Mixin - Mixin

В объектно-ориентированные языки программирования, а миксин (или же смешивание)^[1][2][3][4] это учебный класс который содержит методы для использования другими классами без необходимости быть родительским классом этих других классов. Как эти другие классы получают доступ к методам миксина, зависит от языка. Миксины иногда описываются как «включенные», а не «унаследованные».

Миксины поощряют повторное использование кода и может использоваться, чтобы избежать неоднозначности наследования, которую может вызвать множественное наследование.^[5] ("проблема с алмазом "), или чтобы обойти отсутствие поддержки множественного наследования в языке. Миксин также можно рассматривать как интерфейс с реализованными методы. Этот шаблон является примером принудительного применения принцип инверсии зависимостей.

История

Впервые миксины появились в Символика объектно-ориентированный Ароматизаторы система (разработанная Говардом Кэнноном), которая представляла собой подход к объектной ориентации, используемый в Лисп-машина Лисп. Название было вдохновлено Кафе-мороженое Стива в Сомервилле, Массачусетс:^[1] Владелец магазина мороженого предложил мороженое с базовым вкусом (ваниль, шоколад и т. Д.), Смешанное с комбинацией дополнительных продуктов (орехи, печенье, помадка и т. Д.), Назвав продукт «а»смешивание ", его собственный товарный знак в то время.^[2]

Определение

Миксины - это языковая концепция, которая позволяет программисту вставлять некоторый код в учебный класс. Программирование миксинов - это стиль разработка программного обеспечения, в котором функциональные единицы создаются в классе, а затем смешиваются с другими классами.^[6]

Класс миксина действует как родительский класс, содержащий желаемую функциональность. А подкласс затем может наследовать или просто повторно использовать эту функциональность, но не как средство специализации. Обычно миксин экспортирует желаемую функциональность в дочерний класс, не создавая жестких, единых отношений. В этом заключается важное различие между концепциями миксинов и наследование, в том, что дочерний класс по-прежнему может наследовать все функции родительского класса, но не обязательно применять семантику о том, что дочерний элемент «является разновидностью» родителя.

Преимущества

1. Он обеспечивает механизм для множественное наследование позволяя нескольким классам использовать общие функции, но без сложной семантики множественного наследования.^[7]
2. Возможность повторного использования кода: Mixins полезны, когда программист хочет разделить функциональность между разными классами. Вместо того чтобы повторять один и тот же код снова и снова, общие функции можно просто сгруппировать в миксин, а затем включить в каждый класс, который этого требует.^[8]
3. Миксины позволяют наследовать и использовать только желаемые функции родительского класса, не обязательно все функции родительского класса.^[9]

Реализации

В Симула классы определены в блоке, в котором атрибуты, методы и инициализация класса определены вместе; таким образом, все методы, которые могут быть вызваны в классе, определены вместе, и определение класса завершено.

В Ароматизаторы, миксин - это класс, от которого другой класс может наследовать определения и методы слотов. У миксина обычно нет прямых экземпляров. Поскольку Flavor может наследовать более чем от одного другого Flavor, он может наследовать от одного или нескольких миксинов. Обратите внимание, что оригинальные Flavors не использовали общие функции.

In New Flavors (преемник Flavors) и ЗАКРЫТЬ, методы организованы в "общие функции ". Эти общие функции представляют собой функции, которые определяются в нескольких случаях (методах) с помощью диспетчеризации классов и комбинаций методов.

CLOS и Flavors позволяют методам миксина добавлять поведение к существующим методам: :перед и :после демоны, громады и обертки в Flavors. CLOS добавлен :вокруг методы и возможность вызова теневых методов через ВЫЗОВ-СЛЕДУЮЩИЙ-МЕТОД. Так, например, миксин-блокировка-поток может добавить блокировку для существующих методов класса потока. В Flavors можно было бы написать обертку или громадину, а в CLOS можно было бы использовать :вокруг метод. И CLOS, и Flavors допускают повторное использование вычислений с помощью комбинаций методов. :перед, :после и :вокруг методы - это особенность стандартной комбинации методов. Предусмотрены другие комбинации методов.

Примером может служить + комбинация методов, где результирующие значения каждого из применимых методов универсальной функции арифметически складываются для вычисления возвращаемого значения. Это используется, например, с примесью границы для графических объектов. Графический объект может иметь функцию общей ширины. Бордер-миксин добавляет границу вокруг объекта и имеет метод, вычисляющий его ширину. Новый класс пуговица с окантовкой (который является одновременно графическим объектом и использует граница mixin) будет вычислять его ширину, вызывая все применимые методы ширины - через + комбинация методов. Все возвращаемые значения добавляются и создают общую ширину объекта.

