Vários casos de uso de herança

O Java omite a herança múltipla com o objetivo de evitar o objetivo do projeto de manter a linguagem simples .

Gostaria de saber se Java (com seu ecossistema) é realmente "simples". Python não é complexo e tem herança múltipla. Então, sem ser muito subjetivo, minha pergunta é ...

Quais são os padrões de problemas típicos que se beneficiam de um código projetado para fazer uso pesado de várias heranças

Prós:

1. Às vezes, permite modelagem mais óbvia de um problema do que outras maneiras de modelá-lo.
2. Se os diferentes pais têm uma finalidade ortogonal, isso pode permitir algum tipo de composição

Contras:

1. Se os pais diferentes não têm um objetivo ortogonal, torna o tipo difícil de entender.
2. Não é fácil entender como isso é implementado em um idioma (qualquer idioma).

No C ++, um bom exemplo de herança múltipla usada para compor recursos ortogonais é quando você usa o CRTP para, por exemplo, configurar um sistema de componentes para um jogo.

Comecei a escrever um exemplo, mas acho que vale a pena olhar um exemplo do mundo real. Algum código do Ogre3D usa herança múltipla de uma maneira agradável e muito intuitiva. Por exemplo, a classe Mesh herda de Resources e AnimationContainer. Os recursos expõem a interface comum a todos os recursos e o AnimationContainer expõe a interface específica para manipular um conjunto de animações. Eles não estão relacionados, portanto, é fácil pensar em um Mesh como um recurso que, além disso, pode conter um conjunto de animações. Parece natural, não é?

Você pode ver outros exemplos nesta biblioteca , como a maneira como a alocação de memória é gerenciada de maneira detalhada, tornando as classes herdadas das variantes de uma classe CRTP sobrecarregando new e delete.

Como dito, os principais problemas com herança múltipla surgem da mistura de conceitos relacionados. Isso faz com que a linguagem precise definir implementações complexas (veja como o C ++ permite lidar com o problema do diamante ...) e o usuário não tendo certeza do que está acontecendo nessa implementação. Por exemplo, leia este artigo explicando como ele é implementado em C ++ .

Removê-lo do idioma ajuda a evitar pessoas que não sabem como o idioma é forçado a tornar as coisas ruins. Mas isso força a pensar de uma maneira que, às vezes, não parece natural, mesmo que seja um caso extremo, acontece com mais frequência do que você imagina.

Existe um conceito chamado mixins que é muito usado em linguagens mais dinâmicas. A herança múltipla é uma maneira pela qual os mixins podem ser suportados por um idioma. Mixins são geralmente usados ​​como uma maneira de uma classe acumular diferentes partes de funcionalidade. Sem herança múltipla, é necessário usar agregação / delegação para obter o comportamento do tipo mixin com uma classe, que é um pouco mais pesada em sintaxe.

Eu acho que a escolha é baseada principalmente em questões devido ao problema do diamante .

Além disso, muitas vezes é possível contornar o uso de herança múltipla por delegação ou outros meios.

Não tenho certeza do significado da sua última pergunta. Mas se for "em que casos a herança múltipla é útil?", Em todos os casos em que você gostaria de ter um objeto A com funcionalidades dos objetos B e C, basicamente.

Não vou me aprofundar muito aqui, mas você certamente pode entender a herança múltipla em python através do seguinte link http://docs.python.org/release/1.5.1p1/tut/multiple.html :

A única regra necessária para explicar a semântica é a regra de resolução usada para referências de atributos de classe. Isso é profundidade primeiro, da esquerda para a direita. Portanto, se um atributo não for encontrado em DerivedClassName, ele será pesquisado na Base1, depois (recursivamente) nas classes base da Base1, e somente se não for encontrado lá, será pesquisado na Base2 e assim por diante.

...

É claro que o uso indiscriminado de herança múltipla é um pesadelo de manutenção, dada a dependência do Python de convenções para evitar conflitos acidentais de nomes. Um problema conhecido com herança múltipla é uma classe derivada de duas classes que possuem uma classe base comum. Embora seja fácil descobrir o que acontece nesse caso (a instância terá uma única cópia de `` variáveis ​​de instância '' ou atributos de dados usados ​​pela classe base comum), não está claro que essas semânticas sejam de alguma forma útil.

Este é apenas um pequeno parágrafo, mas grande o suficiente para esclarecer as dúvidas, eu acho.

Um local em que a herança múltipla seria útil é uma situação em que uma classe implementa várias interfaces, mas você gostaria de ter alguma funcionalidade padrão incorporada a cada interface. Isso é útil se a maioria das classes que implementam alguma interface deseja fazer algo da mesma maneira, mas ocasionalmente você precisa fazer algo diferente. Você pode ter cada classe com a mesma implementação, mas faz mais sentido empurrá-la para um único local.

Quais são os padrões de problemas típicos que se beneficiam de um código projetado para fazer uso pesado de várias heranças?

Este é apenas um exemplo, mas acho inestimável para melhorar a segurança e atenuar as tentações de aplicar mudanças em cascata em todos os chamadores ou subclasses.

Onde eu achei várias heranças incrivelmente úteis, mesmo para as interfaces mais abstratas e sem estado, é o idioma da interface não virtual (NVI) no C ++.

Eles nem são realmente classes básicas abstratas, mas interfaces que têm apenas um pouco de implementação para impor os aspectos universais de seus contratos, pois não estão realmente estreitando a generalidade do contrato, mas sim aplicando-o melhor. .

Exemplo simples (alguns podem verificar se um identificador de arquivo passado está aberto ou algo parecido):

// Non-virtual interface (public methods are nonvirtual/final).
// Since these are modeling the concept of "interface", not ABC,
// multiple will often be inherited ("implemented") by a subclass.
class SomeInterface
{
public:
    // Pre: x should always be greater than or equal to zero.
    void f(int x) /*final*/
    {
        // Make sure x is actually greater than or equal to zero
        // to meet the necessary pre-conditions of this function.
        assert(x >= 0);

        // Call the overridden function in the subtype.
        f_impl(x);
    }

protected:
    // Overridden by a boatload of subtypes which implement
    // this non-virtual interface.
    virtual void f_impl(int x) = 0;
};

Nesse caso, talvez fseja chamado por mil lugares na base de código, enquantof_impl é substituído por cem subclasses.

Seria difícil fazer esse tipo de verificação de segurança em todos os 1000 locais que ligam fou nos 100 locais que substituemf_impl .

Ao fazer esse ponto de entrada para a funcionalidade não virtual, ele me fornece um lugar central para executar essa verificação. E essa verificação não está reduzindo a abstração nem um pouco, pois está simplesmente afirmando uma pré-condição necessária para chamar essa função. Em certo sentido, é possível reforçar o contrato fornecido pela interface e aliviar o ônus de verificar a xentrada para garantir que ela esteja em conformidade com as pré-condições válidas em todos os 100 locais que a substituem.

É algo que eu gostaria que toda linguagem tivesse, e também desejasse, mesmo em C ++, que fosse um pouco mais de um conceito nativo (por exemplo: não exigindo que definíssemos uma função separada para substituir).

Isso é extremamente útil se você não fez isso assertcom antecedência e percebeu que precisava disso mais tarde, quando alguns lugares aleatórios na base de código encontravam valores negativos sendo passados ​​para f.

Primeiro: várias cópias da classe base (um problema em C ++) e forte acoplamento entre as classes base e derivadas.

Segundo: herança múltipla de interfaces abstratas