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Inheritanche considered harmful
Inheritanche considered harmfulLa herencia es la clase base de todos los males
J. Daniel Garcia
Grupo ARCOSUniversidad Carlos III de Madrid
27 de noviembre de 2015
cbed – J. Daniel Garcia – ARCOS@UC3M ([email protected]) – Twitter: @jdgarciauc3m 1/53
Inheritanche considered harmful
Aviso
c Esta obra está bajo una Licencia Creative CommonsAtribución-NoComercial-SinDerivar 4.0 Internacional.
b Debes dar crédito en la obra en la forma especificadapor el autor o licenciante.
e El licenciante permite copiar, distribuir y comunicar pú-blicamente la obra. A cambio, esta obra no puede serutilizada con fines comerciales — a menos que se ob-tenga el permiso expreso del licenciante.
d El licenciante permite copiar, distribuir, transmitir y co-municar públicamente solamente copias inalteradas dela obra – no obras derivadas basadas en ella.
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ARCOS@uc3m
UC3M: Una universidad joven, internacional y orientada ala investigación.ARCOS: Un grupo de investigación aplicada.
Líneas: Computación de altas prestaciones, Big data,Sistemas Ciberfísicos, y Modelos de programación para lamejora de las aplicaciones
Mejorando las aplicaciones:REPARA: Reengineering and Enabling Performance andpoweR of Applications. Financiado por Comisión Europea(FP7).RePhrase: REfactoring Parallel Heterogeneous ResourceAware Applications. Financiado por Comisión Europea(H2020).
Normalización:ISO/IEC JTC/SC22/WG21. Comité ISO C++.
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Actividad C++
Jornadas C++.Web: http://usingstdcpp.org
Meetups:http://www.meetup.com/Madrid-C-Cpp/Próximo meetup viernes 4 de diciembre.
¿Te interesa C++?@usingstdcpp
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Cartera de servicios
Formación:Adopción de C++11/14/17/. . .Formación ad-hoc en C++.Programación paralela: multi-core, GPGPU, . . .
Consultoría:Definición de coding standards.Apoyo tecnológico en proyectos de desarrolllo.Migración de código, mejoras de portabilidad.Mejora de rendimiento y eficiencia energética.
I+D+i:Refactorización de código.Herramientas de análisis de código (estático y dinámico).Convocatorias regionales, nacionales, e internacionales.
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Cartera de servicios
Formación:Adopción de C++11/14/17/. . .Formación ad-hoc en C++.Programación paralela: multi-core, GPGPU, . . .
Consultoría:Definición de coding standards.Apoyo tecnológico en proyectos de desarrolllo.Migración de código, mejoras de portabilidad.Mejora de rendimiento y eficiencia energética.
I+D+i:Refactorización de código.Herramientas de análisis de código (estático y dinámico).Convocatorias regionales, nacionales, e internacionales.
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Cartera de servicios
Formación:Adopción de C++11/14/17/. . .Formación ad-hoc en C++.Programación paralela: multi-core, GPGPU, . . .
Consultoría:Definición de coding standards.Apoyo tecnológico en proyectos de desarrolllo.Migración de código, mejoras de portabilidad.Mejora de rendimiento y eficiencia energética.
I+D+i:Refactorización de código.Herramientas de análisis de código (estático y dinámico).Convocatorias regionales, nacionales, e internacionales.
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Introducción
1 Introducción
2 Observaciones
3 Caso práctico
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Inheritanche considered harmful
Introducción
Lenguajes de programación
There are only two kinds of languages: the ones peoplecomplain about and the ones nobody uses.
Bjarne Stroustrup
Anybody who comes to you and says he has a perfectlanguage is either naïve or a salesman.
Bjarne Stroustrup
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Introducción
Lenguajes de programación
There are only two kinds of languages: the ones peoplecomplain about and the ones nobody uses.
Bjarne Stroustrup
Anybody who comes to you and says he has a perfectlanguage is either naïve or a salesman.
Bjarne Stroustrup
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Introducción
Herramientas y problemas
Un martillo es fantástico para clavar un clavo.
¿Y para apretar tuercas?¿Y para atornillar?¿Para depurar un programa?
¿Será la OO un martillo para programadores?
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Introducción
Herramientas y problemas
Un martillo es fantástico para clavar un clavo.¿Y para apretar tuercas?
¿Y para atornillar?¿Para depurar un programa?
¿Será la OO un martillo para programadores?
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Introducción
Herramientas y problemas
Un martillo es fantástico para clavar un clavo.¿Y para apretar tuercas?¿Y para atornillar?
¿Para depurar un programa?
¿Será la OO un martillo para programadores?
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Introducción
Herramientas y problemas
Un martillo es fantástico para clavar un clavo.¿Y para apretar tuercas?¿Y para atornillar?¿Para depurar un programa?
