Примесь (программирование)

Примесь (англ. mixin) — элемент языка программирования (обычно класс или модуль), реализующий какое-либо чётко выделенное поведение. Используется для уточнения поведения других классов, не предназначен для порождения самостоятельно используемых объектов. В объектно-ориентированных языках программирования является способом реализации классов, отличным от широко используемых принципов, пришедших из языка программирования Simula. Механизм впервые реализован в Flavors. Преимуществом примесей является то, что повышая повторную используемость текстов программ, этот метод избегает многих проблем множественного наследования. Однако при этом метод накладывает свои ограничения.

Реализация

В большинстве объектно-ориентированных языков, начиная с Simula класс определяется атрибутами, методами, конструкторами и деструкторами как единое, тесно связанное целое. Определение класса обладает полнотой.

В языке с использованием примесей класс определяется только с атрибутами и параметрами, связанными с классом. Методы определяются в другом месте, как в Flavors и CLOS, и являются обобщёнными функциями. Последние реализуются для различных типов посредством диспетчеризации.

Кроме Flavors и CLOS, примеси поддерживают следующие языки:

• Ruby;
• D;
• Python;
• Scala.

Пример

Использование примесей

Пример на языке Руби. Класс реализует простую концепцию возраста. Значение возраста хранится во внутренней переменной «age», которая открыта для записи и чтения. Для получения возможности сравнения возрастов класс реализует один оператор «<=>», а все остальные (больше, меньше, равно и т. д.) реализуются с использованием этого метода во включаемом модуле «Comparable». <source lang="ruby">class Age

   include Comparable
   
   attr_accessor(:age)
   
   def <=>(cmp)
       @age <=> cmp.age
   end

end</source> Пример демонстрирует создание объектов и использование «подмешанных» методов: <source lang="ruby">a, b = Age.new, Age.new a.age = 10 b.age = 11 if a < b then puts "Да, да, да." end</source>

Эмуляция

Примеси можно рассматривать как неполную реализацию множественного наследования, его частный вид. В языках поддерживающих множественное наследование примеси могут легко эмулироваться. Например, в C++ следующий класс может использоваться для добавления в класс оператора «!=» при наличии оператора «==»: <source lang="cpp"> template <typename T> struct AddNoEq {

   bool operator!=(const T &cmp) const {
       return !(static_cast<const T&>(*this) == cmp);
   }
};

</source>Простой пример использования для класса комплексных чисел: <source lang="cpp"> #include <iostream>

struct Complex : public AddNoEq<Complex> {
   Complex(int re, int im): re_(re), im_(im) { }
   
   bool operator==(const Complex& cmp) const {
       return cmp.re_ == this->re_ && cmp.im_ == this->im_;
   }
   // ...
private:
   int re_, im_;
};

int main()
{
   Complex a(1, 2), b(2, 3);

    if (a != b)
    std::cout << "Так и должно быть" << std::endl;
    
    return 0;
}

</source>Данный метод в более развёрнутом виде используется в библиотеке «Boost operators».

Замечание

Близкую к примесям функциональность предоставляют интерфейсы в языках вроде Java и C#, c тем отличием, что интерфейс только специфицирует поведение, но не предоставляет реализации. Механизм может быть полезен только для представления полиморфизма. Другие классы, предоставляющие реализацию интерфейса, полезны для вынесения общей функциональности в единое место.

Совместно используя методы-расширения и интерфейсы возможно реализовать функциональность примесей в C#

Ссылки

• Mix In(англ.) — описание данного метода программирования.