Качина типізація

Неявна типізація, латентна типізація або качина типізація (калька з англ. Duck typing) — різновид динамічної типізації, застосовуваної в деяких мовах програмування, коли межі використання об'єкта визначаються його поточним набором методів і властивостей, на противагу успадкуванню від певного класу. Тобто вважається, що об'єкт реалізує інтерфейс, якщо він містить всі методи цього інтерфейсу, незалежно від зв'язків в ієрархії наслідування та приналежності до якогось конкретного класу.

Назва терміна походить від англійського «duck test» («качиний тест»), який в оригіналі звучить так:

«If it looks like a duck, swims like a duck and quacks like a duck, then it probably is a duck».

(«Якщо воно виглядає як качка, плаває як качка і кахкає як качка, то це напевно і є качка»).

Качина типізація розв'язує такі проблеми ієрархічної типізації як:

• неможливість явно вказати (шляхом наслідування) на сумісність інтерфейсу з усіма справжніми та майбутніми інтерфейсами, з якими він ідейно сумісний;
• експоненціальне збільшення числа зв'язків в ієрархії типів при хоча б частковій спробі це зробити.

Іншим близьким підходом є структурні підтипи в OCaml, де типи об'єктів сумісні, якщо сумісні сигнатури їхніх методів, незалежно від оголошеного наслідування, причому все це перевіряється під час компіляції програми.

Розглянемо такий псевдокод мови з качиною типізацією:

function calculate(a, b, c) => return (a+b)*c

example1 = calculate (1, 2, 3)
example2 = calculate ([1, 2, 3], [4, 5, 6], 2)
example3 = calculate ('apples ', 'and oranges, ', 3)

print to_string example1
print to_string example2
print to_string example3

У цьому прикладі кожного разу викликається функція calculate з об'єктами без спорідненої спадковості — числа, списки, рядки. Оскільки об'єкти підтримують методи «+» та «*», функція буде виконана. Якщо код, приміром, виконуватиметься у Ruby або Python, результатом буде

9
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
apples and oranges, apples and oranges, apples and oranges,

Таким чином, качина типізація дозволяє поліморфізм без успадкування. Єдиним обмеженням на функцію calculate є здатність її аргументів застосовувати методи «+» та «*».

Перевірка на качку може бути ілюстрована такими кодами. В цьому прикладі Sparrow є качкою.

class Duck:
    def fly(self):
        print("Качка літає")

class Sparrow:
    def fly(self):
        print("Горобець літає")

class Whale:
    def swim(self):
        print("Кит плаває")

a, b ,c = Duck(), Sparrow(), Whale()

for animal in a, b, c:
    animal.fly()

Качка літає
Горобець літає
AttributeError: 'Whale' object has no attribute 'fly'

В цьому прикладі розглядається функція in_the_forest (у_лісі), згідно з яким об'єкти Human і Dog є качками:

class Animal(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def speak(self):
        pass

class Duck(Animal):
    def speak(self):
        return self.quack()
    def quack(self):
        return "Кря!"
    def feathers(self):
        return "має біле та сіре пір'я."

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return self.woof()
    def woof(self):
        return "Гав!"
    def feathers(self):
        return "може знайти пір'я у лісі."

class Human(Animal):
    def speak(self):
        return "Привіт!"
    def feathers(self):
        return "не має пір'я."

def in_the_forest(duck):
    print(duck.name + " каже " + duck.speak() + " і " +  duck.feathers())

def game():
    animal_a = Duck("Дональд")
    animal_b = Dog("Сірко")
    animal_c = Human("Іван")

    for animal in animal_a, animal_b, animal_c:
        in_the_forest(animal)

game()

Дональд каже Ках! і має біле та сіре пір'я.
Іван каже Привіт! і не має пір'я.
Сірко каже Гав! і може знайти пір'я у лісі.

Іноді мови зі статичною типізацією, такі як Boo чи версія 4 випуску C# мають додаткову анотацію типів^[1][2], котра інструктує компілятор розміщувати перевірку типів і класів на стадії виконання, а не під час компіляції, і включати код для перевірки типів у відкомпільований вивід.

Інші мови зі статичною типізацією, наприклад F#, підтримують статичну качину типізацію, коли типи перевіряються на наявність певних сигнатур методів під час компіляції.