¿Será la OO un martillo para programadores?
cbed – J. Daniel Garcia – ARCOS@UC3M ([email protected]) – Twitter: @jdgarciauc3m 8/53
Inheritanche considered harmful
Introducción
Herramientas y problemas
Un martillo es fantástico para clavar un clavo.¿Y para apretar tuercas?¿Y para atornillar?¿Para depurar un programa?
¿Será la OO un martillo para programadores?
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Introducción
Los orígenes
La subrutina:David Wheeler y Maurice Wilkes. 1951.
Programación funcional:Lisp, Johh McCarthy. 1958.
Programación orientada a objetos:Simula, Simula-67. Ole-Johan Dahl y Kristen Nygaard.1960-1970.Smalltalk, Smalltalk-80. Alan C. Kay. 1970-1980.. . .
Programación genérica:CLU. Barbara Liskov. 1974.Ada. Jean Ichbiah. 1983.C++. Bjarne Stroustrup. 1983. Alexander Stepanov. 1998.
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Introducción
Los orígenes
La subrutina:David Wheeler y Maurice Wilkes. 1951.
Programación funcional:Lisp, Johh McCarthy. 1958.
Programación orientada a objetos:Simula, Simula-67. Ole-Johan Dahl y Kristen Nygaard.1960-1970.Smalltalk, Smalltalk-80. Alan C. Kay. 1970-1980.. . .
Programación genérica:CLU. Barbara Liskov. 1974.Ada. Jean Ichbiah. 1983.C++. Bjarne Stroustrup. 1983. Alexander Stepanov. 1998.
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Introducción
Los orígenes
La subrutina:David Wheeler y Maurice Wilkes. 1951.
Programación funcional:Lisp, Johh McCarthy. 1958.
Programación orientada a objetos:Simula, Simula-67. Ole-Johan Dahl y Kristen Nygaard.1960-1970.Smalltalk, Smalltalk-80. Alan C. Kay. 1970-1980.. . .
Programación genérica:CLU. Barbara Liskov. 1974.Ada. Jean Ichbiah. 1983.C++. Bjarne Stroustrup. 1983. Alexander Stepanov. 1998.
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Introducción
Los orígenes
La subrutina:David Wheeler y Maurice Wilkes. 1951.
Programación funcional:Lisp, Johh McCarthy. 1958.
Programación orientada a objetos:Simula, Simula-67. Ole-Johan Dahl y Kristen Nygaard.1960-1970.Smalltalk, Smalltalk-80. Alan C. Kay. 1970-1980.. . .
Programación genérica:CLU. Barbara Liskov. 1974.Ada. Jean Ichbiah. 1983.C++. Bjarne Stroustrup. 1983. Alexander Stepanov. 1998.
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Introducción
Pero ¿Cuándo tiene éxito?
1979-1983: C++.1986: Object Pascal.1986: Eiffel.1995: Java.1995: Ada95.2000: C#.
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Introducción
¿Qué más ocurrió en los 90?
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Observaciones
1 Introducción
2 Observaciones
3 Caso práctico
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Observaciones
OO: Lenguajes vs Sistema
¿Se puede hacer desarrollo OO sin un lenguaje OO?
En teoría: SI.Y en la práctica también:
X-Windows System, OSF/Motif.
Sin embargo: demasiado complicado y conducente aerrores.
Fácil cometer errores.¿Por qué dejar al programador tareas que puede hacer uncompilador?
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Observaciones
OO: Lenguajes vs Sistema
¿Se puede hacer desarrollo OO sin un lenguaje OO?En teoría: SI.
Y en la práctica también:X-Windows System, OSF/Motif.
Sin embargo: demasiado complicado y conducente aerrores.
Fácil cometer errores.¿Por qué dejar al programador tareas que puede hacer uncompilador?
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Observaciones
OO: Lenguajes vs Sistema
¿Se puede hacer desarrollo OO sin un lenguaje OO?En teoría: SI.Y en la práctica también:
X-Windows System, OSF/Motif.
Sin embargo: demasiado complicado y conducente aerrores.
Fácil cometer errores.¿Por qué dejar al programador tareas que puede hacer uncompilador?
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Observaciones
OO: Lenguajes vs Sistema
¿Se puede hacer desarrollo OO sin un lenguaje OO?En teoría: SI.Y en la práctica también:
X-Windows System, OSF/Motif.
Sin embargo: demasiado complicado y conducente aerrores.
Fácil cometer errores.¿Por qué dejar al programador tareas que puede hacer uncompilador?
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Observaciones
Cosas que a veces olvidamos
Principios de diseño de X-Windows ( Bob Scheifler y JimGettys, 1984).
