types - 什么是 Julian 替代属性继承？

Question

在许多编程语言中，父类可以要求任何子类包含特定字段。

如果字段是静态的，在 Julia 中可以通过以下方式实现相同的效果。

julia> abstract Fruit

julia> type Apple <: Fruit end

julia> type Orange <: Fruit end

julia> type Banana <: Fruit end

julia> color(::Apple) = :red
color (generic function with 1 method)

julia> color(::Orange) = :orange
color (generic function with 2 methods)

julia> color(::Banana) = :yellow
color (generic function with 3 methods)

但是，如果字段是动态的，这将不起作用。在下面的例子中，我想要求 Pet 的任何子类型包含字段 name .

julia> abstract Pet

julia> type Cat <: Pet
           name::String
           hairless::Bool
       end

julia> type Dog <: Pet
           name::String
       end

julia> abstract Bird <: Pet

julia> type Parrot <: Bird
           name::String
           color::Symbol
       end

julia> type Conure <: Bird
           name::String
       end

julia> feet(::Cat) = 4
feet (generic function with 1 method)

julia> feet(::Dog) = 4
feet (generic function with 2 methods)

julia> feet(::Bird) = 2
feet (generic function with 3 methods)

类型必须不同，因为它们也可能具有其他属性，并且可以为每种类型唯一定义方法。

我如何执行此要求？理想情况下，我不必指定 name任何子类型中的字段，但如果我必须，就这样吧。

如果这在 Julia 中是不可能的，那么建议的替代方案是什么？我可以重构这种类型的代码以完全消除这种行为的需要吗？

Answer 1

我如何强制执行？

有测试

using Base.Test 
@testset "Field Contract" begin
    for sub in subtypes(Pet)
        @test fieldtype(sub, :name) == String 
        #will error if no field names string.
        #will fail if it is has wrong type
    end
end

如何在子类型上自动填充它

在技​​术上可以通过元编程来做到这一点。
我不推荐它。
这只是一个 hack 概念证明:

macro declare_abstract(typename, fields...)
    quote
        abstract $(esc(typename))
        const $(esc(Symbol(:__abfields_,typename)))  = $(esc(fields))
        $(esc(typename))
    end
end

error("Please don't use this in real code") #prevent trivial copy paste

macro declare(type_expr)
    @assert type_expr.head == :type
    @assert type_expr.args[2].head == :(<:)
    parent_typename::Symbol = type_expr.args[2].args[2]
    if isdefined(Symbol(:__abfields_, parent_typename))
        @assert type_expr.args[3].head == :block
        abfields = eval(Symbol(:__abfields_, parent_typename)) #Read a globel constant. Iffy practice right here -- using eval in a macro

        push!(type_expr.args[3].args, abfields[1].args...)
    end
    type_expr
end

用法示例:

@declare_abstract Pet (name::String), (owner_id::Int)
@declare type Cat <: Pet
end

核实:

?Cat
...

Summary:
    type Cat <: Pet
Fields:
    name     :: String
    owner_id :: Int64

等待？你为什么说不要这样做？

这是一种代码气味。
不应该依赖抽象类型的字段。
Julia 还不够完善，无法制定这些约定，
与标准解决方案。
这里我从我自己的经验谈起。

如果您的方法采用 Abstract 类型作为参数。
那么它应该取决于实现类型的方法；
但不是在实现类型的字段上。
这也适用于 Informal Interfaces也。

当您发现需要一个没有此字段的子类型时，它会使您的代码变得不灵活。
它发生在我身上。
我想我知道所有的子类型，但后来我意识到我想将其他人的某些东西作为子类型包装起来，而这个字段对此毫无意义。我所有的代码都断了

我不是在这里讨论组合与继承的争论。虽然那是相关的。

例子

例如，
如果您需要处理不符合您假设的宠物怎么办。
也许你包装牲畜包裹的东西。
这些宠物实际上是 Bees它们没有名称字段，因为它们没有名称。
他们有一个 hive字段，但它是 Int .

如果你正在使用方法，你会没事的:
假设你有一个 get_identifier方法

对于您已经准备好的类型: get_identifier(x::Union{Dog,Cat})=x.name
接着来介绍一下与 Bee的兼容性类型
您只需添加 get_identifier(x::Bee)="Member of hive# $(x.hive)" .
并且您的所有代码都有效。

另一方面，如果你有 x.name在你的代码中到处都是，那么它就会全部中断。
当然你可以向构造函数添加一些东西，它会自动设置一个名称字段。 (当我发现自己处于这种情况时，我就是这样做的)。
但这是一个黑客和维护负担。
当然，这个例子中的小。

异常(exception)

当然，这条规则有一个异常(exception):
当你真的知道所有子类型的字段时。
例如，如果我编写了一个解决特定问题系列的数学求解器。我有一个类型为 AbstractResults ，我解决的每种类型的问题都有自己的具体子类型，用于存储此类结果的特殊因素；然后我知道我家只有 5 种可能的问题。
所以我知道 AbstractResults 只有 5 个具体的子类型。 ,
我知道他们因此都拥有我给他们的实现；没有其他字段集是有意义的。 (如果都是非常简单的类型，则可行)。
然后就可以了。
只是不要错。

测试

您也可以检查方法是否使用一些测试代码实现

using Base.Test 
@testset "Method Contract" begin
    for sub in subtypes(Pet)
        @test method_exists(get_identifier, (sub,))
    end
end

这种“通过测试强制执行契约”是一种动态语言模式。

结论

靠方法更正确。
方法定义功能。
字段只是一个实现细节。
作为抽象类型的定义者，更重要的是使用抽象类型的方法的定义者，您非常清楚每个子类型必须具有的功能。
你不太确定实现。

如果您的方法将抽象类型的字段作为参数，
考虑它是否完全以正确的方式编写