Többszörös öröklés

A többszörös öröklődés az objektumorientált programozási nyelvek egy  része által támogatott tulajdonság , amikor egy osztálynak több szuperosztálya is lehet (közvetlen szülőosztály), az interfészek számos programozási nyelvben támogatják a többszörös öröklődést. Ez a fogalom az "egyszerű (vagy egyszeri) öröklődés " ( angolul  single inheritance ) kiterjesztése, amelyben egy osztály csak egy szuperosztályból örökölhet.

A többszörös öröklődést támogató nyelvek a következők: Io , Eiffel , C++ , Dylan , Python , néhány JavaScript osztály implementáció (pl. dojo .declare ), Perl 6 , Curl , Common Lisp (a CLOS -nak köszönhetően ), OCaml , Tcl (az Incrementalnak köszönhetően) Tcl ) [1] , valamint Object REXX ( mixin osztályok használata miatt ).

Áttekintés

A többszörös öröklődés lehetővé teszi egy osztály számára, hogy sok más osztálytól örököljön funkcionalitást, például egy osztály StudentMusicianörökölhet osztályból Person, osztályból Musicianés osztályból Worker, amelyek rövidítése a következőképpen lehetséges:

A többszörös öröklődés bizonytalansága, mint a fenti példában, akkor fordul elő, ha például egy osztály az és Musicianosztályokból örökli , az osztály pedig a ; hasonló helyzetet rombusz alakú öröklődésnek nevezünk . Így a következő szabályokat kapjuk: PersonWorkerWorkerPerson

Ha a fordító a StudentMusician osztályt nézi, akkor tudnia kell, hogy az osztályok jellemzőit kombinálni kell-e, vagy külön kell-e lenniük. Például logikus lenne a Személy osztály „életkorát” (életkorát) a StudentMusician osztályhoz csatolni. Egy személy életkora nem változik, ha személynek (személynek), dolgozónak (munkásnak) vagy zenésznek (zenésznek) tekinti. Teljesen logikus lenne azonban a „Név” tulajdonság elkülönítése a Személy és a Zenész osztályokban, ha a valódi nevüktől eltérő művésznevet használnak. Az egyesülési és felosztási opciók tökéletesen érvényesek a saját környezetükben, és csak a programozó tudja, hogy melyik opció a megfelelő a tervezett osztályhoz.

A nyelvek többféleképpen kezelhetik az ilyen beágyazott öröklődési problémákat, például:

• Az Eiffel lehetőséget biztosít a programozónak arra, hogy a szuperosztályokból származó öröklött tagokat kifejezetten kombinálja vagy felosztja. Az Eiffel automatikusan egyesíti az elemeket, ha azonos nevük és megvalósításuk van. Az osztály szerzője átnevezheti az örökölt tagokat, hogy szétválasztja őket. Ezenkívül az Eiffel lehetővé teszi, hogy kifejezetten újraörökölje a A: B, B.
• A C++ megköveteli a programozótól, hogy adja meg, hogy melyik szülő osztálytagot használja, azaz a "Worker::Person.Age"-t. A C++ nem támogatja az explicit módon megismételhető öröklődést, mert nincs mód annak meghatározására, hogy melyik szuperosztályt használja (lásd a kritikát ). A C++ lehetővé teszi több osztály egyetlen példányának létrehozását is a virtuális öröklési mechanizmus miatt (például a " Worker::Person" és a " Musician::Person" ugyanarra az objektumra utal).
• A Perl az öröklendő osztályok listáját használja ebben a sorrendben. A fordító az első talált metódust használja, amikor a szuperosztályok listájában mélyen keres , vagy az osztályhierarchia C3-as linearizálását használja. A különféle kiterjesztések alternatív osztályösszetételi sémákat kínálnak.
• A Python szintaktikai támogatással rendelkezik a többszörös öröklődéshez, és az alaposztályok sorrendjét a C3 linearizációs algoritmus határozza meg [2] .
• A Common Lisp Object System teljes körű vezérlést biztosít a programozó által a kombinációs metódusok felett, és ha ez nem elég, akkor a Metaobject Protocol ( Metaobject Protocol) lehetőséget ad a programozónak az öröklődés, a dinamikus menedzsment , az osztálymegvalósítás és egyéb belső mechanizmusok módosítására félelem attól, hogy befolyásolja a rendszer stabilitását.
• A Logtalk támogatja az interfészek és a többszörös öröklődés megvalósítását is azáltal, hogy egy alias metódusdeklarációt biztosít, amely támogatja az átnevezést és az olyan metódusokhoz való hozzáférést, amelyek az ütközésfeloldó mechanizmus miatt esetleg nem állnak rendelkezésre.
• A Curl csak azokat az osztályokat engedélyezi, amelyek kifejezetten újraörökölhetőként vannak megjelölve . Az elérhető osztályoknak meg kell határozniuk egy másodlagos konstruktort minden normál osztálykonstruktorhoz . Először a normál konstruktort hívják meg, az elérhető osztály állapotát az alosztály konstruktorja inicializálja, a másodlagos konstruktort pedig az összes többi alosztályhoz.
• Az Ocaml az utolsó egyező definíciót választja az osztályöröklési listában, hogy meghatározza a bizonytalanság esetén használandó megvalósítási metódust. Az alapértelmezett viselkedés felülbírálásához egyszerűen adjon meg egy metódust, amelyet a preferált osztály meghatározásakor hívni kell.
• A Tcl lehetővé teszi több szülőosztály létezését – ezek sorrendje befolyásolja az osztálytagok nevének felbontását. [3]
• A Delphi a 2007-es verzió óta lehetővé teszi a többszörös öröklődés részleges megvalósítását osztálysegédekkel (Osztálysegítők) .