Do not add new functionality unless an implementor cannotcomplete a real application without it.It is as important to decide what a system is not as todecide what it is. Do not serve all the world’s needs.The only thing worse than generalizing from one example isgeneralizing from no examples at all.If a problem is not completely understood, it is probablybest to provide no solution at all.If you can get 90 percent of the desired effect for 10 percentof the work, use the simpler solution.Isolate complexity as much as possible.Provide mechanism rather than policy.
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Observaciones
Todo tiene que ser un método
¿Por qué tenemos clases?
Principio de la ocultación de la información. David Parnas(1972)
Incrementar la flexibilidad y comprensión.Reducir tiempo de desarrollo.Reducir acoplamiento global.
Pero ...Hemos asumido que el módulo o componente esequivalente a la clase.Y nos empeñamos en ocultar, incluso cuando no hay nadaque ocultar.
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Observaciones
Todo tiene que ser un método
¿Por qué tenemos clases?Principio de la ocultación de la información. David Parnas(1972)
Incrementar la flexibilidad y comprensión.Reducir tiempo de desarrollo.Reducir acoplamiento global.
Pero ...Hemos asumido que el módulo o componente esequivalente a la clase.Y nos empeñamos en ocultar, incluso cuando no hay nadaque ocultar.
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Observaciones
Todo tiene que ser un método
¿Por qué tenemos clases?Principio de la ocultación de la información. David Parnas(1972)
Incrementar la flexibilidad y comprensión.Reducir tiempo de desarrollo.Reducir acoplamiento global.
Pero ...Hemos asumido que el módulo o componente esequivalente a la clase.
Y nos empeñamos en ocultar, incluso cuando no hay nadaque ocultar.
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Observaciones
Todo tiene que ser un método
¿Por qué tenemos clases?Principio de la ocultación de la información. David Parnas(1972)
Incrementar la flexibilidad y comprensión.Reducir tiempo de desarrollo.Reducir acoplamiento global.
Pero ...Hemos asumido que el módulo o componente esequivalente a la clase.Y nos empeñamos en ocultar, incluso cuando no hay nadaque ocultar.
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Observaciones
Métodos de clase
Un método de la metaclase → Compartido por todas lainstancias.
Java
public final class Math {public static double abs(double a) {/∗...∗/}
}
// Invocaciónx = Math.abs(y);
C++
namespace std {double abs(double arg);
}
// Invocación
x = abs(y);
Tendemos a inventar clases:Porque en alguna clase tengo que meter esto.
O a tener animales como la clase Integer.O a hacer que main sea un método.
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Observaciones
Métodos de clase
Un método de la metaclase → Compartido por todas lainstancias.
Java
public final class Math {public static double abs(double a) {/∗...∗/}
}
// Invocaciónx = Math.abs(y);
C++
namespace std {double abs(double arg);
}
// Invocación
x = abs(y);
Tendemos a inventar clases:Porque en alguna clase tengo que meter esto.
O a tener animales como la clase Integer.O a hacer que main sea un método.
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Observaciones
Métodos de clase
Un método de la metaclase → Compartido por todas lainstancias.
Java
public final class Math {public static double abs(double a) {/∗...∗/}
}
// Invocaciónx = Math.abs(y);
C++
namespace std {double abs(double arg);
}
// Invocación
x = abs(y);
Tendemos a inventar clases:Porque en alguna clase tengo que meter esto.
O a tener animales como la clase Integer.O a hacer que main sea un método.
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Observaciones
Métodos de clase
Un método de la metaclase → Compartido por todas lainstancias.
Java
public final class Math {public static double abs(double a) {/∗...∗/}
}
// Invocaciónx = Math.abs(y);
C++
namespace std {double abs(double arg);
}
// Invocación
x = abs(y);
Tendemos a inventar clases:Porque en alguna clase tengo que meter esto.
O a tener animales como la clase Integer.O a hacer que main sea un método.
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Observaciones
Métodos de clase
Un método de la metaclase → Compartido por todas lainstancias.
Java
public final class Math {public static double abs(double a) {/∗...∗/}
}
// Invocaciónx = Math.abs(y);
C++
namespace std {double abs(double arg);
}
// Invocación
x = abs(y);
Tendemos a inventar clases:Porque en alguna clase tengo que meter esto.
O a tener animales como la clase Integer.
O a hacer que main sea un método.
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Observaciones
Métodos de clase
Un método de la metaclase → Compartido por todas lainstancias.
Java
public final class Math {public static double abs(double a) {/∗...∗/}
}
// Invocaciónx = Math.abs(y);
C++
namespace std {double abs(double arg);
}
// Invocación
x = abs(y);
Tendemos a inventar clases:Porque en alguna clase tengo que meter esto.
O a tener animales como la clase Integer.O a hacer que main sea un método.
