Основы объектно-ориентированного проектирования

         

Один механизм, или несколько?


Заметьте, это обсуждение предполагает в качестве основы раннюю презентацию, определяющую смысл наследования (см. лекцию 14 курса "Основы объектно-ориентированного программирования").

Разнообразие использования наследования, чему свидетельством является предшествующее рассмотрение, может создавать впечатление, что должны существовать разнообразные механизмы языка, покрывающие основополагающие понятия. В частности, ряд авторов предлагают разделение наследование модуля, в особенности как средства повторного использования существующих компонентов в новом модуле, и наследования типа, в частности механизма классификации типов.

Такое разделение нанесло бы больше вреда, чем принесло пользы. Вот несколько доводов.

Во-первых, сведение наследования к двум категориям не отражает всего разнообразия, вводимого нашей классификацией. Так как никто не будет отстаивать введение десяти различных языковых механизмов, то введение двух механизмов приводило бы к ограниченному результату.

Практическим следствием были бы бесполезные методологические обсуждения: предположим, вы хотите наследовать от класса итератора, такого как LINEAR_ITERATOR; следует ли использовать наследование модуля или наследование типа? Можно приводить аргументы в защиту одного и другого решения. Вклад этого предложения в критерий качества нашего ПО и скорость его создания будут фактически нулевыми.

В упражнении У6.8 требуется проанализировать наши категории, отнеся их либо к наследованию модуля, либо к наследованию типа.

Интересно задуматься и о тех последствиях в усложнении языка, к которым привело бы такое разделение. Наследование сопровождается несколькими вспомогательными механизмами, большинство из которых необходимо обоим видам:

  • Переопределение полезно как для подтипов (вспомните RECTANGLE, переопределяющий perimeter от POLYGON) и для расширения модуля (принцип Открыт-Закрыт требует при наследовании модуля сохранения гибкости изменений, без чего будет потеряно одно из главных преимуществ ОО-метода).
  • Переименование полезно при наследовании модуля.
    Полагать его неподходящим при наследовании типа (см. [Breu 1995]) представляется серьезным ограничением. При моделировании внешней системы варианты некоторого понятия могут вводить специальную терминологию, которую желательно сохранить в ПО. Класс STATE_INSTITUTIONS в географической или выборной информационной системе может иметь потомка LOUISIANA_INSTITUTIONS, отражающего особенности политической структуры штата Луизиана, поэтому вполне ожидаемо желание потомка переименовать компонент counties, задающий список округов штатов, в parishes - имя, используемое для округа в данном штате.
  • Дублируемое наследование может встретиться для любой из форм. Так как можно ожидать, что только наследование модуля сохранит полиморфную подстановку, то при наследовании типов тут же возникнет необходимость разбора случаев и предложения select со всеми недостатками при появлении новых случаев. Появляются и другие вопросы - когда разделять компоненты, а когда их дублировать.
  • При введении в язык новых механизмов они взаимодействуют друг с другом и с другими механизмами языка. Должны ли мы защитить класс от совместного наследования и модуля, и типа? Если да, то будут возмущены разработчики, использующие класс двумя возможными способами, если нет, мы откроем ящик Пандоры, грозящий появлением множества проблем - конфликтов имен, переопределений и так далее.
Все это ради преимуществ пуристской точки зрения - ограниченной и спорной. Нет ничего плохого в защите спорной точки зрения, но следует быть крайне осторожным в нововведениях и учитывать их последствия для пользователей языка. И снова примером может служить Эдсгар Дейкстра в исследовании goto. Он не только в деталях объяснил все недостатки этой инструкции, основываясь на теории конструирования ПО и процесса его выполнения, но и показал, как можно без труда заменить этот механизм. В данном же случае убедительные аргументы не представлены, по крайней мере, я не увидел, почему "плохо" иметь единый механизм, покрывающий как наследование модулей, так и наследование типа.

Помимо общих возражений, основанных на предвзятых идеях о том, каково должно быть наследование, приводится лишь один серьезный аргумент против единого механизма наследования - сложность статической проверки типов, возникающая при этом подходе. Эта проблема полностью анализировалась в лекции 17 курса "Основы объектно-ориентированного программирования", бремя ее решения возлагается на компиляторы, которые признают это бремя разумным, если этим существенно облегчается жизнь разработчиков.

Как покажет в конечном итоге это обсуждение, возможность иметь единый механизм для наследования модуля и типа является результатом важнейшего решения ОО-конструирования ПО: унификации концепций модуля и типа в едином понятии класса. Если мы принимаем классы как модули и как типы, то следует принять и наследование, аккумулирующее модули и типы.


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