OOP組合和繼續的優缺點 —— 詳解繼承與組合的優缺點

—— 詳解繼承與組合的優缺點

 

組合與繼承都是提升代碼可重用性的手段。在設計對象模型時，能夠按照語義來識別類之間的組合關係和繼承關係。在有些狀況下，採用組合關係或者繼承關係能完成一樣的任務，組合和繼承存在着對應關係：組合中的總體類和繼承中的子類對應，組合中的局部類和繼承中的父類對應，以下圖：

組合：繼承：

1、基礎知識

咱們先用代碼幫你們來理解一下組合和繼承：

一、對於已經存在Parent類時須要擴展其方法時

結構圖：

繼承代碼：

 

代碼

class Parent
    {
        public void Method1() 
        { 
        }
        public void Method2() { }
        public void Method3() { }
    }
 class Child1:Parent
    {
        public void MethodA() { }
    }
 class Child2:Parent
    {
        public void MethodA() { }
    }

 

組合代碼：

 

代碼

class ComponentA
    {
        Parent p = new Parent();
        public void Method2()
        {
            p.Method2();
        }
        public void MethodA()
        {
        }
    }
 class ComponentB
    {
        Parent p = new Parent();
        public void Method2() {
            p.Method2();
        }
        public void MethodB()
        { 
        }
    }

 

二、若是發現兩個類具備不少代碼相同的類須要抽象時，以下圖A，B兩個類，這兩個類中method1，和method3兩個方法代碼相同

繼承：

實現代碼：

 

代碼

class A:C
    {
        public void MethodB() { }
        public override void Method2()
        {
            
        }
    }
    class B:C
    {
        public override void Method2()
        {
            
        }
        public void MethodB() { }
    }
    class C
    {
        public void Method1() { }
        public virtual void Method2() { }
        public void Method3() { }
    }

 

 

組合：

實現代碼：

 

代碼

class A
    {
        public void MethodA() { }
        C c = new C();
        public void Method1()
        {
            c.Method1();
        }
        public void Method2() { }

    }
    class B
    {
        public void MethodB() { }
        public void Method2() { }
    }
    class C
    {
        public void Method1() { }
        public void Method2() { }
        public void Method3() { }
    }

 

2、繼承與組合的優缺點

 

合 關 系	繼 承 關 系
優勢：不破壞封裝，總體類與局部類之間鬆耦合，彼此相對獨立	缺點：破壞封裝，子類與父類之間緊密耦合，子類依賴於父類的實現，子類缺少獨立性
優勢：具備較好的可擴展性	缺點：支持擴展，可是每每以增長系統結構的複雜度爲代價
優勢：支持動態組合。在運行時，總體對象能夠選擇不一樣類型的局部對象	缺點：不支持動態繼承。在運行時，子類沒法選擇不一樣的父類
優勢：總體類能夠對局部類進行包裝，封裝局部類的接口，提供新的接口	缺點：子類不能改變父類的接口
缺點：總體類不能自動得到和局部類一樣的接口	優勢：子類能自動繼承父類的接口
缺點：建立總體類的對象時，須要建立全部局部類的對象	優勢：建立子類的對象時，無須建立父類的對象

 

一、爲何繼承破壞封裝性：

 

鴨子中不想要「飛」的方法，但由於繼承沒法封裝這個無用的「飛」方法 。

二、爲何繼承緊耦合：

 

看成爲父類的BaseTable中感受Insert這個名字不合適時，若是但願將其修改爲Create方法，那使用了子類對象Insert方法將會編譯出錯，可能你會以爲這改起來還算容易，由於有重構工具一會兒就行了而且編譯錯誤改起來很容易。但若是BaseTable和子類在不一樣的程序集中，維護的人員不一樣，BaseTable程序集升級，那原本能用的代碼突然不能用了，這仍是很難讓人接受的

三、爲何繼承擴展起來比較複雜

當圖書和數碼的算稅方式和數碼產品同樣時，而消費類產品的算稅方式是另外一樣時，若是採用繼承方案可能會演變成以下方式：

這樣若是產品繼續增長，算稅方式繼續增長，那繼承的層次會很是複雜，並且很難控制，而使用組合就能很好的解決這個問題，參見：面向對象思想的頭腦風暴（一）

四、繼承不能支持動態繼承

這個其實很好理解，由於繼承是編譯期就決定下來的，沒法在運行時改變，如3例中，若是用戶須要根據當地的狀況選擇計稅方式，使用繼承就解決不了，而使用組合結合反射就能很好的解決。

