(在我的网站上阅读这篇法语文章)
在面向对象编程中,Mixin 是一种向类添加一个或多个预定义和自治功能的方法。有些语言直接提供此功能,而其他语言则需要更多的努力和妥协来编码 Mixin。在本文中,我将解释 Kotlin 中使用委托的 Mixin 实现。
mixin 模式的定义并不像 Singleton 或 Proxy 等其他设计模式那样精确。根据上下文的不同,该术语的含义可能会略有不同。
这种模式也可以接近其他语言(例如 Rust)中存在的“Traits”,但类似地,术语“Trait”不一定意味着相同的事物,具体取决于所使用的语言1.
也就是说,这是来自维基百科的定义:
在面向对象编程中,mixin(或 mix-in)是一个包含其他类使用的方法的类,而无需成为其他类的父类。这些其他类访问 mixin 方法的方式取决于语言。 Mixin 有时被描述为“包含”而不是“继承”。
您还可以在有关基于 mixin 的编程主题的各种文章中找到定义(2、3、4)。这些定义还带来了类扩展的概念,而没有经典继承提供的父子关系(或 is-a)。它们进一步与多重继承联系起来,这在 Kotlin(或 Java)中是不可能的,但它是使用 mixins 的好处之一。
与这些定义紧密匹配的模式的实现必须满足以下约束:
向类添加功能的最简单方法是使用另一个类作为属性。然后可以通过调用此属性的方法来访问 mixin 的功能。
class MyClass { private val mixin = Counter() fun myFunction() { mixin.increment() // ... } }
此方法不向 Kotlin 的类型系统提供任何信息。例如,不可能使用 Counter 来获得对象列表。将 Counter 类型的对象作为参数没有意义,因为这种类型仅代表 mixin,因此该对象可能对应用程序的其余部分无用。
此实现的另一个问题是,如果不修改此类或将 mixin 公开,则无法从类外部访问 mixin 的功能。
为了让 mixin 也定义可在应用程序中使用的类型,我们需要从抽象类继承或实现接口。
使用抽象类来定义 mixin 是不可能的,因为它不允许我们在单个类上使用多个 mixin(在 Kotlin 中不可能从多个类继承)。
因此将创建带有接口的 mixin。
interface Counter { var count: Int fun increment() { println("Mixin does its job") } fun get(): Int = count } class MyClass: Counter { override var count: Int = 0 // We are forced to add the mixin's state to the class using it fun hello() { println("Class does something") } }
这种方法比前一种方法更令人满意,原因如下:
但是,此实现仍然存在一个重大限制:mixin 不能包含状态。事实上,虽然 Kotlin 中的接口可以定义属性,但它们不能直接初始化它们。因此,每个使用 mixin 的类都必须定义 mixin 操作所需的所有属性。这不符合我们不希望使用 mixin 来强制我们向使用它的类添加属性或方法的约束。
因此,我们需要找到一种解决方案,使 mixin 具有状态,同时保持接口作为同时具有类型和使用多个 mixin 的能力的唯一方法。
这个解决方案定义 mixin 稍微复杂一些;但是,它对使用它的类没有影响。技巧是将每个 mixin 与一个对象关联起来,以包含 mixin 可能需要的状态。我们将通过将这个对象与 Kotlin 的委托功能相关联来使用该对象,以便为每次使用 mixin 创建该对象。
这是满足所有约束的基本解决方案:
class MyClass { private val mixin = Counter() fun myFunction() { mixin.increment() // ... } }
我们可以进一步改进实现:CounterHolder 类是一个实现细节,不需要知道它的名称会很有趣。
为了实现这一点,我们将使用 mixin 接口上的伴随对象和“工厂方法”模式来创建包含 mixin 状态的对象。我们还将使用一些 Kotlin 黑魔法,因此我们不需要知道这个方法的名称:
interface Counter { var count: Int fun increment() { println("Mixin does its job") } fun get(): Int = count } class MyClass: Counter { override var count: Int = 0 // We are forced to add the mixin's state to the class using it fun hello() { println("Class does something") } }
mixin 的这种实现并不完美(在我看来,如果没有语言级别的支持,任何一个都不可能是完美的)。特别是,它存在以下缺点:
interface Counter { fun increment() fun get(): Int } class CounterHolder: Counter { var count: Int = 0 override fun increment() { count++ } override fun get(): Int = count } class MyClass: Counter by CounterHolder() { fun hello() { increment() // The rest of the method... } }
如果你在 mixin 中使用它,你会引用 Holder 类实例。
为了加深对我在本文中提出的模式的理解,这里有一些 mixins 的实际示例。
这个 mixin 允许类“记录”对该类的实例执行的操作。 mixin 提供了另一种方法来检索最新事件。
class MyClass { private val mixin = Counter() fun myFunction() { mixin.increment() // ... } }
Observable 设计模式可以使用 mixin 轻松实现。这样,可观察类不再需要定义订阅和通知逻辑,也不需要自己维护观察者列表。
interface Counter { var count: Int fun increment() { println("Mixin does its job") } fun get(): Int = count } class MyClass: Counter { override var count: Int = 0 // We are forced to add the mixin's state to the class using it fun hello() { println("Class does something") } }
但是,在这种特定情况下有一个缺点:notifyObservers 方法可以从 Catalog 类外部访问,即使我们可能更愿意将其保持为私有。但所有 mixin 方法都必须是公共的,才能从使用 mixin 的类中使用(因为我们不使用继承而是组合,即使 Kotlin 简化的语法使其看起来像继承)。
如果您的项目管理持久性业务数据和/或您至少部分实践 DDD(领域驱动设计),那么您的应用程序可能包含实体。实体是具有身份的类,通常实现为数字 ID 或 UUID。这个特性非常适合 mixin 的使用,这里是一个例子。
interface Counter { fun increment() fun get(): Int } class CounterHolder: Counter { var count: Int = 0 override fun increment() { count++ } override fun get(): Int = count } class MyClass: Counter by CounterHolder() { fun hello() { increment() // The rest of the method... } }
这个例子有点不同:我们看到没有什么可以阻止我们以不同的方式命名 Holder 类,也没有什么可以阻止我们在实例化期间传递参数。
mixin 技术允许通过添加横向和可重用的行为来丰富类,而无需修改这些类来适应这些功能。尽管存在一些限制,mixins 有助于促进代码重用并隔离应用程序中多个类所共有的某些功能。
Mixin 是 Kotlin 开发者工具包中一个有趣的工具,我鼓励您在自己的代码中探索此方法,同时了解限制和替代方案。
有趣的事实:Kotlin 有一个 Trait 关键字,但它已被弃用并已被 Interface 取代(请参阅 https://blog.jetbrains.com/kotlin/2015/05/kotlin-m12-is-out/#traits -现在是接口)↩
基于 Mixin 的继承↩
类和混入↩
具有风格的面向对象编程 ↩
以上是使用委托在 Kotlin 中实现 Mixins(或 Traits)的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!