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1.什么是继承#xff1f;
2.继承的劣势、问题#xff1f; 3.组合相比继承有哪些优势#xff1f;
4、如何判断该用组合还是继承#xff1f;
参考资料 前言#xff1a; 我们在平时日常开发设计的过程中#xff0c;经常会有人提到一条经典的设…目录
前言
1.什么是继承
2.继承的劣势、问题 3.组合相比继承有哪些优势
4、如何判断该用组合还是继承
参考资料 前言 我们在平时日常开发设计的过程中经常会有人提到一条经典的设计模式”组合由于继承”其实我们做更深层次的思考我们想搞清楚这个问题我们首先的明白什么是组合、什么是继承组合的优势是什么继承的劣势是什么如何判断该使用组合还是继承 1.什么是继承 继承是面向对象的四大特性之一用来表示类之间的is-a关系。
2.继承的劣势、问题 虽然继承是面向对象的四大特性之一并且可以解决代码复用的问题但是继承层次过深、太复杂便会影响代码的可维护性接下来我们用一个例子来解释说明。 假设我们要设计一个关于鸟的类。我们将“鸟类”这样一个抽象的事物概念定义为一个抽象类 AbstractBird。所有更细分的鸟比如麻雀、鸽子、乌鸦等都继承这个抽象类。 我们知道大部分鸟都会飞那我们可不可以在 AbstractBird 抽象类中定义一个 fly() 方法呢答案是否定的。尽管大部分鸟都会飞但也有特例比如鸵鸟就不会飞。鸵鸟继承具有 fly() 方法的父类那鸵鸟就具有“飞”这样的行为这显然不符合我们对现实世界中事物的认识。当然你可能会说我在鸵鸟这个子类中重写overridefly() 方法让它抛出 UnSupportedMethodException 异常不就可以了吗 具体的代码实现如下所示 public class AbstractBird {//...省略其他属性和方法...public void fly() { //... }
}public class Ostrich extends AbstractBird { //鸵鸟//...省略其他属性和方法...public void fly() {throw new UnSupportedMethodException(I cant fly.);}
} 这种设计思路虽然可以解决问题但不够优美。因为除了鸵鸟之外不会飞的鸟还有很多比如企鹅。对于这些不会飞的鸟来说我们都需要重写 fly() 方法抛出异常。这样的设计一方面徒增了编码的工作量另一方面也违背了我们之后要讲的最小知识原则Least Knowledge Principle也叫最少知识原则或者迪米特法则暴露不该暴露的接口给外部增加了类使用过程中被误用的概率。 你可能又会说那我们再通过 AbstractBird 类派生出两个更加细分的抽象类会飞的鸟类 AbstractFlyableBird 和不会飞的鸟类 AbstractUnFlyableBird让麻雀、乌鸦这些会飞的鸟都继承 AbstractFlyableBird让鸵鸟、企鹅这些不会飞的鸟都继承 AbstractUnFlyableBird 类不就可以了吗具体的继承关系如下图所示 从图中我们可以看出继承关系变成了三层。不过整体上来讲目前的继承关系还比较简单层次比较浅也算是一种可以接受的设计思路。我们再继续加点难度。在刚刚这个场景中我们只关注“鸟会不会飞”但如果我们还关注“鸟会不会叫”那这个时候我们又该如何设计类之间的继承关系呢 是否会飞是否会叫两个行为搭配起来会产生四种情况会飞会叫、不会飞会叫、会飞不会叫、不会飞不会叫。如果我们继续沿用刚才的设计思路那就需要再定义四个抽象类AbstractFlyableTweetableBird、AbstractFlyableUnTweetableBird、AbstractUnFlyableTweetableBird、AbstractUnFlyableUnTweetableBird。 如果我们还需要考虑“是否会下蛋”这样一个行为那估计就要组合爆炸了。类的继承层次会越来越深、继承关系会越来越复杂。而这种层次很深、很复杂的继承关系一方面会导致代码的可读性变差。因为我们要搞清楚某个类具有哪些方法、属性必须阅读父类的代码、父类的父类的代码……一直追溯到最顶层父类的代码。另一方面这也破坏了类的封装特性将父类的实现细节暴露给了子类。子类的实现依赖父类的实现两者高度耦合一旦父类代码修改就会影响所有子类的逻辑。 3.组合相比继承有哪些优势 从上面的分析可以看出继承的问题那么我们用什么手段来解决当继承层次过深、继承关系过于复杂的时候代码的可读性和可维护性变差的问题勒 实际上我们可以利用组合composition、接口、委托delegation三个技术手段一块儿来解决刚刚继承存在的问题。 我们前面讲到接口的时候说过接口表示具有某种行为特性。针对“会飞”这样一个行为特性我们可以定义一个 Flyable 接口只让会飞的鸟去实现这个接口。对于会叫、会下蛋这些行为特性我们可以类似地定义 Tweetable 接口、EggLayable 接口。 public interface Flyable {void fly();