五、爲何繼承 子類不能改變父類接口

如2中的圖

子類中以爲Insert方法不合適，但願使用Create方法，由於繼承的緣由沒法改變

 

3、如何使用繼承

 

一、精心設計專門用於被繼承的類，繼承樹的抽象層應該比較穩定，通常不要多於三層。

二、對於不是專門用於被繼承的類，禁止其被繼承。

三、優先考慮用組合關係來提升代碼的可重用性。

四、子類是一種特殊的類型，而不僅是父類的一個角色

五、子類擴展，而不是覆蓋或者使父類的功能失效

 

 

4、組合的缺點：

一、總體類不能自動得到和局部類一樣的接口

若是父類的方法子類中幾乎都要暴露出去，這時可能會以爲使用組合很不方便，使用繼承彷佛更簡單方便。但從另外一個角度講，實際上也許子類中並不須要暴露這些方法，客戶端組合應用就能夠了。因此上邊推薦不要繼承那些不是爲了繼承而設計的類，通常爲了繼承而設計的類都是抽象類。

二、建立總體類的對象時，須要建立全部局部類的對象

這個可能沒什麼更好的辦法，但在實際應用中並無多出多少代碼。

5、相關原則

一、里氏代換原則（LSP）（如下轉自http://www.cnblogs.com/zhenyulu/articles/36061.html）

Liskov Substitution Principle（里氏代換原則）：子類型(subtype)必須可以替換它們的基類型。

 

白馬、黑馬
 

反過來的代換不成立
《墨子·小取》說："娣，美人也，愛娣，非愛漂亮人也……"娣即是妹妹，哥哥喜好妹妹，是由於兩人是兄妹關係，而不是由於妹妹是個美人。所以，喜好妹妹不等同於喜好美人。用面嚮對象語言描述，美人是基類，妹妹是美人的子類。哥哥做爲一個有"喜好()"方法，接受妹妹做爲參數。那麼，這個"喜好()"方法通常不能接受美人的實例。

 

 

下邊那個長方形正方形的例子我就不轉了，你們能夠到上邊那個博客地址中瞭解。

二、合成/聚合複用原則（CARP）（如下轉自http://www.cnblogs.com/zhenyulu/articles/36068.html）
合成/聚合複用原則（Composite/Aggregate Reuse Principle或CARP）常常又叫作合成複用原則（Composite Reuse Principle或CRP），就是在一個新的對象裏面使用一些已有的對象，使之成爲新對象的一部分；新對象經過向這些對象的委派達到複用已有功能的目的。

簡而言之，要儘可能使用合成/聚合，儘可能不要使用繼承。

o Design to interfaces.
o Favor composition over inheritance.
o Find what varies and encapsulate it.
（摘自：Design Patterns Explained）

區分"Has-A"與"Is-A"

"Is-A"是嚴格的分類學意義上定義，意思是一個類是另外一個類的"一種"。而"Has-A"則不一樣，它表示某一個角色具備某一項責任。

致使錯誤的使用繼承而不是合成/聚合的一個常見的緣由是錯誤的把"Has-A"看成"Is-A"。

例如：
 

實際上，僱員、經理、學生描述的是一種角色，好比一我的是"經理"必然是"僱員"，另一我的多是"學生僱員"，在上面的設計中，一我的沒法同時擁有多個角色，是"僱員"就不能再是"學生"了，這顯然是不合理的。

錯誤源於把"角色"的等級結構與"人"的等級結構混淆起來，誤把"Has-A"看成"Is-A"。解決辦法：

 

 

總結：

根據咱們前面講的內容咱們能夠發現繼承的缺點遠遠多於優勢，儘管繼承在學習OOP的過程當中獲得了大量的強調，但並不意味着應該儘量地處處使用它。相反，使用它時要特別慎重。只有在清楚知道繼承在全部方法中最有效的前提下，纔可考慮它。 繼承最大的優勢就是擴展簡單，但大多數缺點都很致命，可是由於這個擴展簡單的優勢太明顯了，不少人並不深刻思考，因此形成了太多問題，但願這篇文章能引起你一些思考。