Merkmal (Computerprogrammierung)

Im Computerprogrammierung, a Merkmal ist ein Konzept in verwendet in Objekt orientierte Programmierung was einen Satz von darstellt Methoden Das kann verwendet werden, um die Funktionalität von a zu erweitern Klasse.^[1][2]

Eigenschaften

Merkmale bieten beide eine Reihe von Methoden, die Verhalten für eine Klasse implementieren, und erfordern, dass die Klasse eine Reihe von Methoden implementiert, die Parametrize das bereitgestellte Verhalten.

Für die Kommunikation zwischen den Objekten liegen Merkmale irgendwo zwischen einem objektorientierten Objekt aus Protokoll (Schnittstelle) und ein mischen. Eine Schnittstelle kann ein oder mehrere Verhaltensweisen über definieren MethodensignaturenWährend ein Merkmal Verhalten durch vollständige Methodendefinitionen definiert: d. H. Es enthält das Körper der Methoden. Im Gegensatz dazu enthalten Mixins vollständige Methodendefinitionen und können auch tragen Zustand durch Mitgliedsvariable, obwohl Eigenschaften normalerweise nicht.

Daher wird ein als Merkmal definierter Objekt als das erstellt Komposition von Methoden, die von anderen Klassen ohne erforderlich sind Mehrfacherbe. Im Falle von a Benennung von KollisionWenn mehr als ein Merkmal von einer Klasse eine Methode mit demselben Namen hat, muss der Programmierer explizit disambiguieren, welche dieser Methoden in der Klasse verwendet werden. somit manuell die Lösung des Diamantproblem von mehreren Vererbung. Dies unterscheidet sich von anderen Zusammensetzungsmethoden in der objektorientierten Programmierung, bei denen widersprüchliche Namen automatisch durch behoben werden Scoping -Regeln.

Während Mixins nur mit dem komponiert werden können Nachlass Betrieb, Merkmale bieten eine viel größere Auswahl an Operationen, einschließlich:^[3][4]

• Symmetrische Summe: Eine Operation, die zwei disjunkte Eigenschaften verschmilzt, um ein neues Merkmal zu erstellen
• überschreiben (oder Asymmetrische Summe): eine Operation, die ein neues Merkmal bildet, indem Methoden zu einem vorhandenen Merkmal hinzugefügt werden, möglicherweise überschreiben Einige seiner Methoden
• alias: Eine Operation, die ein neues Merkmal erstellt, indem ein neuer Name für eine vorhandene Methode hinzugefügt wird
• Ausschluss: Eine Operation, die ein neues Merkmal bildet, indem eine Methode aus einem vorhandenen Merkmal entfernt wird. (Kombinieren Sie dies mit dem Alias ​​-Betrieb liefert a flach umbenannt Betrieb).

Merkmale werden auf folgende Weise komponiert:

• Die Zusammensetzung der Merkmale ist kommutativ; Die Bestellung des Hinzufügens von Eigenschaften spielt keine Rolle. Zum Beispiel gegebenes Merkmal S = A + Bdann Merkmal T = B + A ist das gleiche wie S.
• Widersprüchliche Methoden sind von der Zusammensetzung ausgeschlossen.
• Verschachtelte Merkmale entsprechen abgeflachte Merkmale; Die Kompositionshierarchie wirkt sich nicht auf das Verhalten des Merkmals aus. Zum Beispiel gegebenes Merkmal S = A + X, wo X = B + Cdann Merkmal T = A + B + C ist das gleiche wie S.^[1]

Unterstützte Sprachen

Merkmale stammen ursprünglich aus der Programmiersprache Selbst^[5] und werden von den folgenden Programmiersprachen unterstützt:

• Ambienttalk: Kombiniert die Eigenschaften von Selbstmerkmalen (objektbasierte Multiple Vererbung) und Smalltalk's Quietschen Merkmale (die explizite Zusammensetzung von Merkmalen des Programmierers erfordern). Es baut auf der Forschung auf Staatsbürgerlich und eisiger Merkmale, um Staat innerhalb von Merkmalen zu ermöglichen, was in den ersten Definitionen nicht zulässig war.^[6]
• C#: Seit Version 8.0 hat C# Unterstützung für Standard -Schnittstellenmethoden,^[7] die einige Eigenschaften von Merkmalen haben.^[8]
• C ++: Benutzt in Standard -Vorlagenbibliothek und die C ++ Standardbibliothek Generikum unterstützen Containerklassen^[9][10] und in der Schub Typetraits Library.^[11]
• Locken: Abstrakte Klassen als Mixins erlauben Methodenimplementierungen und bilden daher Merkmale nach einem anderen Namen.
• D: Seit Version 2.003 die Spracherweiterung __traits^[12] und Std.Traits -Modul^[13] Helfervorlagen liefern Kompilierungs-Zeitmerkmale. Zusammen mit anderen Sprachmerkmalen (insbesondere Vorlagen und Mixins) ermöglichen sie eine flexible automatische Erzeugung von Methoden, die auf Schnittstellen und Typen basieren. D ermöglicht auch ein explizites Aliasing von Mitgliedermethoden und Variablen, einschließlich der Weiterleitung an mehrere Mitgliedsklassen.^[14]
• Festung^[15]
• Groovig: Seit Version 2.3^[16]
• Haskell: In Haskell sind Merkmale als bekannt als als bekannt Geben Sie Klassen ein.
• Haxe: Seit Version 2.4.0.^[17] Genannt Statische Erweiterung^[18] Im Handbuch verwendet es Verwendung Stichwort
• Java: Seit Version 8 hat Java Unterstützung für Standardmethoden,^[19] die einige Eigenschaften von Merkmalen haben.^{[20][21][22][23]}
• JavaScript: Merkmale können über Funktionen und Delegationen implementiert werden^[24] oder durch Bibliotheken, die Eigenschaften bieten.^[25][26][27]
• Julia: Mehrere Pakete implementieren Merkmale, z. B.,^[28]
• Kotlin: Merkmale wurden genannt Schnittstellen^[29] Seit M12.^[30]
• Lasso^[31]
• Ocaml: Merkmale können unter Verwendung einer Vielzahl von Sprachmerkmalen implementiert werden: Modul- und Modul -Typeinschluss, Functors und Functor -Typen, Klassen- und Klassentyp -Vererbung usw.
• Perl: Genannt Rollen, sie werden in Perl -Bibliotheken implementiert, z. Elch, Rolle :: Tiny and Rolle :: Basic. Rollen sind Teil der Schwestersprache Raku.^[32]
• Php: Seit Version 5.4,^[33][34] Mit PHP können Benutzer Vorlagen angeben, die die Möglichkeit bieten, als Pseudo von mehr als einer (Merkmal-) Klasse zu "erben" Mehrfacherbe.
• Python: Über eine Bibliothek von Drittanbietern,^[35][36] oder über Mixinklassen höherer Ordnung^[37]
• Schläger: Unterstützt Merkmale als Bibliothek und verwendet Makros, Strukturen und erstklassige Klassen, um sie zu implementieren.^[38]
• Rubin: Modulmischungen kann verwendet werden, um Merkmale zu implementieren.^[39]
• Rost^[40]
• Scala^[41][42] Das Merkmal wird mit dem Schlüsselwort unterstützt Merkmal.
• Smalltalk: Merkmale werden in zwei Dialekten von SmallTalk implementiert. Quietschen^[1] und Pharo.^[43]
• Schnell: Merkmale können mit implementiert werden mit Protokollverlängerungen.^[44]

