属性继承的 Julian 替代方案是什么？

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达到同样的效果。

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。在以下示例中，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)

类型确实必须不同，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。

• 如何执行此要求？理想情况下，我不必在任何子类型中指定 name 字段，但如果必须，就这样吧。
• 如果这在 Julia 中是不可能的，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

我该如何执行？

通过测试

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

我怎样才能让它在子类型上自动填写

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 的概念证明：

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

使用示例：

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

检查一下：

?Cat
...

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

等等？为什么你说不要这样做？

这是一种代码味道。 不应该依赖抽象类型的字段。 Julia 还不够成熟，无法制定这些约定， 用标准溶液。 在这里，我是根据我自己的经验说的。

如果您的方法将抽象类型作为参数。 那么它应该取决于实现类型的方法； 但不在实现类型的字段上。 这也适用于Informal Interfaces。

当您发现您需要一个没有此字段的子类型时，它会使您的代码不灵活。 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。我所有的代码都中断了

我不是在这里进行组合与继承的辩论。虽然这是相关的。

示例

例如， 如果您需要处理不符合您假设的宠物怎么办。 也许是你包装牲畜包的东西。 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，但它是一个Int。

如果您使用的是方法，那就没问题了： 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

然后介绍与Bee类型的兼容性 您只需添加get_identifier(x::Bee)="Member of hive# $(x.hive)"。 您的所有代码都可以正常工作。

另一方面，如果您的代码中到处都有x.name，那么它就会全部中断。 当然你可以在构造函数中添加一些东西，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）。 但这是一种黑客攻击和维护负担。 在这个虚构的例子中当然很小。

异常

当然，这条规则有一个例外： 当您真正确实知道所有子类型的字段时。 例如，如果我编写一个数学求解器来解决特定的问题系列。我有一个AbstractResults 的类型，我解决的每种类型的问题都有自己的具体子类型，用于存储这种结果的特殊因素；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， 我知道他们因此都有我给他们的实现；并且没有其他一组字段是有意义的。 （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

您也可以使用一些测试代码检查方法是否实现

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

这种“通过测试执行合同”是一种动态语言模式。

结论

取决于方法更正确。 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。 您不太确定实施情况。

如果您的方法将抽象类型的字段作为参数， 考虑一下是否写对了