在Python编程中,Mark Lutz提到了术语mixin。我有C/ c++ / c#的背景,以前没有听说过这个术语。什么是mixin?
从这个例子的字里行间(我链接了这个例子,因为它很长),我假设这是一个使用多重继承来扩展类的情况,而不是适当的子类化。这样对吗?
为什么我要这样做,而不是把新功能放到一个子类?就此而言,为什么混合/多重继承方法会比使用组合更好呢?
mixin与多重继承的区别是什么?这只是语义上的问题吗?
在Python编程中,Mark Lutz提到了术语mixin。我有C/ c++ / c#的背景,以前没有听说过这个术语。什么是mixin?
从这个例子的字里行间(我链接了这个例子,因为它很长),我假设这是一个使用多重继承来扩展类的情况,而不是适当的子类化。这样对吗?
为什么我要这样做,而不是把新功能放到一个子类?就此而言,为什么混合/多重继承方法会比使用组合更好呢?
mixin与多重继承的区别是什么?这只是语义上的问题吗?
当前回答
这个概念来自Steve 's Ice Cream,这是一家由Steve Herrell于1973年在马萨诸塞州萨默维尔创立的冰淇淋店,在那里混合(糖果、蛋糕等)被混合成基本的冰淇淋口味(香草、巧克力等)。
受到Steve 's Ice Cream的启发,Lisp对象系统Flavors的设计者第一次在编程语言中包含了这个概念,其中mix-in是用于增强其他类的小型辅助类,flavour是大型独立类。
因此,主要的思想是mix-in是一个可重用的扩展(“可重用”而不是“独占”;' extension '而不是' base ')。
这个概念与单一或多个继承以及抽象或具体类的概念是正交的。混合类可以用于单个或多个继承,可以是抽象类也可以是具体类。混合类有不完整的接口,抽象类有不完整的实现,具体类有完整的实现。
Mix-in类名通常以' -MixIn '、' -able '或' -ible '作为后缀,以强调它们的性质,就像Python标准库中socketserver模块的ThreadingMixIn和ForkingMixIn类,以及集合的Hashable、Iterable、Callable、Awaitable、AsyncIterable和可逆类一样。美国广播公司(abc)模块。
下面是一个mix-in类的例子,用于扩展Python内置list和dict类的日志记录功能:
import logging
class LoggingMixIn:
def __setitem__(self, key, value):
logging.info('Setting %r to %r', key, value)
super().__setitem__(key, value)
def __delitem__(self, key):
logging.info('Deleting %r', key)
super().__delitem__(key)
class LoggingList(LoggingMixIn, list):
pass
class LoggingDict(LoggingMixIn, dict):
pass
>>> logging.basicConfig(level=logging.INFO)
>>> l = LoggingList([False])
>>> d = LoggingDict({'a': False})
>>> l[0] = True
INFO:root:Setting 0 to True
>>> d['a'] = True
INFO:root:Setting 'a' to True
>>> del l[0]
INFO:root:Deleting 0
>>> del d['a']
INFO:root:Deleting 'a'
其他回答
首先,您应该注意,mixin只存在于多继承语言中。你不能在Java或c#中做mixin。
基本上,mixin是一个独立的基类型,为子类提供有限的功能和多态共振。如果你在用c#思考,考虑一个你不需要实际实现的接口,因为它已经实现了;你只是继承了它,并从它的功能中受益。
mixin的范围通常很窄,不需要扩展。
[编辑——至于为什么:]
既然你问了,我想我该解释一下原因。最大的好处是你不需要自己一遍又一遍地做。在c#中,mixin最大的好处可能来自于处置模式。无论何时实现IDisposable,您几乎总是希望遵循相同的模式,但最终要编写和重写相同的基本代码,只是略有变化。如果有一个可扩展的处置mixin,您可以节省大量额外的输入。
[编辑2 -回答你的其他问题]
mixin与多重继承的区别是什么?这只是语义上的问题吗?
是的。mixin和标准多重继承之间的区别只是语义上的问题;具有多重继承的类可以利用mixin作为多重继承的一部分。
mixin的目的是创建一个可以通过继承“混合”到任何其他类型的类型,而不影响继承类型,同时仍然为该类型提供一些有益的功能。
同样,考虑一个已经实现的接口。
我个人不使用mixins,因为我主要是用一种不支持mixins的语言开发的,所以我很难想出一个像样的例子来为您提供“啊哈!”的时刻。但我会再试一次。我将使用一个人为设计的示例——大多数语言已经以某种方式提供了该特性——但希望这将解释mixin应该如何创建和使用。是:
Suppose you have a type that you want to be able to serialize to and from XML. You want the type to provide a "ToXML" method that returns a string containing an XML fragment with the data values of the type, and a "FromXML" that allows the type to reconstruct its data values from an XML fragment in a string. Again, this is a contrived example, so perhaps you use a file stream, or an XML Writer class from your language's runtime library... whatever. The point is that you want to serialize your object to XML and get a new object back from XML.
