Vícenásobná dědičnost

Vícenásobná dědičnost  je vlastnost podporovaná částí objektově orientovaných programovacích jazyků , kdy třída může mít více než jednu nadtřídu (přímá nadřazená třída), rozhraní podporují vícenásobnou dědičnost v mnoha programovacích jazycích. Tento koncept je rozšířením „jednoduché (neboli jediné) dědičnosti “ ( anglicky  single inheritance ), ve které třída může dědit pouze z jedné nadtřídy.

Mezi jazyky, které podporují vícenásobnou dědičnost, patří: Io , Eiffel , C++ , Dylan , Python , některé implementace tříd JavaScriptu (např. dojo .declare ), Perl 6 , Curl , Common Lisp (díky CLOS ), OCaml , Tcl (díky Incremental Tcl ) [1] , stejně jako Object REXX (kvůli použití tříd mixin ).

Přehled

Vícenásobná dědičnost umožňuje třídě dědit funkce z mnoha jiných tříd, například třída StudentMusicianmůže dědit z class Person, class Musiciana class Worker, které lze zkrátit jako:

Nejistota při vícenásobné dědičnosti, jako ve výše uvedeném příkladu, nastane, pokud například třída Musiciandědí z tříd Persona Worker, a třída Workernaopak dědí z Person; podobná situace se nazývá dědičnost ve tvaru diamantu . Dostáváme tedy následující pravidla:

Pokud se kompilátor dívá na třídu StudentMusician, pak potřebuje vědět, zda vlastnosti tříd mají být kombinovány nebo mají být odděleny. Například by bylo logické připojit „Věk“ (věk) třídy Osoba ke třídě StudentMusician. Věk osoby se nemění, pokud ji považujete za osobu (osobu), dělníka (dělníka) nebo hudebníka (hudebníka). Bylo by však zcela logické oddělit vlastnost „Jméno“ ve třídách Osoba a Hudebník, pokud používají umělecké jméno, které se liší od jejich skutečného jména. Možnosti spojení a rozdělení jsou dokonale platné pro každý z jejich vlastních kontextů a pouze programátor ví, která možnost je pro navrhovanou třídu správná.

Jazyky mají různé způsoby řešení takových vnořených problémů dědičnosti, například:

• Eiffel poskytuje programátorovi možnost explicitně kombinovat nebo rozdělit zděděné členy ze supertříd. Eiffel automaticky sloučí prvky, pokud mají stejný název a implementaci. Autor třídy má možnost přejmenovat zděděné členy a oddělit je. Kromě toho vám Eiffel umožňuje explicitně znovu zdědit .A: B, B
• C++ vyžaduje, aby programátor specifikoval, který člen nadřazené třídy má být použit, tj. "Worker::Person.Age". C++ nepodporuje explicitně opakovatelnou dědičnost, protože neexistuje způsob, jak určit, kterou nadtřídu použít (viz kritika ). C++ také umožňuje vytvoření jedné instance více tříd díky mechanismu virtuální dědičnosti (například " Worker::Person" a " Musician::Person" budou odkazovat na stejný objekt).
• Perl používá seznam tříd, ze kterých se dědí v tomto pořadí. Kompilátor používá první metodu, kterou najde, při hlubokém prohledávání seznamu nadtříd nebo při použití linearizace C3 hierarchie tříd. Různá rozšíření poskytují alternativní schémata složení tříd.
• Python má syntaktickou podporu pro vícenásobnou dědičnost a pořadí základních tříd je určeno linearizačním algoritmem C3 [2] .
• Common Lisp Object System poskytuje plnou kontrolu nad kombinačními metodami programátorem, a pokud to nestačí, pak Metaobject Protocol (Metaobject Protocol) dává programátorovi možnost modifikovat dědičnost, dynamickou správu , implementaci tříd a další interní mechanismy bez strach z ovlivnění stability systému.
• Logtalk podporuje jak rozhraní, tak implementaci vícenásobné dědičnosti tím, že poskytuje deklaraci alias metody , která podporuje jak přejmenování, tak přístup k metodám, které nemusí být dostupné kvůli mechanismu řešení konfliktů.
• Curl povoluje pouze třídy, které jsou výslovně označeny jako znovu dědičné. Přístupné třídy musí definovat sekundární konstruktor pro každý normální konstruktor třídy . Jako první je volán běžný konstruktor, stav přístupné třídy je inicializován konstruktorem podtřídy a sekundární konstruktor je volán pro všechny ostatní podtřídy.
• Ocaml vybere poslední vyhovující definici v seznamu dědičnosti třídy, aby určil metodu implementace, která se má použít v případě nejistoty. Chcete-li přepsat výchozí chování, jednoduše zadejte metodu, která se má volat při definování preferované třídy.
• Tcl umožňuje existenci více nadřazených tříd – jejich posloupnost ovlivňuje rozlišení jmen členů třídy. [3]
• Delphi od verze 2007 umožňuje částečně implementovat vícenásobnou dědičnost pomocí pomocných tříd (Class Helpers) .