A Smalltalk , a C# , az Objective-C , a Java , a Nemerle és a PHP nem teszi lehetővé a többszörös öröklődést, ami sok bizonytalanságot elkerül. A Smalltalkon kívül azonban lehetővé teszik az osztályok számára több interfész megvalósítását . Ezenkívül a PHP és a Ruby lehetővé teszi a többszörös öröklődés emulálását mixinek használatával (jellemzők a PHP-ben és mixinek a Rubyban), amelyek az interfészekhez hasonlóan nem teljes értékű osztályok. Az interfészek többszörös öröklése lehetővé teszi a korlátozott képességek kiterjesztését.

Kritika

A többszörös öröklődést a következő problémák miatt kritizálták egyes nyelveken, különösen a C++ nyelven:

• a szemantikai kétértelműséget gyakran gyémántproblémának nevezik [4] .
• nincs lehetőség közvetlen többszörös öröklődésre egy osztályból.
• az öröklődés sorrendje megváltoztatja az osztály szemantikáját. A gyermek osztály konstruktora a közvetlen szülők konstruktorát hívja, azok pedig a nagyszülő konstruktorát. A nagyszülő objektum azonban egyetlen példányban létezik, és nem szerkeszthető kétszer, így a nagyszülő konstruktort csak az öröklési lista első szülőosztályának konstruktora hívja meg.

A többszörös öröklődés a C++/Java-stílusú konstruktorokkal rendelkező nyelveken súlyosbítja a konstruktor öröklődésének és a konstruktor sorozatok problémáját, így karbantarthatósági és bővíthetőségi problémákat okoz ezeken a nyelveken. A jelentősen eltérő konstrukciós módszerekkel öröklődő kapcsolatokban lévő objektumokat meglehetősen nehéz megvalósítani a konstruktor sorozat paradigmáján belül.

Vannak azonban olyan nyelvek, amelyek kezelik ezeket a technikai jellemzőket (pl. Eiffel ).

Van olyan vélemény, hogy a többszörös öröklődés hibás fogalom, amelyet rossz elemzés és tervezés generál. Különösen a következő tervezési lehetőség érvényes a fenti példára. A Személy osztály a Profession osztály egy vagy több objektumát tartalmazza. A Diák és a Zenész osztályok a szakmából öröklődnek. Így a StudentMusiciant a Személy osztály egy objektuma fogja képviselni, amely a Diák és a Zenész osztály objektumait tartalmazza. Formálisan a többszörös öröklődés visszafejthető egy olyan osztály bevezetésével, amely azon osztályok "metaosztálya", amelyekből többszörös öröklődés következik be. A fenti példában egy ilyen metaosztály a Profession – egy szakma.

Jegyzetek

1. ↑ Tcl Advocacy . Letöltve: 2009. december 2. Az eredetiből archiválva : 2010. szeptember 22.. (határozatlan)
2. ↑ David M. Beazley. Python Essential Reference . — 4. kiadás. - Addison-Wesley Professional, 2009. - S.  119 -122. — 717 p. — ISBN 978-0672329784 .
3. ↑ Tcl kézikönyv: osztály . Letöltve: 2009. december 2. Az eredetiből archiválva : 2009. április 4.. (határozatlan)
4. ↑ Jellemzők: A viselkedés összeállítható egységei . Letöltve: 2009. december 2. Az eredetiből archiválva : 2017. augusztus 9.. (határozatlan)

Linkek

•  Jonathan Lurie Builder.Com cikke a .NET nyelveken történő megvalósításokról
•  Eiffel öröklési útmutató
•  Az Ocaml öröklésének áttekintése
• Nyissa meg a Súgót számítógép-programozó  hallgatóknak

Irodalom

• Stroustrup, Bjarne (1999). Többszörös öröklés a C++ számára . Az 1987. tavaszi Európai Unix-felhasználók csoportjának konferenciájának anyaga.
• Objektum-orientált szoftverkonstrukció , második kiadás, Bertrand Meyer , Prentice Hall, 1997, ISBN 0-13-629155-4
• Eddy Truyen, Wouter Joosen, Bo Nørregaard, Pierre Verbaeten. Általánosítás és megoldás a közös ősdilemma problémára a delegáció-alapú objektumrendszerekben  //  A 2004-es Dinamikus szempontok Workshop anyaga. - 2004. - Nem. 103–119 .