ADA中的多类型继承通过泛型mixins

Posted 2023-03-31

【中文标题】ADA中的多类型继承通过泛型mixins

【英文标题】：Multiple type inheritance in ADA via generic mixins

【发布时间】：2021-07-05 07:57:53

【问题描述】：

为了减少测试和重复代码，我发现了通过泛型混入的多重继承，但我不知道实现这一目标的最佳方法以及最佳实践。

具有以下类层次结构示例（使用diagrams.net 完成）：

这是泛型的规范：

generic
  
  type S is abstract tagged private;

package GenericChild is
  
  type GenericChild_T is abstract new S with private;

  procedure P_SetGenericAttribute (Self : in out GenericChild_T;
                                   i    : Integer);

  function F_GetGenericAttribute (Self : GenericChild_T)
                                  return Integer;

private

  type GenericChild_T is abstract new S with
    record
      GenericAttribute : Integer;
    end record;

end GenericChild;

对于 Child1 中的泛型实例化：

with Root;
with GenericChild;

package Child1 is
  
  type Child1_T is new Root.Root_T with private;

private

  package Child1_G is new GenericChild (Root.Root_T);

  type Child1_T is new Child1_G.GenericChild_T with null record;

end package Child1;

我可以毫无问题地使用在 Root_T 类上定义的方法，但是，当我尝试使用我得到的通用方法时：

no selector "P_SetGenericAttribute" for private type "Child1_T" ...

这是我测试过的 main.adb：

with Child1;

procedure Main is

  Instance : Child1.Child1_T;

begin

  Instance.P_SetRootAttribute(1); --ok
  Instance.P_SetGenericAttribute(1); --illegal

end main;

为什么？因为我已经封装了通用包实例化？ 在那种情况下，最好的解决方法是什么？在子类中创建公共方法并在方法实现中调用私有通用实例化方法？因为我想将通用实例化保持为私有。通过这样做，我可以设置和获取泛型的属性。

这些是对 child1.ads 执行的更改，适用于我：

with Root;
with GenericChild;

package Child1 is
  
  type Child1_T is new Root.Root_T with private;

  procedure P_SetGenericAttribute (Self : in out Child1_T;
                                   i    : Integer);

  function F_GetGenericAttribute (Self : Child1_T)
                                  return Integer;

private

  package Child1_G is new GenericChild (Root.Root_T);

  type Child1_T is new Child1_G.GenericChild_T with null record;

end package Child1;

这是完成它并工作的child1.adb，但我不确定它是否是实现它的更好方法，例如重命名或其他：

package body Child1 is

  procedure P_SetGenericAttribute (Self : in out Child1_T;
                                   i    : Integer) is
  begin
  
    Child1_G.GenericChild_T(Self).P_SetGenericAttribute (i);

  end P_SetGenericAttribute;

  function F_GetGenericAttribute (Self : Child1_T)
                                  return Integer is
  
    i : Integer;  

  begin

    i := Child1_G.GenericChild_T(Self).F_GetGenericAttribute;
    return i;

  end F_GetGenericAttribute;

end package Child1;

欢迎任何建议和/或最佳做法。

【问题讨论】：

请显示引发“无选择器”错误消息的代码（及其上下文）。包 Child1 的私有部分在那里可见吗？

@NiklasHolsti 我已经添加了引发错误的主要内容；这是我对错误的思考，因为我已经封装了泛型实例化，所以我不能真正使用泛型公共方法，因为实例化是私有的，但是 GNAT Studio 将这些泛型方法显示为好像它们是公共的，而 IDE 确实不显示继承的，这是一个错误。

我不明白你到底在说什么“错误”，但显然 Main 没有包 Child1 的私有部分的可见性，因此 Main 仅将 Instance 视为Root_T，GenericChild 中定义的操作在 Main 中是不可见的。

@NiklasHolsti 该错误在 GNAT Studio 中，如您所说，它显示了私有通用实例化的方法，而不是从 Root_T 继承的方法。我认为行为没问题，但我想确认它是否是由于私有实例化或什么引起的，你已经确认了。现在，这个问题通常是如何解决的？因为我想封装通用实例化，但我希望它们的公共方法也可以使用。为在内部调用泛型实例化方法的 Child1_T 类型编写公共方法工作正常，但我不确定是否是通常的方式

@Albatros23 最初的答案似乎是：是的。如果你将泛型的实例放在某个包的私有部分，那么你需要添加公共函数来访问这个泛型实例。但是，为了能够给出更明确的答案，如果您可以为您提到的“通过通用混合进行多重继承”模式添加一些解释性参考和/或显示此模式的实际问题，这将是有帮助的成为一个解决方案。这种“通过通用混入实现多重继承”模式解决的实际问题，至少在我看来，并不完全清楚。

【参考方案1】：

no selector "P_SetGenericAttribute" for private type "Child1_T" ...

您收到此错误的原因是您的实现（GenericChild 实例化的派生）是私有的；您的客户根本看不到类型 是 这样的派生。

---

但是你有一个更大的问题：Ada 不像你的图那样做多重继承。不过，您可以做多个interface-types 并从中派生。 或您可以使用generic 和静态多态性。 -- 但是直接的多重继承是行不通的。 （您可以，正如您所提到的，也可以使用 mix-ins，但这些并不是真正的继承。）

【讨论】：

感谢您的回复。我知道 Ada 实现某种多重继承有点棘手。我正在尝试在层次结构中使用混合以减少代码重复并因此进行测试，但我不确定我为“Child1”类实现方法的方式是否是通常的方式，或者它是否是更好的解决方案，例如重命名或其他。

@Albatros23，OOP 不是减少代码的好方法，您要寻找的是泛型。这是一个优秀的视频，它（部分）涵盖了为什么 OOP 不适合代码重用：youtube.com/watch?v=OMPfEXIlTVE

感谢您的视频。我同意你的观点，但不幸的是，OOP 对我来说是强制性的，所以我使用 OOP 减少代码的目标是使用包含实现的通用混合组件，因为它们有助于不重复代码。

@Albatros23，您可能对使用泛型和 OOP/-mixin 的主题感兴趣的三篇论文；尽管它们适用于 Ada83 和 Ada95-design：（1）“Ada 的面向对象编程策略”，[IDA 论文：P-3143]； (2) “Ada 中使用 Mixins 进行面向对象编程”，[DOI: 10.1145/142003.142009]； (3) “Ada83 中的面向对象编程——恢复通用性”，[DOI: 10.1145/122012.122018]。