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Observaciones
Ocultación paranóica de la información
Los atributos de una clase siempre tiene que ser privados.
Y luego lo llenamos todo de getter y setters.¿Dónde está la ocultación de la información?
Un par de valores
class pair {public:
pair ( int k, const string & v);void set_key(int k) { key=k; }int get_key() const { return key; }void set_value(const string & v) { value=v; }string get_value() const { return value; }
private:int key;string value;
};
O un par de valores
struct pair {pair ( int k, const string & v);int key;string value;
};
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Observaciones
Ocultación paranóica de la información
Los atributos de una clase siempre tiene que ser privados.Y luego lo llenamos todo de getter y setters.
¿Dónde está la ocultación de la información?
Un par de valores
class pair {public:
pair ( int k, const string & v);void set_key(int k) { key=k; }int get_key() const { return key; }void set_value(const string & v) { value=v; }string get_value() const { return value; }
private:int key;string value;
};
O un par de valores
struct pair {pair ( int k, const string & v);int key;string value;
};
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Observaciones
Ocultación paranóica de la información
Los atributos de una clase siempre tiene que ser privados.Y luego lo llenamos todo de getter y setters.¿Dónde está la ocultación de la información?
Un par de valores
class pair {public:
pair ( int k, const string & v);void set_key(int k) { key=k; }int get_key() const { return key; }void set_value(const string & v) { value=v; }string get_value() const { return value; }
private:int key;string value;
};
O un par de valores
struct pair {pair ( int k, const string & v);int key;string value;
};
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Inheritanche considered harmful
Observaciones
Ocultación paranóica de la información
Los atributos de una clase siempre tiene que ser privados.Y luego lo llenamos todo de getter y setters.¿Dónde está la ocultación de la información?
Un par de valores
class pair {public:
pair ( int k, const string & v);void set_key(int k) { key=k; }int get_key() const { return key; }void set_value(const string & v) { value=v; }string get_value() const { return value; }
private:int key;string value;
};
O un par de valores
struct pair {pair ( int k, const string & v);int key;string value;
};
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Observaciones
Ocultación paranóica de la información
Los atributos de una clase siempre tiene que ser privados.Y luego lo llenamos todo de getter y setters.¿Dónde está la ocultación de la información?
Un par de valores
class pair {public:
pair ( int k, const string & v);void set_key(int k) { key=k; }int get_key() const { return key; }void set_value(const string & v) { value=v; }string get_value() const { return value; }
private:int key;string value;
};
O un par de valores
struct pair {pair ( int k, const string & v);int key;string value;
};
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Observaciones
Y entonces llegaron los patrones
Design Patterns: Elements of Reusable Object-OrientedSoftware.Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson y JohnVlissides. 1994.
Debería ser de obligada lectura.Desgraciadamente usado malamente como un recetario.
Sin embargo, hay patrones problemáticos:Singleton: Mecanismo complicado de emulación devariables globales.Visitor: Mecanimso complicado de emulación depolimorfismo dinámico múltiple.
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Observaciones
Y entonces llegaron los patrones
Design Patterns: Elements of Reusable Object-OrientedSoftware.Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson y JohnVlissides. 1994.
Debería ser de obligada lectura.
Desgraciadamente usado malamente como un recetario.
Sin embargo, hay patrones problemáticos:Singleton: Mecanismo complicado de emulación devariables globales.Visitor: Mecanimso complicado de emulación depolimorfismo dinámico múltiple.
cbed – J. Daniel Garcia – ARCOS@UC3M ([email protected]) – Twitter: @jdgarciauc3m 18/53
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Observaciones
Y entonces llegaron los patrones
Design Patterns: Elements of Reusable Object-OrientedSoftware.Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson y JohnVlissides. 1994.
Debería ser de obligada lectura.Desgraciadamente usado malamente como un recetario.
Sin embargo, hay patrones problemáticos:Singleton: Mecanismo complicado de emulación devariables globales.Visitor: Mecanimso complicado de emulación depolimorfismo dinámico múltiple.
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Observaciones
Y entonces llegaron los patrones
Design Patterns: Elements of Reusable Object-OrientedSoftware.Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson y JohnVlissides. 1994.
Debería ser de obligada lectura.Desgraciadamente usado malamente como un recetario.
Sin embargo, hay patrones problemáticos:Singleton: Mecanismo complicado de emulación devariables globales.Visitor: Mecanimso complicado de emulación depolimorfismo dinámico múltiple.
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Observaciones
Herencia
Herencia: Mecanismo de reutilización de código.Herencia de interfaz (Subtyping): Establece una relaciónes-un.Herencia de implementación: Mecanimso de reutilizaciónde implementación.
Aproximaciones:Todo deben ser clases organizadas en una única jerarquíaunversal.
Un Vector extiende un AbstractList que extiende unAbstractCollection que extiend un Object.