В статье OOPSLA 90,^[10] Гилад Браха и Уильям Кук по-новому интерпретируют различные механизмы наследования, обнаруженные в Smalltalk, Beta и CLOS, как особые формы наследования миксинов.

Языки программирования, использующие миксины

Кроме ароматизаторов и CLOS (часть Common Lisp ), некоторые языки, использующие миксины:

• Ада (путем расширения существующей записи с тегами произвольными операциями в универсальном)
• Кобра
• Холодный синтез (Класс на основе использования включает и объект на основе назначения методов от одного объекта другому во время выполнения)
• Завиток (с Curl RTE)
• D (называется "шаблонные миксины"; D также включает "миксин" оператор, который компилирует строки как код.)
• Дротик
• Фактор^[11]
• Groovy
• Делегирование JavaScript - функции как роли (черты и миксы)
• Котлин
• Меньше
• OCaml
• Perl (через роли в расширении Moose объектной системы Perl 5)
• PHP "s"черты "
• Мэджик
• Python
• Ракетка (документация миксинов )
• Раку
• Рубин
• Scala^[12]
• XOTcl /TclOO (объектные системы, встроенные в Tcl )^[13]
• Sass (язык таблиц стилей)
• Болтовня
• Вала
• Быстрый
• SystemVerilog
• Машинопись (документация миксинов )

Некоторые языки не поддерживают миксины на уровне языка, но могут легко имитировать их, копируя методы из одного объекта в другой во время выполнения, тем самым «заимствуя» методы миксина. Это также возможно с статически типизированный языков, но для этого требуется создание нового объекта с расширенным набором методов.

Другие языки, которые не поддерживают миксины, могут поддерживать их в обходной форме через другие языковые конструкции. C # и Visual Basic .NET поддерживают добавление методов расширения в интерфейсы, то есть любой класс, реализующий интерфейс с определенными методами расширения, будет иметь методы расширения, доступные как псевдо-члены.

Примеры

В Common Lisp

Common Lisp предоставляет миксины в CLOS (Common Lisp Object System), аналогичные Flavors.

ширина объекта является универсальной функцией с одним аргументом, который использует + комбинация методов. Эта комбинация определяет, что все применимые методы для универсальной функции будут вызваны, а результаты будут добавлены.

(defgeneric ширина объекта (объект)  (: комбинация методов +))

кнопка - это класс с одним слотом для текста кнопки.

(defclass кнопка ()  ((текст : initform "нажми на меня")))

Существует метод для объектов класса button, который вычисляет ширину на основе длины текста кнопки. + квалификатор метода для одноименной комбинации методов.

(defmethod ширина объекта + ((объект кнопка))   (* 10 (длина (значение слота объект 'текст))))

А пограничная смесь учебный класс. Именование - это просто соглашение. Нет ни суперклассов, ни слотов.

(defclass пограничная смесь () ())

Есть метод вычисления ширины границы. Здесь их всего 4.

(defmethod ширина объекта + ((объект пограничная смесь))  4)

пуговица с окантовкой это класс, наследующий от обоих пограничная смесь и кнопка.

(defclass пуговица с окантовкой (пограничная смесь кнопка) ())

Теперь мы можем вычислить ширину кнопки. Вызов ширина объекта вычисляет 80. Результат является результатом единственного применимого метода: метода ширина объекта для класса кнопка.

? (ширина объекта (make-instance 'кнопка))80

Мы также можем вычислить ширину пуговица с окантовкой. Вызов ширина объекта вычисляет 84. Результат - это сумма результатов двух применимых методов: метод ширина объекта для класса кнопка и метод ширина объекта для класса пограничная смесь.

? (ширина объекта (make-instance кнопка с рамкой))84

В Python

В Python, то SocketServer модуль^[14] имеет как UDPServer класс и TCPServer учебный класс. Они действуют как серверы для UDP и TCP сокет-серверы соответственно. Дополнительно есть два класса миксинов: Разветвление и ThreadingMixIn. Обычно все новые соединения обрабатываются в рамках одного процесса. Расширяя TCPServer с ThreadingMixIn следующее:

учебный класс Потоки TCPServer(ThreadingMixIn, TCPServer):    проходить

в ThreadingMixIn класс добавляет функциональность к TCP-серверу, так что каждое новое соединение создает новое нить. Используя тот же метод, ПотокиUDPServer можно создать без дублирования кода в ThreadingMixIn. В качестве альтернативы, используя Разветвление приведет к тому, что процесс будет раздвоенный для каждого нового подключения. Ясно, что функциональность для создания нового потока или разветвления процесса не очень полезна в качестве автономного класса.

В этом примере использования миксины предоставляют альтернативную базовую функциональность, не влияя на функциональность в качестве сервера сокетов.

В Ruby

Большая часть мира Ruby основана на миксинах через Модули. Концепция миксинов реализована в Ruby ключевым словом включают которому мы передаем имя модуля как параметр.

