben "Navn" i klasserne Person og Musiker, hvis de bruger et kunstnernavn, der er forskelligt fra deres rigtige navn. Indstillingerne for join og split er perfekt gyldige for hver af deres egne sammenhænge, ​​og kun programmøren ved, hvilken mulighed der er korrekt for den klasse, der designes.

Sprog har forskellige måder at håndtere sådanne indlejrede arveproblemer på, for eksempel:

• Eiffel giver programmøren muligheden for eksplicit at kombinere eller opdele arvede medlemmer fra superklasser. Eiffel vil automatisk flette elementer, hvis de har samme navn og implementering. Klasseforfatteren har mulighed for at omdøbe nedarvede medlemmer for at adskille dem. Derudover giver Eiffel dig mulighed for eksplicit at genarveA: B, B .
• C++ kræver, at programmøren angiver, hvilket overordnet klassemedlem der skal bruges, dvs. "Worker::Person.Age". C++ understøtter ikke eksplicit gentagelig nedarvning, fordi der ikke er nogen måde at bestemme, hvilken superklasse der skal bruges (se kritik ). C++ tillader også oprettelsen af ​​en enkelt forekomst af en multipel klasse på grund af den virtuelle arvemekanisme (for eksempel vil " Worker::Person" og " Musician::Person" referere til det samme objekt).
• Perl bruger en liste over klasser at arve fra i den rækkefølge. Compileren bruger den første metode, den finder, når den søger i dybden på listen over superklasser eller bruger C3-linearisering af klassehierarkiet. Forskellige udvidelser giver alternative klassesammensætningsordninger.
• Python har syntaktisk understøttelse af multipel nedarvning, og rækkefølgen af ​​basisklasserne bestemmes af C3-lineariseringsalgoritmen [2] .
• Common Lisp Object System giver programmøren fuld kontrol over kombinationsmetoderne, og hvis dette ikke er nok, giver Metaobject Protocol (Metaobject Protocol) programmøren mulighed for at ændre arv, dynamisk styring , klasseimplementering og andre interne mekanismer uden frygt for at påvirke systemets stabilitet.
• Logtalk understøtter både grænseflader og implementeringen af ​​multi-arv ved at levere en aliasmetodeerklæring , der understøtter både omdøbning og adgang til metoder, der muligvis ikke er tilgængelige på grund af konfliktløsningsmekanismen.
• Curl tillader kun klasser, der udtrykkeligt er markeret som genarvelige. Tilgængelige klasser skal definere en sekundær konstruktør for hver normal klassekonstruktør . Den almindelige konstruktør kaldes først, den tilgængelige klassestatus initialiseres af underklassekonstruktøren, og den sekundære konstruktør kaldes for alle andre underklasser.
• Ocaml vælger den sidste matchende definition i klassens arveliste for at bestemme implementeringsmetoden, der skal bruges i tilfælde af usikkerhed. For at tilsidesætte standardadfærden skal du blot angive en metode, der skal kaldes, når den foretrukne klasse defineres.
• Tcl tillader eksistensen af ​​flere overordnede klasser - deres rækkefølge påvirker opløsningen af ​​navnene på klassemedlemmer. [3]
• Delphi siden version 2007 giver dig mulighed for delvist at implementere multiple arv ved hjælp af klassehjælpere (Class Helpers) .

Smalltalk , C# , Objective-C , Java , Nemerle og PHP tillader ikke multipel nedarvning, hvilket undgår mange usikkerheder. Men de, ud over Smalltalk, tillader klasser at implementere flere grænseflader . Derudover giver PHP og Ruby dig mulighed for at efterligne multiple arv gennem brug af mixins (træk i PHP og mixins i Ruby), der ligesom grænseflader ikke er fuldgyldige klasser. Multipel nedarvning af grænseflader giver dig mulighed for at udvide begrænsede muligheder.

Kritik

Multipel arv er blevet kritiseret for følgende problemer på nogle sprog, især C++:

• semantisk tvetydighed er ofte samlet repræsenteret som Diamantproblemet [4] .
• der er ingen mulighed for direkte multipel arv fra én klasse.
• arverækkefølgen ændrer klassens semantik. Konstruktøren af ​​børneklassen kalder konstruktørerne af de nærmeste forældre, og de kalder til gengæld bedsteforældrenes konstruktør. Grandparent-objektet eksisterer dog i en enkelt forekomst, og det kan ikke konstrueres to gange, så det vil fungere at kalde grandparent-konstruktøren kun af konstruktøren af ​​den første overordnede klasse i arvelisten.

Multipel nedarvning i sprog med C++/Java-stil konstruktører forværrer problemet med konstruktørarv og konstruktørsekvenser, hvilket skaber problemer med vedligeholdelse og udvidelse i disse sprog. Objekter i arveforhold med væsentligt forskellige konstruktionsmetoder er ret svære at implementere inden for konstruktørsekvensparadigmet.

Der er dog sprog, der håndterer disse tekniske detaljer (f.eks. Eiffel ).

Der er en opfattelse af, at multipel arv er et forkert koncept, genereret af forkert analyse og design. Især den følgende designmulighed er gyldig for ovenstående eksempel. Klassen Person omfatter et eller flere objekter fra professionsklassen. Elev- og musikerklasserne arver fra Profession. StudentMusician vil således være repræsenteret af et objekt af klasse Person, der indeholder objekter af klasse Elev og Musiker. Formelt kan multipel nedarvning omvendt konstrueres ved at introducere en klasse, der er en "metaklasse" af de klasser, hvorfra multipel nedarvning skal forekomme. I ovenstående eksempel er en sådan metaklasse Profession - en profession.

Noter

1. ↑ Tcl Advocacy . Hentet 2. december 2009. Arkiveret fra originalen 22. september 2010. (ubestemt)
2. ↑ David M. Beazley. Python Essential Reference . — 4. udgave. - Addison-Wesley Professional, 2009. - S.  119 -122. — 717 s. — ISBN 978-0672329784 .
3. ↑ Tcl Manual: klasse . Hentet 2. december 2009. Arkiveret fra originalen 4. april 2009. (ubestemt)
4. ↑ Træk: Sammensættelige enheder for adfærd . Hentet 2. december 2009. Arkiveret fra originalen 9. august 2017. (ubestemt)

Links

•  Jonathan Luries Builder.Com-artikel om implementeringer i .NET-sprog
•  Eiffel Arveguide
•  En Oversigt over Arv i Ocaml
•  Åbn Hjælp til computerprogrammeringsstuderende

Litteratur

• Stroustrup, Bjarne (1999). Multiple Inheritance til C++ . Proceedings of the European Unix Users Group Conference 1987.
• Objektorienteret softwarekonstruktion , anden udgave, af Bertrand Meyer , Prentice Hall, 1997, ISBN 0-13-629155-4
• Eddy Truyen, Wouter Joosen, Bo Nørregaard, Pierre Verbaeten. En generalisering og løsning på det fælles forfader-dilemmaproblem i delegationsbaserede objektsystemer  //  Proceedings of the 2004 Dynamic Aspects Workshop. - 2004. - Nej. 103-119 .