Utilizar herencia de forma limitada cuando sea necesario.Un std::vector no hereda nada de nadie.
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Observaciones
Herencia
Herencia: Mecanismo de reutilización de código.Herencia de interfaz (Subtyping): Establece una relaciónes-un.Herencia de implementación: Mecanimso de reutilizaciónde implementación.
Aproximaciones:Todo deben ser clases organizadas en una única jerarquíaunversal.
Un Vector extiende un AbstractList que extiende unAbstractCollection que extiend un Object.
Utilizar herencia de forma limitada cuando sea necesario.Un std::vector no hereda nada de nadie.
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Observaciones
Polimorfismo
Polimorfismo: Capacidad de ofrecer el mismo interfazvariando la implementación.
Normalmente usado como sinónimo de polimorfismodinámico.
Polimorfismo dinámico: Se toma la decisión sobre laselección de la implementación en tiempo de ejecución.
Pequeño sobrecoste por invocación a función.Aceptable si el uso es limitado.
Conduce a diseños más flexible de lo realmente necesario.Y si un día . . .
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Observaciones
Polimorfismo
Polimorfismo: Capacidad de ofrecer el mismo interfazvariando la implementación.Normalmente usado como sinónimo de polimorfismodinámico.
Polimorfismo dinámico: Se toma la decisión sobre laselección de la implementación en tiempo de ejecución.
Pequeño sobrecoste por invocación a función.Aceptable si el uso es limitado.
Conduce a diseños más flexible de lo realmente necesario.Y si un día . . .
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Observaciones
Polimorfismo
Polimorfismo: Capacidad de ofrecer el mismo interfazvariando la implementación.Normalmente usado como sinónimo de polimorfismodinámico.
Polimorfismo dinámico: Se toma la decisión sobre laselección de la implementación en tiempo de ejecución.
Pequeño sobrecoste por invocación a función.Aceptable si el uso es limitado.
Conduce a diseños más flexible de lo realmente necesario.Y si un día . . .
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Observaciones
Hay otro polimorfismo
Polimorfismo estático: Se toma la decisión sobre laselección en tiempo de compilación.
No siempre es posible.Flexibilidad suficiente.No hay sobrecoste en tiempo de ejecución.
Ordenación genérica
template <typename C>void sort(C & c) {
sort (c.begin() , c.end()) ;}
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Observaciones
Hacia un nuevo paradigma
A new scientific truth does not triumph by convincing itsopponents and making them see the light, but ratherbecause its opponents eventually die
The structure of scientific revolutionsThomas Kuhn, 1962.
FUNGENOOP.Functional.Generic.ObjectOriented.Procedural.
(Tony DaSilva)
Ejemplo
void dibuja(Container & c)requires same<element_type<Container>,Figura∗>
{for_each(begin(c), end(c),
[]( Figura ∗ s) { s−>draw();});}
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Observaciones
Hacia un nuevo paradigma
A new scientific truth does not triumph by convincing itsopponents and making them see the light, but ratherbecause its opponents eventually die
The structure of scientific revolutionsThomas Kuhn, 1962.
FUNGENOOP.Functional.Generic.ObjectOriented.Procedural.
(Tony DaSilva)
Ejemplo
void dibuja(Container & c)requires same<element_type<Container>,Figura∗>
{for_each(begin(c), end(c),
[]( Figura ∗ s) { s−>draw();});}
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Observaciones
Hacia un nuevo paradigma
A new scientific truth does not triumph by convincing itsopponents and making them see the light, but ratherbecause its opponents eventually die
The structure of scientific revolutionsThomas Kuhn, 1962.
FUNGENOOP.Functional.Generic.ObjectOriented.Procedural.
(Tony DaSilva)
Ejemplo
void dibuja(Container & c)requires same<element_type<Container>,Figura∗>
{for_each(begin(c), end(c),
[]( Figura ∗ s) { s−>draw();});}
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Observaciones
Un problema adicional
Gestión de los recursos.Muchos lenguajes OO han optado por hacerle la vida fácilal programador con la recolección de basura.
Pero seguimos con memory leaks por todas partes.
La recolección de basura:Generalmente tiene impacto en el rendimiento.Incremento del imapcto debido a la revolución multi-core.La mejor estrategia de gestión de la basura es no generarbasura.
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Observaciones
Un problema adicional
Gestión de los recursos.Muchos lenguajes OO han optado por hacerle la vida fácilal programador con la recolección de basura.
Pero seguimos con memory leaks por todas partes.
La recolección de basura:Generalmente tiene impacto en el rendimiento.Incremento del imapcto debido a la revolución multi-core.La mejor estrategia de gestión de la basura es no generarbasura.
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Observaciones
Un problema adicional
Gestión de los recursos.Muchos lenguajes OO han optado por hacerle la vida fácilal programador con la recolección de basura.