}
public interface Tweetable {void tweet();
}
public interface EggLayable {void layEgg();
}
public class Ostrich implements Tweetable, EggLayable {//鸵鸟//... 省略其他属性和方法...Overridepublic void tweet() { //... }Overridepublic void layEgg() { //... }
}
public class Sparrow impelents Flyable, Tweetable, EggLayable {//麻雀//... 省略其他属性和方法...Overridepublic void fly() { //... }Overridepublic void tweet() { //... }Overridepublic void layEgg() { //... }
} 不过我们知道接口只声明方法不定义实现。也就是说每个会下蛋的鸟都要实现一遍 layEgg() 方法并且实现逻辑是一样的这就会导致代码重复的问题。那这个问题又该如何解决呢 我们可以针对三个接口再定义三个实现类它们分别是实现了 fly() 方法的 FlyAbility 类、实现了 tweet() 方法的 TweetAbility 类、实现了 layEgg() 方法的 EggLayAbility 类。然后通过组合和委托技术来消除代码重复。具体的代码实现如下所示 public interface Flyable {void fly()
}
public class FlyAbility implements Flyable {Overridepublic void fly() { //... }
}
//省略Tweetable/TweetAbility/EggLayable/EggLayAbilitypublic class Ostrich implements Tweetable, EggLayable {//鸵鸟private TweetAbility tweetAbility new TweetAbility(); //组合private EggLayAbility eggLayAbility new EggLayAbility(); //组合//... 省略其他属性和方法...Overridepublic void tweet() {tweetAbility.tweet(); // 委托}Overridepublic void layEgg() {eggLayAbility.layEgg(); // 委托}
} 我们知道继承主要有三个作用表示 is-a 关系支持多态特性代码复用。而这三个作用都可以通过其他技术手段来达成。比如 is-a 关系我们可以通过组合和接口的 has-a 关系来替代多态特性我们可以利用接口来实现代码复用我们可以通过组合和委托来实现。所以从理论上讲通过组合、接口、委托三个技术手段我们完全可以替换掉继承在项目中不用或者少用继承关系特别是一些复杂的继承关系。
4、如何判断该用组合还是继承 尽管我们鼓励多用组合少用继承但组合也并不是完美的继承也并非一无是处。从上面的例子来看继承改写成组合意味着要做更细粒度的类的拆分。这也就意味着我们要定义更多的类和接口。类和接口的增多也就或多或少地增加代码的复杂程度和维护成本。所以在实际的项目开发中我们还是要根据具体的情况来具体选择该用继承还是组合。 如果类之间的继承结构稳定不会轻易改变继承层次比较浅比如最多有两层继承关系继承关系不复杂我们就可以大胆地使用继承。反之系统越不稳定继承层次很深继承关系复杂我们就尽量使用组合来替代继承。 尽管有些人说要杜绝继承100% 用组合代替继承但是我的观点没那么极端之所以“多用组合少用继承”这个口号喊得这么响只是因为长期以来我们过度使用继承。还是那句话组合并不完美继承也不是一无是处。只要我们控制好它们的副作用、发挥它们各自的优势在不同的场合下恰当地选择使用继承还是组合这才是我们所追求的境界
参考资料 详细内容可直接查看王争大佬极客时间专栏《设计模式之美》
10 | 理论七为何说要多用组合少用继承如何决定该用组合还是继承-极客时间
