如何在 R 中创建虚拟引用类？答案

【问题标题】：How to create a virtual reference class in R?如何在 R 中创建虚拟引用类？
【发布时间】：2014-02-04 05:42:30
【问题描述】：

我在help(ReferenceClasses) 中找不到太多关于虚拟/抽象类的信息——任何人都可以提供创建一个基本示例吗？此外，如何指定虚方法并强制子类必须实现它？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

参考类是 S4 类。所以也许你应该看到setClass和Classes的帮助：

这里是一个虚拟的例子：

# virtual Base Class
setRefClass( 
  Class="virtC", 
  fields=list( 
    .elt="ANY" 
  ),
  methods = list(
    .method = function(){
      print("Base virtual method is called")
    }
  ), 
  contains=c("VIRTUAL") 
) 
   
## child 1
## field as numeric and base .method is used
setRefClass( 
  Class="childNum", 
  fields=list( 
    .elt="numeric" 
  ), 
  contains=c("virtC")  
)


## child 2 
## field is char and .method is overwritten
setRefClass( 
  Class="childChar", 
  fields=list( 
    .elt="character" 
  ), 
  methods = list(
    .method = function(){print('child method is called')}
  ), 
  contains=c("virtC") 
) 
##  new('virtA')          ## thros an error can't isntantiate it
a = new("childChar",.elt="a")
b =   new("childNum",.elt=1)

b$.method()
[1] "Base virtual method is called"

a$.method()
[1] "child method is called"

【讨论】：

谢谢，虽然虚拟类 virtC 的显式实例化被捕获，但似乎没有机制可以确保子类实际实现从父类继承的所有抽象方法——我仍然能够在没有实现$.method 的情况下声明类childChar。有什么方法可以纠正这种行为？
@MiloChen 那是因为 R 根本不知道抽象方法。如果您想强制覆盖 .method，您可以使用 stop( "virtC$.method() must be implemented" ) 在虚拟类中实现它。
@MiloChen 我只是补充一点，Class 是 virtual 而不是 abstract。我编辑我的示例以显示此功能。
我害怕那个。我真诚地希望有某种机制来检查定义不明确的类，而不是依赖于引发运行时错误。我的意思是，他们已经对字段名称的本地分配实施了检查（field <- var 而不是 field <<- var）...

【解决方案2】：

这是我正在考虑采用的一种方法，用于从继承的虚拟“接口”中捕获未实现的方法。它不会静态捕获不正确的实现，但如果您尝试实例化一个没有实现所有接口方法的对象，它会出错。与其在调用未实现的函数时等待运行时错误，不如在您尝试创建对象时立即炸弹。

辅助函数

帮助函数在继承树中搜索接口。现在这个太基础了。我需要做的是爬树并检查自己继承接口类的父母......

.get_interface_methods <- function(.self) {

  ## Get the environment of the class being instantiated
  env <- attributes(.self$.refClassDef)$refMethods

  ## get original interface methods
  supers <- selectSuperClasses(class(.self))
  methods <- unlist(lapply(supers, function(x) getRefClass(x)$methods()))

  ## check the body is NOT null in the concrete class environment
  funs <- Filter(is.function, lapply(methods, get, envir=env))
  null_fun_body <- vapply(Map(body, funs), is.null, T)

  ## return names of functions not implemented
  vapply(funs[null_fun_body], attr, "", which="name")
}

在实例化包含一个或多个接口的对象时调用的另一个辅助函数。

.validate_interface <- function(.self) {

  methods <- get_interface_methods(.self)

  ## stop the world and print out the un-implemented methods
  if (length(methods) > 0L) {
    stop("Must implement interface methods: ", paste(methods, collapse = ", "))
  }
}

类

Interface 类只是在初始化期间调用 validate 函数。从 Interface 继承的类可以使用任何具有 NULL 主体的函数来注册接口方法。我为此创建了一个简单的助手。

setRefClass(
  "Interface",
  methods = list(
  initialize = function() {
    validate(.self)
  }), contains="VIRTUAL")

InterfaceMethod <- function() NULL

接口

在这里，我使用具有NULL 主体的虚拟方法创建了两个接口。

## Create an interface to be implemented
setRefClass(
  "ITest1",
  contains=c("VIRTUAL", "Interface"),
  methods = list(
    foo = InterfaceMethod,
    bar = InterfaceMethod,
    baz = InterfaceMethod
))

## create a second interface
setRefClass(
  "ITest2",
  contains=c("VIRTUAL", "Interface"),
  methods = list(
    spam = InterfaceMethod,
    ham  = InterfaceMethod
  ))

实例化一个对象

最后，我创建了一个非虚拟的类定义，它继承了我定义的两个接口。在定义中，我实现了foo&baz这两个接口函数，但没有实现bar、spam、ham：

Obj <- setRefClass(
  "Obj",
  contains = c("ITest1", "ITest2"),
  methods = list(
    foo = function() "Implemented!",
    baz = function() "Implemented!"
))

当我尝试实例化这个对象时，我得到一个错误。

> x <- Obj$new()
 Error in validate(.self) : 
  Must implement interface methods: bar, ham, spam

【讨论】：