Pero seguimos con memory leaks por todas partes.
La recolección de basura:Generalmente tiene impacto en el rendimiento.Incremento del imapcto debido a la revolución multi-core.La mejor estrategia de gestión de la basura es no generarbasura.
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Caso práctico
1 Introducción
2 Observaciones
3 Caso práctico
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Caso práctico
El problema
3 Caso prácticoEl problemaUna solución sencillaSolución orientada a objetosSolución genéricaPolimorfismo de implementaciónComparación
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Caso práctico
El problema
Un caso sencillo
Un documento tiene una lista de elementos.Queremos volcar un elemento a la salida estándar.
Usaremos una función dump().Comenzaremos usando números enteros como valores deelementos.
NOTA: Las soluciones que se presentan se derivan deadaptaciones de las presentadas por Sean Parent en su charla“value semantics”.
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Caso práctico
El problema
Un caso sencillo
Un documento tiene una lista de elementos.Queremos volcar un elemento a la salida estándar.
Usaremos una función dump().Comenzaremos usando números enteros como valores deelementos.
NOTA: Las soluciones que se presentan se derivan deadaptaciones de las presentadas por Sean Parent en su charla“value semantics”.
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Caso práctico
Una solución sencilla
3 Caso prácticoEl problemaUna solución sencillaSolución orientada a objetosSolución genéricaPolimorfismo de implementaciónComparación
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Caso práctico
Una solución sencilla
Código cliente
main.cpp
#include "doclib.h"#include <iostream>
int main() {document doc;doc.add_element(1);doc.add_element(2);doc.add_element(3);
doc.dump(std::cout);
return 0;}
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Caso práctico
Una solución sencilla
Biblioteca de documentos
doclib.h
#ifndef DOCLIB_H#define DOCLIB_H
#include <vector>#include <iostream>
class document {public:
void add_element(int e) { elems.emplace_back(e); }void dump(std::ostream & out) const;
private:std :: vector<int> elems;
};
#endif
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Caso práctico
Una solución sencilla
Biblioteca de documentos
doclib.cpp
#include "doclib.h"
void document::dump(std::ostream & out) const {using namespace std;out << "START" << endl;for (const auto & e : elems) {
out << e << endl;}out << "END" << endl;
}
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
3 Caso prácticoEl problemaUna solución sencillaSolución orientada a objetosSolución genéricaPolimorfismo de implementaciónComparación
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Generalizando la biblioteca
Deseamos tener una solución más general.Soportar documentos con elementos de distintos tipos(enteros, cadenas, . . . ).Soportar documentos que permitan elementos conmúltiples tipos en el mismo documento.
Probemos la solución orientada a objetos clásica.
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Biblioteca de documentos
doclib.h
#ifndef DOCLIB_H#define DOCLIB_H
#include <iostream>#include <vector>#include <memory>
class element {public:
virtual ~element() {}virtual void dump(std::ostream &) const = 0;
};
//. . .
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Biblioteca de documentos
doclib.h
class document {public:
void add_element(std::shared_ptr<element> && e) { elems.emplace_back(e); }void dump(std::ostream & out) const;
private:std :: vector<std ::shared_ptr<element>> elems;
};
#endif
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Código cliente
main.cpp
#include "doclib.h"
class my_int_value : public element {public:
my_int_value(int v) : value{v} {}
void dump(std::ostream & out) const {out << value << std::endl;
}
private:int value;
};
//. . .
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Código cliente
main.cpp
int main() {using namespace std;
document doc;doc.add_element(make_shared<my_int_value>(1));doc.add_element(make_shared<my_int_value>(2));doc.add_element(make_shared<my_int_value>(3));doc.dump(cout);
return 0;}
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Polimorfismo dinámico
Al usar la herencia como mecanismo para el polifmorfismose traslada la complejidad al código cliente,incrementando el acoplamiento.
La herencia implica tamaños variables → Memoriadinámica.Indirección + memoria dinámica + virtualización →rendimiento pobre.Gestión del tiempo de vida → recolección de basura ocuenta de referencias.Propiedad compartida de objetos → estructuras de datosaccidentales.Adicionalmente: Problemas de sincronización.
La herencia es la clase base de todos los males.
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Polimorfismo dinámico
Al usar la herencia como mecanismo para el polifmorfismose traslada la complejidad al código cliente,incrementando el acoplamiento.La herencia implica tamaños variables → Memoriadinámica.
Indirección + memoria dinámica + virtualización →rendimiento pobre.Gestión del tiempo de vida → recolección de basura ocuenta de referencias.Propiedad compartida de objetos → estructuras de datosaccidentales.Adicionalmente: Problemas de sincronización.
La herencia es la clase base de todos los males.
