Mixins vs Herança

Parte da seção Programação orientada a objetos do Journey de Lua da Coddy. Lição 53 de 70.

Você aprendeu duas maneiras de compartilhar comportamentos: a herança cria uma relação de “é um” por meio da cadeia de protótipos, enquanto os mixins copiam funções diretamente para uma classe. Mas quando você deve usar cada abordagem?

Use herança quando os objetos compartilham uma identidade fundamental. Um Bird é um Animal. Faz sentido que Bird herde comportamentos básicos de animais, como :eat() ou :sleep(). A relação é permanente e define o que o objeto é fundamentalmente.

Use mixins quando quiser adicionar uma capacidade que não define a identidade central do objeto.

Nem todas as aves conseguem voar: pinguins e avestruzes são aves, mas não voam. Voar é uma capacidade, não uma característica definidora de ser uma ave. Um mixin Flyable permite adicionar a capacidade de voar às aves que precisam dela, sem obrigar todas a voar.

As duas abordagens funcionam juntas. Aqui, Eagle e Penguin herdam de Bird, e apenas Eagle recebe o mixin:

-- Bird herda de Animal (relação "é um")
local Bird = {}
Bird.__index = Bird
setmetatable(Bird, {__index = Animal})

-- Eagle e Penguin são ambos pássaros
local Eagle = setmetatable({}, {__index = Bird})
Eagle.__index = Eagle
local Penguin = setmetatable({}, {__index = Bird})
Penguin.__index = Penguin

-- Flyable é uma capacidade (mixin)
local Flyable = {}
function Flyable:fly()
    print(self.name .. " soars through the sky!")
end

-- Aplique o mixin apenas aos pássaros que voam
applyMixin(Eagle, Flyable)

Uma águia pode chamar :fly(). Um pinguim não pode: fly não está em Penguin, Bird ou Animal, então penguin:fly() é um erro. Aplicar o mixin a Bird em vez disso copiaria fly para todas as aves, incluindo os pinguins.

Desafio

Fácil

Vamos criar um pequeno ecossistema de criaturas que demonstra quando usar herança em vez de mixins! Você vai criar uma classe base Animal, uma Bird que herda dela e um mixin Swimmable, pois, embora todos os pássaros sejam animais, nem todos conseguem nadar.

Você vai organizar seu código em quatro arquivos:

Animal.lua: Crie a classe base Animal com um construtor :new(name) que armazene o nome. Inclua um método :eat() que imprima {name} is eating. Isso representa a identidade fundamental compartilhada por todos os animais.
Swimmable.lua: Crie um mixin com um método :swim() que imprima {self.name} is swimming. Essa é uma capacidade: nem todas as criaturas conseguem nadar, então ela não deve fazer parte da cadeia de herança.
Bird.lua: Crie uma classe Bird que herde de Animal. O construtor :new(name) deve chamar o construtor da classe pai. Inclua um método :chirp() que imprima {name} chirps!. Esse é um comportamento específico dos pássaros. Não inclua a capacidade de nadar em Bird: nem todo pássaro consegue nadar.
main.lua: Escreva aqui a função auxiliar applyMixin(target, mixin): ela copia todas as funções do mixin para o alvo. Leia o nome do pássaro e se ele consegue nadar (yes ou no). Crie um Bird e, se ele conseguir nadar, aplique o mixin Swimmable somente a esse pássaro. Em seguida, chame :eat() (herdado de Animal) e :chirp() (método próprio de Bird), e chame :swim() somente se esse pássaro tiver esse método (if bird.swim then).

Você receberá duas entradas:

O nome do pássaro (uma string)
Se o pássaro consegue nadar: yes ou no

Se o pássaro conseguir nadar, sua saída deverá ser:

{name} is eating
{name} chirps!
{name} is swimming

Se o pássaro não conseguir nadar, sua saída deverá ser:

{name} is eating
{name} chirps!

Por exemplo, se as entradas forem Duck e yes, a saída deverá ser:

Duck is eating
Duck chirps!
Duck is swimming

Se as entradas forem Sparrow e no, a saída deverá ser:

Sparrow is eating
Sparrow chirps!

Este desafio mostra a distinção fundamental: Bird é um Animal (herança), mas nadar é uma capacidade opcional (mixin). Como o mixin é aplicado somente aos pássaros que conseguem nadar, um pássaro que não consegue nadar não tem nenhum método swim.

Experimente você mesmo

-- main.lua: Ponto de entrada - crie um pássaro e demonstre suas habilidades

-- Função auxiliar para aplicar um mixin a uma classe ou a um único objeto
local function applyMixin(target, mixin)
    -- TODO: Copie todas as funções de mixin para target

end

local Bird = require('Bird')
local Swimmable = require('Swimmable')

-- Leia as entradas
local name = io.read()
local canSwimInput = io.read()

-- TODO: Crie uma instância de Bird com o nome

-- TODO: Se a entrada for "yes", aplique o mixin Swimmable apenas a este pássaro

-- TODO: Chame eat() - herdado de Animal

-- TODO: Chame chirp() - método próprio de Bird

-- TODO: Chame swim() apenas se este pássaro tiver esse método