为什么更喜欢组合而不是继承?每种方法都有哪些权衡?什么时候应该选择继承而不是组合?


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这里没有找到满意的答案,所以我写了一个新的。

为了理解为什么“更喜欢组合而不是继承”,我们需要首先找回这个缩短的习惯用法中省略的假设。

继承有两个好处:子类型化和子类化

子类型化意味着符合类型(接口)签名,即一组API,并且可以覆盖部分签名以实现子类型化多态性。子类化意味着方法实现的隐式重用。

这两个好处带来了两个不同的继承目的:面向子类型和面向代码重用。

如果代码重用是唯一的目的,那么子类化可能会给一个比他所需要的更多的东西,即父类的一些公共方法对于子类来说没有多大意义。在这种情况下,不赞成组合而不是继承,而是要求组合。这也是“is-a”与“has-a”概念的由来。

因此,只有当有了子类型,即以后以多态的方式使用新类时,我们才会面临选择继承或组合的问题。这是在所讨论的缩短成语中被省略的假设。

To子类型要符合类型签名,这意味着组合必须始终公开不少于该类型的API数量。现在开始进行权衡:

继承提供了直接的代码重用(如果不被重写),而组合必须对每个API重新编码,即使这只是一个简单的委托工作。继承通过内部多态站点this提供了直接的开放递归,即在另一个成员函数中调用重写方法(甚至类型),无论是公共的还是私有的(尽管不鼓励)。开放递归可以通过组合来模拟,但它需要额外的努力,并且可能并不总是可行的(?)。对重复问题的回答也有类似之处。继承公开受保护的成员。这打破了父类的封装,如果被子类使用,则会引入子类和父类之间的另一个依赖关系。组合具有控制反转的特性,其依赖性可以动态注入,如装饰器模式和代理模式所示。组合具有面向组合器编程的优点,即以类似于组合模式的方式工作。编程到接口后立即进行组合。组合具有易于多重继承的优点。

考虑到上述权衡,我们因此更喜欢组合而不是继承。然而,对于紧密相关的类,即当隐式代码重用真正带来好处,或者需要开放递归的魔力时,继承应该是选择。

其他回答

简而言之,我同意“比起继承,我更喜欢成分”,但对我来说,这听起来常常像“比起可口可乐,我更爱土豆”。有继承的地方,也有合成的地方。你需要了解差异,然后这个问题就会消失。这对我来说真正的意义是“如果你要使用继承——再想想,你很可能需要复合”。

当你想吃的时候,你应该更喜欢土豆而不是可口可乐,当你想喝的时候,应该更喜欢可口可乐而不是土豆。

创建子类不仅仅意味着调用超类方法的便捷方式。当子类在结构上和功能上都是一个超级类时,您应该使用继承,因为它可以用作超级类,并且您将使用它。如果不是这样的话,那不是继承,而是其他东西。合成是指你的对象由另一个组成,或者与它们有某种关系。

所以对我来说,如果有人不知道自己是否需要继承或组成,真正的问题是他不知道自己是想喝酒还是想吃饭。多想想你的问题领域,更好地理解它。

继承是非常强大的,但你不能强迫它(参见:圆-椭圆问题)。如果你真的不能完全确定一个真正的“is-a”子类型关系,那么最好是组合。

继承是一种非常强大的代码重用机制。但需要正确使用。如果子类也是父类的子类型,我会说继承是正确使用的。如上所述,利斯科夫替代原则是这里的关键点。

子类与子类型不同。您可以创建不是子类型的子类(此时应该使用组合)。为了理解什么是子类型,让我们开始解释什么是类型。

当我们说数字5是整数类型时,我们说明5属于一组可能的值(例如,请参阅Java原语类型的可能值)。我们还声明,我可以对值执行一组有效的方法,如加法和减法。最后,我们要说明的是,有一组财产总是可以满足的,例如,如果我将值3和5相加,结果会得到8。

举另一个例子,考虑抽象数据类型,整数集合和整数列表,它们可以保存的值仅限于整数。它们都支持一组方法,如add(newValue)和size()。而且它们都有不同的财产(类不变量),Sets不允许重复,而List允许重复(当然还有它们都满足的其他财产)。

子类型也是一种类型,它与另一种类型(称为父类型(或父类型))有关系。子类型必须满足父类型的功能(值、方法和财产)。这种关系意味着在任何期望超类型的上下文中,它都可以被子类型替代,而不会影响执行的行为。让我们去看一些代码来举例说明我在说什么。假设我写了一个整数列表(用某种伪语言):

class List {
  data = new Array();

  Integer size() {
    return data.length;
  }

  add(Integer anInteger) {
    data[data.length] = anInteger;
  }
}

然后,我将整数集合写成整数列表的子类:

class Set, inheriting from: List {
  add(Integer anInteger) {
     if (data.notContains(anInteger)) {
       super.add(anInteger);
     }
  }
}

我们的整数集合类是整数列表的子类,但不是子类型,因为它不满足列表类的所有特性。满足了方法的值和签名,但不满足财产。add(Integer)方法的行为已经明显改变,没有保留父类型的财产。从类的客户端的角度思考。他们可能会收到一组整数,其中需要一个整数列表。客户端可能希望添加一个值,并将该值添加到列表中,即使该值已经存在于列表中。但如果价值存在,她就不会有这种行为。她大吃一惊!

这是一个不正确使用继承的典型例子。在这种情况下使用合成。

(片段来自:正确使用继承)。

简单地说,实现就像你(类)应该遵循的规则

但是扩展就像对很多类使用公共代码,也许只是其中一个需要重写。

我看没有人提到钻石问题,这可能是继承带来的。

总之,如果类B和C继承了a,并且都重写了方法X,而第四个类D继承了B和C,并且没有重写X,那么应该使用X D的哪个实现?

维基百科对这个问题中讨论的主题提供了一个很好的概述。