Beispiele

C#

Auf C# 8.0 ist es möglich, eine Implementierung als Mitglied einer Schnittstelle zu definieren.

Verwendung System; Namespace CSHARP8NewFeatures; Schnittstelle Iloogger {  // herkömmliche Schnittstellenmethoden  Leere Protokoll(Saite Botschaft);  Leere Logelror(Ausnahme Ausnahme);  // Standard -Schnittstellenmethode  Leere Logwarning(Saite Botschaft)  {  Konsole.Schreiben(Botschaft);  }         } Klasse Logger : Iloogger {  Öffentlichkeit Leere Protokoll(Saite Botschaft)  {  Konsole.Schreiben(Botschaft);  }  Öffentlichkeit Leere Logelror(Ausnahme Ausnahme)  {  Konsole.Schreiben(Ausnahme.Tostring());  } } Klasse Programm {  statisch Leere Hauptsächlich(Saite[] Args)  {  Iloogger Logger = Neu Logger();  Logger.Logwarning("Eine Warnmeldung");  } } 

Php

In diesem Beispiel wird ein Merkmal verwendet, um andere Klassen zu verbessern:

// Die Vorlage Merkmal Tsingleton {  Privatgelände statisch $ _instance = Null;  Privatgelände Funktion __konstruieren() {} // muss einen privaten Standardkonstruktor haben und sich bewusst sein, ihn nicht in der Klasse zu öffnen  Öffentlichkeit statisch Funktion bekomme Instanz()  {  wenn (Null === selbst::$ _instance) {  selbst::$ _instance = Neu selbst();  }  Rückkehr selbst::$ _instance;  } } Klasse Frontcontroller {  verwenden Tsingleton; } // kann auch in bereits erweiterten Klassen verwendet werden Klasse Webseite erweitert Someclass {  verwenden Tsingleton; } 

Dies ermöglicht die Simulation von Aspekten der multiplen Vererbung:

Merkmal Tbounding {  Öffentlichkeit $ x, $ y, $ width, $ Höhe; } Merkmal Tmovable {  Öffentlichkeit Funktion ziehen nach($ x, $ y)  {  //…  } } Merkmal Tressizelbar {  Öffentlichkeit Funktion Größenänderung($ newwidth, $ newheight)  {  //…  } } Klasse Rechteck {  verwenden Tbounding, Tmovable, Tressizelbar;  Öffentlichkeit Funktion Füllfarbe($ Farbe)  {  //…  } } 

Rost

Ein Merkmal in Rost erklärt eine Reihe von Methoden, die ein Typ implementieren muss.^[45] Rost -Compiler erfordern Merkmale, die erläutert werden müssen, was die Sicherheit von gewährleistet Generika im Rost.

// Typ t muss das "ord" -Reit haben // damit ">" und "<" -Operationen ausgeführt werden können fn Max<T: Ord>(a: &[T])) -> Möglichkeit<&T> {   Lassen Mut Ergebnis = a.Erste()?;   zum n in a {   wenn *n > *Ergebnis {   Ergebnis = &n;   }   }   Etwas(Ergebnis) } 

Um die mühsame und wiederholte Implementierung von Merkmalen wie zu vereinfachen Debuggen und Ord, das ableiten Makro kann verwendet werden, um Compiler zu fordern, bestimmte Implementierungen automatisch zu generieren.^[46] Ableitbare Eigenschaften umfassen: Klon, Kopieren, Debuggen, Standard, Partiale, Gl, Partialord, Ord und Hash.

Siehe auch

• Erweiterungsmethode
• Schnittstelle (objektorientierte Programmierung)
• Parametrischer Polymorphismus
• UFCS

Verweise

Externe Links

• "Merkmale: komponierbare Verhaltenseinheiten". Software -Kompositionsgruppe. Universität Bern.