Introduce Groovy 2.3 trait

1. GroovyのTraitを使い倒す 2014/06/20 JGGUG G*Workshop NTTソフトウェア株式会社上原潤⼆二 14年6月21日土曜日

2. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. ⾃自⼰己紹介 • 上原潤⼆二(@uehaj) • NTTソフトウェア(株)Grails推進室 • JGGUG(⽇日本Grails/Groovyユーザグループ)運営委員 • 書籍執筆:プログラミングGROOVY(技術評論論社),Grails徹底⼊入⾨門(翔泳社) • ブログ「Grな⽇日々」 • GroovyServ, LispBuilder, GVM(JVM written in Groovy)開発者 14年6月21日土曜日

3. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. Trait • 「特徴」の意 • Self, Squeak Smalltalk, PHP, Rust, D,Scala...などにもTraitという名称の⾔言語機能がある。C++にはTraitsという技法がある。それぞれでの意味は、かなり/ 全然違う • Groovy 2.3で新規(⽬目⽟玉?)機能として導⼊入 • GroovyのtraitはScalaのに⽐比較的近い 14年6月21日土曜日

4. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. Groovyのtrait • ×多重継承が可能なクラス • 直接インスタンス化できない • oo実装を持てるインターフェース • 状態も持てる(Java8のDefault Methodとは違う) • 多重継承に付随する「ダイヤモンド継承」問題を解決 • インスタンス変数→変数名リネーム • メソッド衝突→線形化順序(後述) 14年6月21日土曜日

5. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. traitの定義と使⽤用 • trait T { ... } • Traitは直接インスタンス化できない • def x = new T() // × • Traitを静的に実装するクラスをインスタンス化 class C implements T {} // like interface def y = new C() // OK • Traitを実装するプロキシを動的に⽣生成 def z = new String() as T def z2 = new String().withTraits(T1,T2) assert ! (z instanceof String) assert z instanceof T 14年6月21日土曜日

6. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. traitの定義と使⽤用 • trait T { ... } • Traitは直接インスタンス化できない • def x = new T() // × • Traitを静的に実装するクラスをインスタンス化 class C implements T {} // like interface def y = new C() // OK • Traitを実装するプロキシを動的に⽣生成 def z = new String() as T def z2 = new String().withTraits(T1,T2) assert ! (z instanceof String) assert z instanceof T 「as Interface」でプロキシ⽣生成するのはGroovyにもとからある機能 14年6月21日土曜日

7. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. サンプルコード trait Helloable {// helloを表示する能力 void hello() { println "hello "+this.toString() } void hello2() { println "hello "+proxyTarget.toString() } } class World implements Helloable { String toString(){ "world"} } x = new World() x.hello() // ==> hello world y = "abc" as Helloable y.hello() // ==> hello String1_groovyProxy@5560a7b1 z = "def" as Helloable z.hello2() // ==> hello def Traitを静的に実装するクラスをインスタンス化 Traitを実装するプロキシを動的に⽣生成。インスタンスへの動的メソッド追加ぽいことができる。状態も持てる。ただしStringそのものではなくプロキシ経由。 14年6月21日土曜日

8. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. proxyTarget • 動的に⽣生成されたTraitを実装するプロキシのみが保持するプロパティ • プロキシしている元のオブジェクトを指す • def x = new String() def y = x.withTraits(T1,T2) assert x == y.proxyTarget assert y.proxyTarget instanceof String http://jira.codehaus.org/browse/GROOVY-6692 14年6月21日土曜日

9. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. traitのsuper • Traitのメソッド中において、superのクラスは? • traitの継承階層は⼀一意に静的に定まるツリーではない。superのクラスはTrait定義時にはわからない。 • traitsを（静的／動的）にimplementsする箇所において、traitの指定順序により異異なり得る線形化順序がsuperのクラスを定める • 呼び出したいTraitが確定しているなら、不不定の superに頼らず<Trait名>.super 14年6月21日土曜日

10. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. ちょっとややこしいコード trait A { String whoami(){"A -‐>"+super.whoami()} } trait B1 extends A { String whoami(){"B1 -‐>"+super.whoami()} }; trait B2 extends A { String whoami(){"B2 -‐>"+super.whoami()} }; trait C1 extends B1 { String whoami(){"C1 -‐>"+super.whoami()} }; trait C2 extends B1 { String whoami(){"C2 -‐>"+super.whoami()} }; trait C3 extends B2 { String whoami(){"C3 -‐>"+super.whoami()} }; trait C4 extends B2 { String whoami(){"C4 -‐>"+super.whoami()} }; class D implements C4,C3,A,C2,C1 { String whoami(){"D"} } class E extends D implements C1,C2,C3,C4 {} m = new E() println m.whoami() // C4 -‐>B2 -‐>A -‐>C3 -‐>C2 -‐>B1 -‐>C1 -‐>D 14年6月21日土曜日

11. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4 <<trait>> B1 <<trait>> B2 <<trait>> A <<Class>> D 14年6月21日土曜日

12. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4 <<trait>> B1 <<trait>> B2 <<trait>> A <<Class>> D <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 14年6月21日土曜日

13. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4 <<trait>> B1 <<trait>> B2 <<trait>> A <<Class>> D <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 14年6月21日土曜日

14. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4 <<trait>> B1 <<trait>> B2 <<trait>> A <<Class>> D <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 Scalaのとは異なる 14年6月21日土曜日

15. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4 <<trait>> B1 <<trait>> B2 <<trait>> A ① <<Class>> D <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 Scalaのとは異なる 14年6月21日土曜日

16. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4 <<trait>> B1 <<trait>> B2 ② <<trait>> A ① <<Class>> D <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 Scalaのとは異なる 14年6月21日土曜日

17. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4 <<trait>> B1 <<trait>> B2 ② <<trait>> A ① <<Class>> D ③ <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 Scalaのとは異なる 14年6月21日土曜日

18. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4 <<trait>> B1 <<trait>> B2 ② <<trait>> A ①④ <<Class>> D ③ <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 Scalaのとは異なる 14年6月21日土曜日

19. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4 <<trait>> B1 <<trait>> B2 ② <<trait>> A ①⑤ ④ <<Class>> D ③ <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 Scalaのとは異なる 14年6月21日土曜日

20. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4 <<trait>> B1 <<trait>> B2 ②⑥ <<trait>> A ①⑤ ④ <<Class>> D ③ <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 Scalaのとは異なる 14年6月21日土曜日

21. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4⑦ <<trait>> B1 <<trait>> B2 ②⑥ <<trait>> A ①⑤ ④ <<Class>> D ③ <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 Scalaのとは異なる 14年6月21日土曜日

22. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4⑦ <<trait>> B1 <<trait>> B2 ②⑥ <<trait>> A ①⑤ ④ <<Class>> D ⑧ ③ <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 Scalaのとは異なる 14年6月21日土曜日

23. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 継承階層の線形化順序 (メソッド探索索したり、superを辿る順序) extends (implements) extends <<trait>> C1 <<trait>> C2 <<trait>> C3 <<trait>> C4⑦ <<trait>> B1 <<trait>> B2 ②⑥ <<trait>> A ①⑤ ④ <<Class>> D ⑧ ③ <<Class>> E クラスDにtrait C1∼C4から機能注入したものをEとする class E extends D implements C1,C2,C3,C4 Dがどんな順序でどの traitをimplementsしているかは、Eからの superリンクの形成には無関係 Eから始めて、右側優先、下から上への深さ優先探索 Scalaのとは異なる 14年6月21日土曜日

24. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. コード再掲 trait A { String whoami(){"A -‐>"+super.whoami()} } trait B1 extends A { String whoami(){"B1 -‐>"+super.whoami()} }; trait B2 extends A { String whoami(){"B2 -‐>"+super.whoami()} }; trait C1 extends B1 { String whoami(){"C1 -‐>"+super.whoami()} }; trait C2 extends B1 { String whoami(){"C2 -‐>"+super.whoami()} }; trait C3 extends B2 { String whoami(){"C3 -‐>"+super.whoami()} }; trait C4 extends B2 { String whoami(){"C4 -‐>"+super.whoami()} }; class D implements C4,C3,A,C2,C1 { String whoami(){"D"} } class E extends D implements C1,C2,C3,C4 {} m = new E() println m.whoami() // C4 -‐>B2 -‐>A -‐>C3 -‐>C2 -‐>B1 -‐>C1 -‐>D ここが重要 Dでimplementsするtraitsの順序や有無はEからのsuperリンクの形成に無関係 14年6月21日土曜日

25. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 線形化された継承階層(1) class E extends D implements C1,C2,C3,C4 {} <<trait>> C1 ⑦ <<trait>> B2 ② <<trait>> B1 ⑥ <<trait>> C4 ① <<trait>> C2 ⑤ <<trait>> C3 ④ <<Class>> E <<Class>> D ⑧ <<trait>> A ③ trait勢はClass継承の親との間に挿入される (β版での @ForceOverride指定の動作) • 右のように単⼀一継承しているかのようにsuperが動作 • クラスDがsuper リンクの終端点として機能 14年6月21日土曜日

26. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 線形化された継承階層(2) class E implements C1,C2,C3,C4 {} <<trait>> C1 ⑦ <<trait>> B2 ② <<trait>> B1 ⑥ <<trait>> C4 ① <<trait>> C2 ⑤ <<trait>> C3 ④ <<Class>> E Object(?) <<trait>> A ③ • Dをextendsせず、trait(例例えば C1)を終端点としても良良いが、 • 線形化順序上、C1が常に末端になるようにプログラマが保証する必要がある。 • C1ではsuper.whoami()が失敗 14年6月21日土曜日

28. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. コード例例 Wikiエンジン(1) trait Bold { String convert(String s) { super.convert(s).replaceAll(/**([^*]*)**/, '<b>$1</b>') } } trait Heading { String convert(String s) { super.convert(s).replaceAll(/(?m)^(#+) ?(.*)$/) { g0, g1, g2-‐> "<h"+g1.size()+">"+g2+"</h"+g1.size()+">" } } } trait UL { String convert(String s) { super.convert(s).replaceAll(/(?m)(^s*[^*]*n)(s**)/) { g0, g1, g2-‐> g1+"<ul>n"+g2 }.replaceAll(/(?m)(^s**.*n)(s*[^*]*n)/) { g0, g1, g2 -‐> g1+"</ul>n"+g2 }.replaceAll(/(?m)^s**s*(.*)$/, "<li>$1</li>") } } class HtmlConverter { String convert(String s) { "<html>"+s+"n</html>n" } } 14年6月21日土曜日

29. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. コード例例 Wikiエンジン(2) class WikiEngine1 extends HtmlConverter implements Bold, Heading, UL {} class WikiEngine2 extends HtmlConverter implements UL, Bold, Heading {} println new WikiEngine1().convert(text) println new WikiEngine2().convert(text) println new HtmlConverter().withTraits(Bold, Heading, UL).convert(text) println new HtmlConverter().withTraits(UL, Bold, Heading).convert(text) ##this is Heading1 #this is Heading2 This is sample document for wiki engine. If you wan to **emphasize**, use **This** markup. #This is heading3 This is sample document for wiki engine. * list1 * list2 * list3 This is end. **hoge** <html> <h2>this is Heading1</h2> <h1>this is Heading2</h1> This is sample document for wiki engine. If you wan to <b>emphasize</b>, use <b>This</b> markup. <h1>This is heading3</h1> This is sample document for wiki engine. <ul> <li>list1</li> <li>list2</li> <li>list3</li> </ul> This is end. <b>hoge</b> </html> <ul> <li>*hoge**</li> </ul> 14年6月21日土曜日

30. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. まとめ • Groovyのtraitはmixinに近い • ⾃自⾝身のデータ構造とメソッド群によって独⽴立立して機能実現。しかる後にその機能が欲しいクラスに注⼊入する。 • 単⼀一継承じゃだめなんですかオブジェクトコンポジションじゃ… • なくても死なない • しかし、クラス階層(分類の階層、代⼊入可能性の制約)と機能実装の階層は本来独⽴立立。機能合成の階層構造が単⼀一継承のツリーである必然性はない。 • (例例) read from file + write to file => read write file • GroovyのライブラリはJavaベースなのでTrait使ってない。使いどころはアプリコード。DI的に使ったり? DCI? • Scalaでの利利⽤用が参考になるかも。 14年6月21日土曜日

31. Copyright (C) 2014 NTT Software Corp. 参考リンクその他 • 参考リンク • http://beta.groovy-‐‑‒lang.org/docs/latest/html/documentation/ #_̲traits • http://www.artima.com/scalazine/articles/ stackable_̲trait_̲pattern.html • http://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/1206/20/ news137_̲3.html • サンプルコード • http://groovyconsole.appspot.com/script/5738600293466112 • http://groovyconsole.appspot.com/script/5653164804014080 • 商標 • OracleとJavaは、Oracle Corporation 及びその子会社、関連会社の米国及びその他の国における登録商標です。文中の社名、商品名等は各社の商標または登録商標である場合があります。 14年6月21日土曜日

Introduce Groovy 2.3 trait

Uehara Junji

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