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Polimorfismo dinámico
Al usar la herencia como mecanismo para el polifmorfismose traslada la complejidad al código cliente,incrementando el acoplamiento.La herencia implica tamaños variables → Memoriadinámica.Indirección + memoria dinámica + virtualización →rendimiento pobre.
Gestión del tiempo de vida → recolección de basura ocuenta de referencias.Propiedad compartida de objetos → estructuras de datosaccidentales.Adicionalmente: Problemas de sincronización.
La herencia es la clase base de todos los males.
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Polimorfismo dinámico
Al usar la herencia como mecanismo para el polifmorfismose traslada la complejidad al código cliente,incrementando el acoplamiento.La herencia implica tamaños variables → Memoriadinámica.Indirección + memoria dinámica + virtualización →rendimiento pobre.Gestión del tiempo de vida → recolección de basura ocuenta de referencias.
Propiedad compartida de objetos → estructuras de datosaccidentales.Adicionalmente: Problemas de sincronización.
La herencia es la clase base de todos los males.
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Polimorfismo dinámico
Al usar la herencia como mecanismo para el polifmorfismose traslada la complejidad al código cliente,incrementando el acoplamiento.La herencia implica tamaños variables → Memoriadinámica.Indirección + memoria dinámica + virtualización →rendimiento pobre.Gestión del tiempo de vida → recolección de basura ocuenta de referencias.Propiedad compartida de objetos → estructuras de datosaccidentales.
Adicionalmente: Problemas de sincronización.
La herencia es la clase base de todos los males.
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Polimorfismo dinámico
Al usar la herencia como mecanismo para el polifmorfismose traslada la complejidad al código cliente,incrementando el acoplamiento.La herencia implica tamaños variables → Memoriadinámica.Indirección + memoria dinámica + virtualización →rendimiento pobre.Gestión del tiempo de vida → recolección de basura ocuenta de referencias.Propiedad compartida de objetos → estructuras de datosaccidentales.Adicionalmente: Problemas de sincronización.
La herencia es la clase base de todos los males.
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Polimorfismo dinámico
Al usar la herencia como mecanismo para el polifmorfismose traslada la complejidad al código cliente,incrementando el acoplamiento.La herencia implica tamaños variables → Memoriadinámica.Indirección + memoria dinámica + virtualización →rendimiento pobre.Gestión del tiempo de vida → recolección de basura ocuenta de referencias.Propiedad compartida de objetos → estructuras de datosaccidentales.Adicionalmente: Problemas de sincronización.
La herencia es la clase base de todos los males.
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Caso práctico
Solución orientada a objetos
Polimorfismo dinámico
Al usar la herencia como mecanismo para el polifmorfismose traslada la complejidad al código cliente,incrementando el acoplamiento.La herencia implica tamaños variables → Memoriadinámica.Indirección + memoria dinámica + virtualización →rendimiento pobre.Gestión del tiempo de vida → recolección de basura ocuenta de referencias.Propiedad compartida de objetos → estructuras de datosaccidentales.Adicionalmente: Problemas de sincronización.
La herencia es la clase base de todos los males.
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Caso práctico
Solución genérica
3 Caso prácticoEl problemaUna solución sencillaSolución orientada a objetosSolución genéricaPolimorfismo de implementaciónComparación
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Caso práctico
Solución genérica
Programación genérica
Probemos el polimorfismo en tiempo de compilación.Un tipo genérico document<T> usable para cualquier tipoT.Se apoya en una función genérica para volcar valoresdump_value().
Permite tener documentos homogéneos.No se pueden tener enteros y cadenas en el mismodocuemnto.Todas las llamadas resueltas en tiempo de compilación.
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Caso práctico
Solución genérica
Programación genérica
Probemos el polimorfismo en tiempo de compilación.Un tipo genérico document<T> usable para cualquier tipoT.Se apoya en una función genérica para volcar valoresdump_value().
Permite tener documentos homogéneos.No se pueden tener enteros y cadenas en el mismodocuemnto.Todas las llamadas resueltas en tiempo de compilación.
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Caso práctico
Solución genérica
Biblioteca de documentos
doclib.h
#ifndef DOCLIB_H#define DOCLIB_H
#include <iostream>#include <vector>
template <typename T>void dump_value(const T & x, std::ostream & out) {
out << x << std ::endl;}
//. . .
