Основы объектно-ориентированного проектирования

         

Критерии для наследования видов


Нет ничего необычного в рассмотрении наследования видов на ранних этапах анализа проблемной области, когда обсуждаются фундаментальные концепции и рассматриваются несколько равно привлекательных критериев классификации. В дальнейших исследованиях часто оказывается, что один из критериев начинает доминировать, выступая в качестве основы построения иерархической структуры. Тогда, как показывает наше обсуждение, следует отказаться от наследования типов в пользу построенной нами схемы.

Все же я нахожу наследование видов полезным при выполнении следующих трех условий:

  • Различные критерии классификации одинаково важны, так что выбор одного в качестве основного представляется спорным.
  • Многие возможные комбинации (такие как в примере: permanent supervisor, temporary engineer, permanent engineer и так далее) являются необходимыми.
  • Рассматриваемые классы настолько важны, что стоит потратить время на разработку лучшей из возможных структур наследования. Чаще всего речь идет в таких случаях о библиотечных классах повторного использования.

Примером приложения, удовлетворяющего этим критериям, является библиотека Base с ее структурой иерархии на верхних уровнях, описанная в последней лекции этой книги. Классы, полученные в результате этих усилий, в деталях описаны в [M 1994а]. Они построены в традиции естественных наук с применением таксономических принципов систематической классификации основных программистских структур. Верхняя часть этой иерархии выглядит так:


Рис. 6.15.  Классификация, основанная на видах фундаментальных программистских структур

Классификация на первом уровне (BOX, COLLECTION, TRAVERSABLE) основана на типах; уровень ниже (и многие другие, не показанные на рисунке) задают классификацию подтипов. Структура контейнера характеризуется тремя различными критериями:

  • COLLECTION определяет доступ к элементам. Класс SET позволяет определить сам факт присутствия элемента, в то время как BAG позволяет также посчитать число вхождений данного элемента.
    Дальнейшие уточнения включают такие абстракции доступа, как SEQUENCE (элементы доступны последовательно), STACK (элементы доступны в порядке, обратном их включению) и так далее.
  • BOX определяет представление элементов. Варианты включают конечные и бесконечные структуры. Конечные структуры могут быть ограниченными и не ограниченными. Ограниченные структуры могут быть фиксированными или изменяемого размера.
  • TRAVERSABLE определяет способы обхода структур.
Интересно отметить, что эта иерархия не начиналась, как иерархия видов. Начальная идея состояла в том, чтобы определить BOX, COLLECTION и TRAVERSABLE как несвязанные классы, каждый, задающий вершину своей независимой иерархии. Затем при описании реализации любой специальной структуры данных использовать множественное наследование с родителями из каждой иерархии. Например, связный список является конечным и неограниченным с последовательным доступом и линейным способом обхода.


Рис. 6.16.  Построение структуры данных комбинированием абстракций путем множественного наследования

Но затем мы осознали, что независимые семейства классов BOX, COLLECTION и TRAVERSABLE не лучший способ: им всем потребовались некоторые общие компоненты, в частности has (тест на проверку членства) и empty (тест на отсутствие элементов). Все это указывало на необходимость иметь общего родителя - CONTAINER, где эти общие свойства теперь и появляются. Следовательно, структура, изначально спроектированная как чистое множественное наследование с тремя непересекающимися иерархиями, превратилась в структуру с наследованием типов, приводящую к дублируемому наследованию.

Изначально трудно было сделать все сразу правильным, но со временем структура стала гибкой, стабильной и полезной. Она подтверждает заключение нашего обсуждения: наследование видов не для слабонервных. Когда оно применимо, то играет ключевую роль в сложных проблемных областях, где взаимодействуют многие критерии. Если усилия по ее созданию оправданы, как при создании фундаментальных библиотек повторно используемых компонентов, то их необходимо совершить.


Содержание раздела







Forekc.ru
Рефераты, дипломы, курсовые, выпускные и квалификационные работы, диссертации, учебники, учебные пособия, лекции, методические пособия и рекомендации, программы и курсы обучения, публикации из профильных изданий