Пример:

учебный класс Ученик  включают Сопоставимый # Класс Student наследует модуль Comparable с помощью ключевого слова include  attr_accessor :имя, :счет  def инициализировать(имя, счет)    @имя = имя    @счет = счет  конец  # Включение модуля Comparable требует, чтобы реализующий класс определил оператор сравнения <=>  # Вот оператор сравнения. Мы сравниваем 2 экземпляра студентов на основе их оценок.  def <=>(Другой)    @счет <=> Другой.счет  конец  # Хороший момент - я бесплатно получаю доступ к <, <=,>,> = и другим методам Comparable Interface.конецs1 = Ученик.новый("Питер", 100)s2 = Ученик.новый("Джейсон", 90)s1 > s2 #истинныйs1 <= s2 #ложный

В JavaScript

В Объектно-буквальный и продлевать Подход

Технически возможно добавить поведение к объекту, привязав функции к ключам в объекте. Однако это отсутствие разделения между состоянием и поведением имеет недостатки:

1. Он смешивает свойства области модели со свойствами области реализации.
2. Нет разделения общего поведения. Метаобъекты решают эту проблему, отделяя специфичные для предметной области свойства объектов от специфических свойств их поведения.^[15]

Функция расширения используется для смешивания поведения в:^[16]

'использовать строго';const Халфлинг = функция (fName, lName) {  это.имя = fName;  это.фамилия = lName;};const миксин = {  полное имя() {    возвращаться это.имя + ' ' + это.фамилия;  },  переименовать(первый, последний) {    это.имя = первый;    это.фамилия = последний;    возвращаться это;  }};// Функция расширенияconst продлевать = (объект, миксин) => {  Объект.ключи(миксин).для каждого(ключ => объект[ключ] = миксин[ключ]);  возвращаться объект;};const Сэм = новый Халфлинг('Сэм', 'Loawry');const Фродо = новый Халфлинг('Фрида', 'Baggs');// Смешиваем другие методыпродлевать(Халфлинг.прототип, миксин);консоль.бревно(Сэм.полное имя());  // Сэм Лауриконсоль.бревно(Фродо.полное имя());  // Фрида БэггсСэм.переименовать('Samwise', "Гэмджи");Фродо.переименовать('Фродо', 'Бэггинс');консоль.бревно(Сэм.полное имя());  // Сэмвайз Гэмджиконсоль.бревно(Фродо.полное имя());  // Фродо Бэггинс

Смешивание с использованием Object.assign ()

'использовать строго';// Создание объектаconst obj1 = {  имя: 'Марк Аврелий',  город: 'Рим',  родившийся: '121-04-26'};// Mixin 1const mix1 = {  нанизывать() {    возвращаться `${это.имя} родился в ${это.город} в ${это.родившийся}`;  },  возраст() {    const год = новый Дата().getFullYear();    const родившийся = новый Дата(это.родившийся).getFullYear();    возвращаться год - родившийся;  }};// Mixin 2const mix2 = {  нанизывать() {    возвращаться `${это.имя} - ${это.город} - ${это.родившийся}`;  }};// Добавляем методы из миксинов в объект с помощью Object.assign ()Объект.назначать(obj1, mix1, mix2);консоль.бревно(obj1.нанизывать());   // Марк Аврелий - Рим - 121-04-26консоль.бревно(`Его возраст ${obj1.возраст()} с сегодняшнего дня);  // На сегодняшний день ему 1897 год.

Чистая функция и делегирование на основе Подход Flight-Mixin

Несмотря на то, что первый описанный подход в основном широко распространен, следующий ближе к тому, что по сути предлагает ядро ​​языка JavaScript - Делегация.

Два шаблона, основанные на функциональных объектах, уже справляются со своей задачей без необходимости сторонней реализации продлевать.

'использовать строго';// Выполнениеconst EnumerableFirstLast = (функция () { // шаблон модуля на основе функции.  const первый = функция () {      возвращаться это[0];    },    последний = функция () {      возвращаться это[это.длина - 1];    };  возвращаться функция () {      // основанная на функциях механика Flight-Mixin ...    это.первый  = первый;  // ... ссылаясь на ...    это.последний   = последний;   // ... общий код.  };}());// Приложение - явное делегирование:// применяем перечислимое поведение [first] и [last] к [прототипу] [Array].EnumerableFirstLast.вызов(Множество.прототип);// Теперь вы можете:const а = [1, 2, 3];а.первый(); // 1а.последний();  // 3