Smalltalk , C# , Objective-C , Java , Nemerle a PHP neumožňují vícenásobnou dědičnost, což zabraňuje mnoha nejistotám. Nicméně, kromě Smalltalku, umožňují třídám implementovat více rozhraní . PHP a Ruby navíc umožňují emulovat vícenásobnou dědičnost pomocí mixinů (vlastnosti v PHP a mixiny v Ruby), které stejně jako rozhraní nejsou plnohodnotnými třídami. Vícenásobná dědičnost rozhraní umožňuje rozšířit omezené možnosti.

Kritika

Vícenásobná dědičnost byla kritizována za následující problémy v některých jazycích, zejména C++:

• sémantická nejednoznačnost je často souhrnně reprezentována jako diamantový problém [4] .
• není zde možnost přímého vícenásobného dědění z jedné třídy.
• pořadí dědičnosti mění sémantiku třídy. Konstruktor podřízené třídy volá konstruktory přímých rodičů a ti zase konstruktor prarodiče. Objekt prarodiče však existuje v jediné instanci a nelze jej zkonstruovat dvakrát, takže volání konstruktoru prarodiče pouze konstruktorem první nadřazené třídy v seznamu dědičnosti bude fungovat.

Vícenásobná dědičnost v jazycích s konstruktory ve stylu C++/Java zhoršuje problém dědičnosti konstruktorů a sekvencí konstruktorů, čímž v těchto jazycích vytváří problémy s udržovatelností a rozšiřitelností. Objekty v dědičných vztazích s výrazně odlišnými konstrukčními metodami se v rámci paradigmatu konstruktorové sekvence poměrně obtížně implementují.

Existují však jazyky, které tyto technické záležitosti zvládají (např. Eiffel ).

Existuje názor, že vícenásobná dědičnost je nesprávný koncept, vytvořený nesprávnou analýzou a návrhem. Pro výše uvedený příklad platí zejména následující možnost návrhu. Třída Osoba zahrnuje jeden nebo více objektů třídy Profese. Třídy Student a Hudebník dědí z Profese. StudentMusician tedy bude reprezentován objektem třídy Osoba obsahující objekty třídy Student a Hudebník. Formálně lze vícenásobnou dědičnost provést zpětným inženýrstvím zavedením třídy, která je „metatřídou“ tříd, ze kterých má vícenásobná dědičnost nastat. Ve výše uvedeném příkladu je takovou metatřídou Profese – povolání.

Poznámky

1. ↑ Advokacie Tcl . Získáno 2. prosince 2009. Archivováno z originálu 22. září 2010. (neurčitý)
2. ↑ David M. Beazley. Základní reference Pythonu . — 4. vydání. - Addison-Wesley Professional, 2009. - S.  119 -122. — 717 s. — ISBN 978-0672329784 .
3. ↑ Manuál Tcl: třída . Získáno 2. prosince 2009. Archivováno z originálu dne 4. dubna 2009. (neurčitý)
4. ↑ Vlastnosti: Složitelné jednotky chování . Získáno 2. prosince 2009. Archivováno z originálu 9. srpna 2017. (neurčitý)

Odkazy

• Článek Jonathana Lurieho na Builder.Com o implementacích v jazycích  .NET
• Průvodce Eiffelovou  dědičností
•  Přehled dědičnosti v Ocaml
•  Otevřete Nápovědu pro studenty počítačového programování

Literatura

• Stroustrup, Bjarne (1999). Vícenásobná dědičnost pro C++ . Sborník jarních 1987 European Unix Users Group Conference.
• Objektově orientovaná softwarová konstrukce , druhé vydání, od Bertranda Meyera , Prentice Hall, 1997, ISBN 0-13-629155-4
• Eddy Truyen, Wouter Joosen, Bo Nørregaard, Pierre Verbaeten. Zobecnění a řešení problému dilematu společných předků v objektových systémech založených na delegování  //  Sborník z workshopu Dynamic Aspects Workshop z roku 2004. - 2004. - Ne. 103–119 .