本例中另一个重要的一点是,您希望以通用的方式执行此操作。你不希望为你想要序列化的每一个类型都实现一个“ToXML”和“FromXML”方法,你需要一些通用的方法来确保你的类型能够做到这一点,并且它只是工作。您希望代码重用。
如果您的语言支持它,您可以创建XmlSerializable mixin来完成您的工作。这种类型将实现ToXML和FromXML方法。它将使用一些对示例不重要的机制,能够从混合在其中的任何类型收集所有必要的数据,以构建由ToXML返回的XML片段,并且在调用FromXML时同样能够恢复该数据。
和. .就是这样。要使用它,您需要从XmlSerializable继承任何需要序列化为XML的类型。每当需要序列化或反序列化该类型时,只需调用ToXML或FromXML即可。事实上,由于XmlSerializable是一种成熟的多态类型,因此可以想象,您可以构建一个文档序列化器,它对原始类型一无所知,只接受一个XmlSerializable类型数组。
现在想象一下将这个场景用于其他事情,比如创建一个mixin,以确保每个混合它的类都记录每个方法调用,或者为混合它的类型提供事务性的mixin。这样的例子不胜枚举。
如果您只是将mixin视为一个小型的基本类型,用于在不影响类型的情况下向类型添加少量功能,那么您就很好了。
希望。:)
OP提到他/她从未听说过c++中的mixin,可能是因为它们在c++中被称为奇怪的重复模板模式(CRTP)。另外,@Ciro Santilli提到,mixin在c++中是通过抽象基类实现的。虽然可以使用抽象基类来实现mixin,但这是一种过度使用,因为运行时的虚函数功能可以在编译时使用模板来实现,而不需要在运行时查找虚表。
这里将详细描述CRTP模式
我已经使用下面的模板类将@Ciro Santilli的回答中的python示例转换为c++:
#include <iostream>
#include <assert.h>
template <class T>
class ComparableMixin {
public:
bool operator !=(ComparableMixin &other) {
return ~(*static_cast<T*>(this) == static_cast<T&>(other));
}
bool operator <(ComparableMixin &other) {
return ((*(this) != other) && (*static_cast<T*>(this) <= static_cast<T&>(other)));
}
bool operator >(ComparableMixin &other) {
return ~(*static_cast<T*>(this) <= static_cast<T&>(other));
}
bool operator >=(ComparableMixin &other) {
return ((*static_cast<T*>(this) == static_cast<T&>(other)) || (*(this) > other));
}
protected:
ComparableMixin() {}
};
class Integer: public ComparableMixin<Integer> {
public:
Integer(int i) {
this->i = i;
}
int i;
bool operator <=(Integer &other) {
return (this->i <= other.i);
}
bool operator ==(Integer &other) {
return (this->i == other.i);
}
};
int main() {
Integer i(0) ;
Integer j(1) ;
//ComparableMixin<Integer> c; // this will cause compilation error because constructor is protected.
assert (i < j );
assert (i != j);
assert (j > i);
assert (j >= i);
return 0;
}
编辑:在ComparableMixin中添加了受保护的构造函数,这样它只能被继承而不能被实例化。更新了示例,以显示在创建ComparableMixin对象时protected构造函数将如何导致编译错误。
Mixins是编程中的一个概念,其中类提供功能,但并不用于实例化。Mixins的主要目的是提供独立的功能,最好是Mixins本身没有与其他Mixins的继承,并且避免状态。在Ruby等语言中,有一些直接的语言支持,但对于Python则没有。但是,您可以使用多类继承来执行Python中提供的功能。
我看了这个视频http://www.youtube.com/watch?v=v_uKI2NOLEM来了解mixin的基础知识。对于初学者来说,了解mixin的基础知识、它们的工作原理以及在实现它们时可能遇到的问题是非常有用的。
维基百科仍然是最好的:http://en.wikipedia.org/wiki/Mixin
我认为它们是使用多重继承的一种有纪律的方式——因为最终mixin只是另一个python类,它(可能)遵循称为mixin的类的约定。
我对Mixin的理解是:
添加方法但不添加实例变量(类常量是可以的) 仅从object继承(Python中)
通过这种方式,它限制了多重继承的潜在复杂性,并通过限制必须查看的位置(与完整的多重继承相比)使跟踪程序流程变得相当容易。它们类似于ruby模块。
如果我想添加实例变量(具有比单继承所允许的更大的灵活性),那么我倾向于组合。
话虽如此,我还见过名为XYZMixin的类确实有实例变量。
Mixin提供了一种在类中添加功能的方法,即您可以通过将模块包含在所需的类中来与模块中定义的方法进行交互。虽然ruby不支持多重继承,但提供了mixin作为实现这一目标的替代方案。
下面是一个示例,说明如何使用mixin实现多重继承。
module A # you create a module
def a1 # lets have a method 'a1' in it
end
def a2 # Another method 'a2'
end
end
module B # let's say we have another module
def b1 # A method 'b1'
end
def b2 #another method b2
end
end
class Sample # we create a class 'Sample'
include A # including module 'A' in the class 'Sample' (mixin)
include B # including module B as well
def S1 #class 'Sample' contains a method 's1'
end
end
samp = Sample.new # creating an instance object 'samp'
# we can access methods from module A and B in our class(power of mixin)
samp.a1 # accessing method 'a1' from module A
samp.a2 # accessing method 'a2' from module A
samp.b1 # accessing method 'b1' from module B
samp.b2 # accessing method 'a2' from module B
samp.s1 # accessing method 's1' inside the class Sample