На других языках

в Завиток В языке веб-контента используется множественное наследование, поскольку классы без экземпляров могут реализовывать методы. Общие миксины включают все изменяемые скины ControlUIунаследовал от SkinnableControlUI, пользовательский интерфейс делегирует объекты, требующие раскрывающихся меню, унаследованных от StandardBaseDropdownUI и таких явно названных классов миксинов, как FontGraphicMixin, FontVisualMixin и NumericAxisMixin-of учебный класс. В версии 7.0 добавлен доступ к библиотеке, так что миксины не обязательно должны быть в одном пакете или быть общедоступными абстракциями. Конструкторы Curl - это фабрики, которые упрощают использование множественного наследования без явного объявления интерфейсов или миксинов.^{[нужна цитата ]}

Интерфейсы и особенности

Java 8 представляет новую функцию в виде методов по умолчанию для интерфейсов.^[17] По сути, это позволяет определять метод в интерфейсе с приложением в сценарии, когда новый метод должен быть добавлен к интерфейсу после завершения настройки программирования класса интерфейса. Добавление новой функции к интерфейсу означает реализацию метода в каждом классе, использующем интерфейс. В этом случае помогают методы по умолчанию, когда они могут быть введены в интерфейс в любое время и имеют реализованную структуру, которая затем используется ассоциированными классами. Следовательно, методы по умолчанию добавляют возможность применения концепции в виде миксинов.

Интерфейсы в сочетании с аспектно-ориентированное программирование может также создавать полноценные миксины на языках, поддерживающих такие функции, например, C # или Java. Кроме того, за счет использования шаблон интерфейса маркера, общее программирование, и методы расширения, C # 3.0 может имитировать миксины. В C # 3.0 появились методы расширения [2], и их можно применять не только к классам, но также и к интерфейсам. Методы расширения обеспечивают дополнительную функциональность для существующего класса без изменения класса. Затем становится возможным создать статический вспомогательный класс для конкретной функциональности, определяющей методы расширения. Поскольку классы реализуют интерфейс (даже если фактический интерфейс не содержит каких-либо методов или свойств для реализации), он также подберет все методы расширения.^[3][4][18] C # 8.0 добавляет функцию методов интерфейса по умолчанию.^[19]

ECMAScript (в большинстве случаев реализованный как JavaScript) не требует имитации композиции объекта путем пошагового копирования полей из одного объекта в другой. Это изначально^[20] поддерживает Черта и миксин^[21][22] на основе композиции объектов через функциональные объекты, которые реализуют дополнительное поведение, а затем делегируются через вызов или же подать заявление объектам, которые нуждаются в такой новой функциональности.

В Scala

Scala имеет богатую систему типов, и трейты являются ее частью, которая помогает реализовать поведение миксинов. Как следует из их названия, Traits обычно используются для обозначения отдельной функции или аспекта, который обычно ортогонален ответственности конкретного типа или, по крайней мере, определенного экземпляра.^[23]Например, способность петь моделируется как такая ортогональная характеристика: ее можно применить к птицам, людям и т. Д.

черта Певица{  def петь { println("пение ...") }  // больше методов}учебный класс Птица расширяет Певица

Здесь Bird смешал все методы признака в свое собственное определение, как если бы класс Bird определил метод sing () самостоятельно.

В качестве расширяет также используется для наследования от суперкласса, в случае признака расширяет используется, если суперкласс не наследуется и только для примеси в первом признаке. Все следующие черты смешаны с использованием ключевого слова с.

учебный класс Человекучебный класс Актер расширяет Человек с Певицаучебный класс Актер расширяет Певица с Исполнитель

Scala позволяет смешивать трейт (создавать анонимный тип) при создании нового экземпляра класса. В случае экземпляра класса Person не все экземпляры могут петь. Эта функция применяется тогда:

учебный класс Человек{  def рассказать {  println (" Человек ") }  // больше методов}вал пение = новый Человек с Певицапение.петь

В Swift

Mixin может быть реализован в Swift с помощью языковой функции, называемой реализацией по умолчанию в расширении протокола.

 1 протокол ErrorDisplayable { 2     func ошибка(сообщение:Нить) 3 } 4  5 расширение ErrorDisplayable { 6     func ошибка(сообщение:Нить) { 7         // Делаем то, что нужно, чтобы показать ошибку 8         //... 9         Распечатать(сообщение)10     }11 }12 13 структура Сетевой менеджер : ErrorDisplayable {14     func onError() {15         ошибка("Пожалуйста, проверьте подключение к интернету.")16     }17 }

Смотрите также

• Абстрактный тип
• Шаблон декоратора
• Дизайн на основе политик
• Черта, аналогичная конструкция, не требующая линейной композиции

Рекомендации

внешняя ссылка

• MixIn в Портлендском репозитории паттернов
• Миксины в ActionScript
• Объектная система Common Lisp: обзор к Ричард П. Габриэль а Линда ДеМишил дает хорошее введение в мотивацию определения классов с помощью общих функций.