Type Object

¿Qué es un Type Object?

     Según Nystrom (2009) los type object “permiten la creación flexible de nuevas clases al crear una clase en particular, de la cual cada instancia representa un distinto tipo de objeto”. El propósito de los type object, según Johnson y Wolf (1996) es: Disociar instancias de sus clases, para que esas clases puedan ser implementadas como instancias de otra clase. 

¿Cuándo usar los type objects?

     Según Nystrom (2009), este diseño es “muy útil cada vez que se requiere definir una variedad o una gran cantidad de distintos tipos de cosas, pero el sistema de tipos de lenguaje del que se está haciendo uso es demasiado rígido”. En particular, según Johnson y Wolf (1996) conviene usar los type objects cuando se cumpla cualquiera de estas condiciones: 

• Las instancias de una clase necesitan ser agrupadas de acuerdo a sus atributos y/o su comportamiento en común. 

• La clase necesita una subclase para cada conjunto, con el fin de poder implementar los atributos y/o comportamiento de cada grupo.

• La clase requiere de una gran cantidad de subclases y/o la cantidad de subclases requerida es desconocida. 

• Se necesita la capacidad de crear nuevos grupos durante el tiempo de ejecución, que no fueron considerados durante el período de diseño. 

• Se requiere la capacidad de cambiar la subclase de un objeto, aún después de que ésta ha sido instanciada, sin tener que convertirla en una nueva clase. 

• Se necesita de la capacidad de anidar grupos recursivamente, de modo que un grupo sea un ítem en otro grupo. - Se desea la capacidad de poder crear o modificar nuevos tipos sin tener que recompilar o modificar el código.

Estructura

Según Johnson y Wolf (1996):

• Type class: es la clase de type object. Posee una instancia diferente para cada tipo de objeto. 

• Type object: es una instancia de type class. Representa un tipo de objeto. Establece todas las propiedades de un objeto que son las mismas para todos los objetos del mismo tipo. 

• Clase: es la clase de objeto. Representa instancias de type class. 

• Objeto: es una instancia de clase. Representa un ítem único que posee un contexto único. Establece todas las propiedades de ese único ítem que pueden diferir de las propiedades de otros ítems del mismo tipo. Está asociado a un type object que describe su tipo. Delega propiedades que define su tipo a su type object.

Type Object en Python

Type Object en C++

Ventajas

Según Johnson y Wolf (1996), las ventajas de los type objects son:

Creación de clases en tiempo de ejecución: este diseño permite que nuevas clases sean creadas en tiempo de ejecución. Estas nuevas clases no son exactamente clases, son instancias llamadas type objects que son creadas por la type class, así como cualquier instancia es creada por una clase. 

• Evita la necesidad de muchas clases: el sistema ya no necesitará de numerosas clases para representar diferentes tipos de objetos. En lugar de eso, el sistema puede usar una type class y numerosos type objects.

• Cambio dinámico de tipos: el diseño permite que el objeto cambie dinámicamente su type object, que tiene el efecto de cambiar su clase. Esto es más sencillo que transformar el objeto en una nueva clase.

• Creación de subclases independientes: pueden crearse subclases independientes de typeclass y de clase.

• Type objects múltiples: el diseño le permite al objeto tener múltiples type objects, donde cada uno define alguna parte del tipo de objeto. El objeto entonces debe decidir qué tipo de comportamiento delegar a qué type object.

Desventajas

Según Johnson y Wolf (1996), las desventajas de los type objects son:

• Complejidad de diseño: el modelo factoriza un único objeto lógico en dos clases. La relación entre estas dos últimas clases, el objeto y su tipo, es difícil de comprender. Esto es confuso para los programadores y creadores de modelos que no estén familiarizados con los type objects. Es difícil reconocer o describir la relación entre type object y object. Esta confusión repercute tanto en la simplicidad como en la mantenibilidad. En otras palabras: “usa herencia, es más sencillo”. 

• Complejidad de implementación: el modelo extrae las diferencias de implementación de las subclases y las coloca en el estado de las instancias de type object. Donde cada subclase podía implementar un método de distintas formas, ahora la type class sólo puede implementar el método de una única manera y cada estado de los type objects debe hacer que la instancia se comporte de forma distinta.

• Manejo de referencias: cada objeto debe mantener una referencia con su type object. Así como un objeto sabe cuál es su clase, un objeto sabe cuál es su type object. Pero donde sea que el sistema o el lenguaje establezca automáticamente y mantenga la relación clase-instancia, la aplicación debe establecer y mantener por sí misma la relación type object-object.

Este modelo “busca cambiar la definición de “tipo” desde el imperativo pero rígido lenguaje del código al más flexible mundo de objetos en la memoria”. El mismo autor se refiere a que la flexibilidad es buena, pero pierdes ciertas ventajas al alojar tus tipos en la memoria:

• El seguimiento de los type objects debe ser realizado manualmente: una de las ventajas de usar algo parecido a los tipos del sistema de c++ u otros lenguajes de programación orientados a objetos es que el compilador se encarga de registrar todas las clases automáticamente. Los datos que definen cada clase son automáticamente compilados dentro del segmento de memoria estática del ejecutable y simplemente funciona. Cuando se usa el modelo de type objects, el programador es responsable no sólo de los type objects, sino de las type class es el programador quien debe asegurarse que las type class se registren en la memoria y que los type objects sean correctamente inicializados. En pocas palabras, el programador se libra de algunas limitaciones o restricciones del compilador, pero el costo es que debe reimplementar algunas de las acciones que el compilador suele hacer por el programador.

• Es difícil definir el comportamiento de cada tipo: a través de las subclases, el programador puede sobrescribir un método y hacer lo que desee hacer (llamar otros códigos, calcular valores a través de procedimientos, entre otros.) En cambio, cuando se usa el modelo de los type objects, se reemplaza un método sobrescrito con un miembro variable. Esto hace que sea muy sencillo utilizar type objects para definir datos específicos de un tipo, pero se hace difícil definir el comportamiento específico del mismo tipo. Hay algunas formas en las que se puede eludir esta limitación. Una de las soluciones es contar con un set de comportamientos predefinidos y luego usar los datos en el type object para seleccionar sencillamente uno de esos comportamientos. Una solución más potente es soportar completamente la definición de los comportamientos en la data.

En el siguiente vídeo se explica la implementan del diseño y desarrollo de Type Object