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Caso práctico
Solución genérica
Biblioteca de documentos
doclib.h
template <typename T>class document {public:
void add_element(T && e) { elems.emplace_back(e); }void dump(std::ostream & out) const;
private:std :: vector<T> elems;
};
template <typename T>void document<T>::dump(std::ostream & out) const {
using namespace std;out << "START" << endl;for (const auto & e : elems) {
dump_value(e,out);}out << "END" << endl;
}
#endifcbed – J. Daniel Garcia – ARCOS@UC3M ([email protected]) – Twitter: @jdgarciauc3m 41/53
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Caso práctico
Solución genérica
Código cliente
doclib.h
#include "doclib.h"#include <string>
int main() {document<int> doc1;doc1.add_element(1);doc1.add_element(2);doc1.dump(std::cout);
document<std::string> doc2;doc2.add_element("C++");doc2.add_element("is");doc2.add_element("cool");doc2.dump(std::cout);
return 0;}
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Caso práctico
Polimorfismo de implementación
3 Caso prácticoEl problemaUna solución sencillaSolución orientada a objetosSolución genéricaPolimorfismo de implementaciónComparación
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Caso práctico
Polimorfismo de implementación
Ocultando el polimorfismo
El polimorfismo dinámico debe ser un mecanismo deimplementación.
No debe ser visible al código del cliente.El cliente debe usar interfaces simplificadas.
Usaremos un document que acepta elements.
Internamente un element puede usar polimorfismodinámico como detalle de implementación.
Borrado de tipos (Type Erasure).
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Caso práctico
Polimorfismo de implementación
Ocultando el polimorfismo
El polimorfismo dinámico debe ser un mecanismo deimplementación.
No debe ser visible al código del cliente.El cliente debe usar interfaces simplificadas.
Usaremos un document que acepta elements.
Internamente un element puede usar polimorfismodinámico como detalle de implementación.
Borrado de tipos (Type Erasure).
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Caso práctico
Polimorfismo de implementación
Ocultando el polimorfismo
El polimorfismo dinámico debe ser un mecanismo deimplementación.
No debe ser visible al código del cliente.El cliente debe usar interfaces simplificadas.
Usaremos un document que acepta elements.
Internamente un element puede usar polimorfismodinámico como detalle de implementación.
Borrado de tipos (Type Erasure).
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Caso práctico
Polimorfismo de implementación
Biblioteca de documentos
doclib.h
#ifndef DOCLIB_H#define DOCLIB_H
#include <iostream>#include <vector>#include <memory>
template <typename T>void dump_value(const T & x, std::ostream & out) {
out << x << std ::endl;}
// . . .
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Caso práctico
Polimorfismo de implementación
Elemento: Internamente puntero a valor
doclib.h
class element {public:
template <typename T>element(T x);
element(const element & o) = delete;element & operator=(const element & o) =delete;
element(element &&) noexcept = default;element & operator=(element &&) noexcept = default;
void dump(std::ostream & out) const { self−>dump(out); }
// . . .private:
std :: unique_ptr<base_value> self;};
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Caso práctico
Polimorfismo de implementación
Detalle de implementación: Jerarquía de valores
doclib.h (detalles de element)
private:
struct base_value {virtual ~base_value() = default;virtual void dump(std::ostream & out) const = 0;
};
template <typename T>struct value : base_value {
value(T x) : data{std :: move(x)} {}virtual void dump(std::ostream & out) const { dump_value(data,out); }T data;
};
// . . .
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Caso práctico
Polimorfismo de implementación
Biblioteca de documentos
doclib.h
// . . .template <typename T>element::element(T x) :
self {std :: make_unique<value<T>>(std::move(x))}{}
class document {public:
void add_element(element && e) { elems.emplace_back(std::move(e)); }void dump(std::ostream & out) const;
private:std :: vector<element> elems;
};
#endif
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Caso práctico
Polimorfismo de implementación
Volcado de documento
doclib.cpp
#include "doclib.h"
void document::dump(std::ostream & out) const {using namespace std;out << "START" << endl;for (const auto & e : elems) {
e.dump(out);}out << "END" << endl;
}
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Inheritanche considered harmful
Caso práctico
Polimorfismo de implementación
Un documento heterogéneo
main.cpp
#include "doclib.h"
int main() {document doc;doc.add_element(1);doc.add_element(2);doc.add_element("C++");doc.add_element("is cool");doc.dump(std::cout);
return 0;}
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Inheritanche considered harmful
Caso práctico
Comparación
3 Caso prácticoEl problemaUna solución sencillaSolución orientada a objetosSolución genéricaPolimorfismo de implementaciónComparación
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Inheritanche considered harmful
Caso práctico
Comparación
Uso de memoria
Solución mínima.3 asignaciones.28 bytes.
Solución OO clásica.6 asignaciones.208 bytes.
Solución genérica.3 asignaciones.28 bytes.
Polimorfismo de implementación.6 asignaciones.104 bytes.
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Inheritanche considered harmful
Caso práctico
Comparación
Inheritanche considered harmfulLa herencia es la clase base de todos los males
J. Daniel Garcia
Grupo ARCOSUniversidad Carlos III de Madrid
27 de noviembre de 2015
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