4-18.【协议导向编程】如何使用 POP 替代多重继承或菱形继承问题？

一、问题回顾：多重继承 / 菱形继承

假设在 OOP 中，你想组合行为：

class A { func foo() { print("A") } }
class B: A { override func foo() { print("B") } }
class C: A { override func foo() { print("C") } }
class D: B, C {}  // ❌ Swift / Java 不支持多重继承

• 菱形继承问题：

  • D 从 B 和 C 都继承了 A 的方法 → 谁的实现优先？
  • 语言复杂规则 → 容易出 bug

• Swift/Java 不支持多重继承 → 需要 workaround

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二、POP 替代方案核心思想

1. 用协议表示能力 / 行为

   • 协议声明方法 → “谁能做这件事”

2. 用协议扩展提供默认实现

   • 默认行为复用

3. 用 struct/class conform 多协议组合能力

   • 避免继承层级 → 无菱形继承问题

4. 通过类型覆盖默认实现实现定制行为

总结：POP 用“能力组合”替代“类型继承组合”，避免菱形继承冲突。

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三、代码示例：替代菱形继承

1️⃣ 定义行为协议

protocol Flyable {
    func fly()
}

protocol Swimmable {
    func swim()
}

// 默认实现
extension Flyable {
    func fly() { print("Default flying") }
}

extension Swimmable {
    func swim() { print("Default swimming") }
}

2️⃣ 组合能力的类型

struct Duck: Flyable, Swimmable {
    func fly() { print("Duck flies") }  // 覆盖默认实现
}

struct Penguin: Swimmable {
    // 使用默认 swim 实现
}

3️⃣ 调用示例

let d: Flyable & Swimmable = Duck()
d.fly()   // Duck flies
d.swim()  // Default swimming

let p: Swimmable = Penguin()
p.swim()  // Default swimming

✅ 优点：

• Duck 同时拥有飞行和游泳能力 → 组合多行为
• 没有继承层级 → 不存在菱形继承冲突
• 默认行为可覆盖 → 支持定制化
• struct / class 都可用 → 支持值类型组合

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4️⃣ 更复杂场景：多协议嵌套组合

protocol Talkable { func talk() }
extension Talkable { func talk() { print("Default talking") } }

protocol SmartAnimal: Flyable, Swimmable, Talkable {}

struct SuperDuck: SmartAnimal {
    func fly() { print("SuperDuck flies") }
}

• SmartAnimal 组合多能力 → 一个协议替代 OOP 中复杂继承树
• SuperDuck 可以选择覆盖某些默认行为
• 无菱形继承问题 → 每个能力独立

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四、工程级策略

1. 每个协议只代表一种能力

   • 避免协议过大 → 保持可组合性

2. 默认实现只提供通用行为

   • 类型可以覆盖 → 保证定制性

3. 组合能力时，用 type: Protocol1 & Protocol2

   • 避免依赖具体类型

4. 多协议嵌套组合 → 替代 OOP 多重继承

   • 每个协议独立 → 无菱形继承冲突

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五、总结

OOP 多重继承 / 菱形继承	POP 替代方案
深继承层级、冲突复杂	协议组合、能力解耦
子类破坏父类行为风险大	默认实现 + conforming 类型覆盖
类型耦合紧密	松耦合 → 类型只依赖协议契约
值类型复用困难	struct/enum 可自由组合能力

一句话总结：
POP 用协议表示能力、协议扩展提供默认实现、类型自由组合能力 → 完全替代多重继承和菱形继承，同时更安全、更易维护。

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