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?


当前回答

要从新程序员的不同角度解决这个问题:

当我们学习面向对象的编程时,继承经常很早就被教授,因此它被视为一个常见问题的简单解决方案。

我有三个类都需要一些通用功能。所以如果我编写一个基类并让它们全部继承,然后它们将所有这些都有这个功能,我只需要维护一次位置

这听起来很好,但实际上它几乎从未奏效,原因如下:

我们发现,我们希望我们的类具有其他一些功能。如果我们向类添加功能的方式是通过继承,那么我们必须决定——我们是否将其添加到现有基类中,即使不是每个从其继承的类都需要该功能?我们是否创建另一个基类?但是,已经从其他基类继承的类呢?我们发现,对于从基类继承的一个类,我们希望基类的行为稍有不同。所以现在我们回过头来修改我们的基类,可能会添加一些虚拟方法,或者更糟的是,一些代码会说,“如果我是继承的类型A,那么就这样做,但如果我是传承的类型B,那么就那样做。”这是很糟糕的,原因很多。一个是,每次我们改变基类时,我们都在有效地改变每个继承的类。所以我们真的在改变A、B、C和D类,因为我们需要在A类中有一个稍微不同的行为。尽管我们认为我们很小心,但我们可能会因为与这些类无关的原因而破坏其中一个类。我们可能知道为什么我们决定让所有这些类彼此继承,但这对其他必须维护我们代码的人来说可能没有意义。我们可能会迫使他们做出一个艰难的选择——我是做一些非常丑陋和混乱的事情来做出我需要的改变(见前面的要点),还是只是重写一堆内容。

最后,我们把代码绑在一些困难的地方,除了说:“酷,我了解了继承,现在我使用了它。”这并不意味着居高临下,因为我们都这样做了。但我们都这么做了,因为没有人告诉我们不要这样做。

当有人向我解释“喜欢组合而不是继承”时,我回想了一下每次尝试使用继承在类之间共享功能时,我都意识到大多数时候它并没有真正发挥作用。

解药是单一责任原则。将其视为约束。我的班级必须做一件事。我必须能够给我的班级起一个名字,以某种方式描述它所做的一件事。(凡事都有例外,但当我们学习时,绝对规则有时会更好。)因此,我无法编写名为ObjectBaseThatContainsVariousFunctionsNeedByDifferentClasses的基类。我所需要的任何不同的功能都必须在它自己的类中,然后需要该功能的其他类可以依赖于该类,而不是从该类继承。

在过于简化的风险下,这就是组合——组合多个类一起工作。一旦我们养成了这个习惯,我们就会发现它比使用继承更灵活、更可维护、更可测试。

其他回答

这两种方式可以很好地生活在一起,并相互支持。

组合只是将其模块化:您创建类似于父类的接口,创建新对象并将调用委托给它。如果这些对象不需要彼此了解,那么组合是非常安全且易于使用的。这里有很多可能性。

然而,如果父类出于某种原因需要访问“子类”为没有经验的程序员提供的函数,那么它可能看起来是一个使用继承的好地方。父类可以只调用它自己的抽象“foo()”,该抽象被子类覆盖,然后它可以将值赋给抽象基。

这看起来是一个不错的想法,但在许多情况下,只给类一个实现foo()的对象(或者甚至手动设置foo)提供的值)要好于从需要指定foo函数的基类继承新类。

Why?

因为继承是传递信息的一种糟糕方式。

组合在这里有一个真正的优势:关系可以颠倒:“父类”或“抽象工作者”可以聚合实现特定接口的任何特定“子”对象+任何子对象都可以设置在接受其类型的任何其他类型的父类中。而且可以有任意数量的对象,例如MergeSort或QuickSort可以对实现抽象比较接口的任何对象列表进行排序。或者换一种说法:实现“foo()”的任何一组对象和可以使用具有“foo)”的对象的其他一组对象都可以一起玩。

我可以想到使用继承的三个真正原因:

您有许多具有相同接口的类,您希望节省编写它们的时间必须为每个对象使用相同的基类您需要修改私有变量,在任何情况下都不能是公共的

如果这些都是真的,那么可能需要使用继承。

使用原因1没有什么不好的,在对象上有一个坚实的界面是非常好的。这可以使用组合或继承来完成,没有问题——如果这个接口简单且不改变。通常,继承在这里非常有效。

如果原因是第二,那就有点棘手了。你真的只需要使用相同的基类吗?一般来说,仅仅使用相同的基类是不够的,但这可能是框架的一个要求,这是一个无法避免的设计考虑。

然而,如果您想使用私有变量,即案例3,那么您可能会遇到麻烦。如果您认为全局变量不安全,那么应该考虑使用继承来访问私有变量也不安全。请注意,全局变量并不是那么糟糕——数据库本质上是一组全局变量。但如果你能处理,那就很好了。

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。

当您想要“复制”/公开基类的API时,可以使用继承。当您只想“复制”功能时,请使用委派。

其中的一个例子是:您想要从列表中创建堆栈。堆栈只有pop、push和peek。考虑到堆栈中不需要push_back、push_front、removeAt等功能,您不应该使用继承。

正如许多人所说的,我首先要检查是否存在“是”的关系。如果存在,我通常检查以下内容:

是否可以实例化基类。也就是说,基类是否可以是非抽象的。如果可以是非抽象的,我通常更喜欢写作

例如1。会计是员工。但我不会使用继承,因为Employee对象可以实例化。

例如2。书籍是SellingItem。SellingItem无法实例化-它是抽象概念。因此,我将使用遗传痤疮。SellingItem是一个抽象基类(或C#中的接口)

你觉得这种方法怎么样?

此外,我支持为什么要使用继承?

使用继承的主要原因不是作为组合的一种形式,而是为了让您可以获得多态行为。如果不需要多态性,那么可能不应该使用继承。

@马修。在https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/12439/code-smell-inheritance-abuse/12448#comment303759_12448

继承的问题在于它可以用于两个正交的目的:接口(用于多态性)实现(用于代码重用)

参考

哪个班级设计更好?继承与聚合

尽管作文是首选,但我想强调继承的优点和作文的缺点。

继承优势:

它建立了逻辑“IS a”关系。如果汽车和卡车是两种类型的车辆(基类),则子类是一个基类。即汽车就是车辆卡车是一种车辆通过继承,您可以定义/修改/扩展功能基类不提供实现,子类必须重写完整方法(抽象)=>您可以实现合约基类提供默认实现,子类可以更改行为=>您可以重新定义合约子类通过调用super.methodName()作为第一条语句来向基类实现添加扩展=>您可以扩展合约基类定义了算法的结构,子类将覆盖算法的一部分=>您可以在不改变基类骨架的情况下实现Template_method

组成的缺点:

在继承中,子类可以直接调用基类方法,即使它由于IS A关系而没有实现基类方法。如果使用组合,则必须在容器类中添加方法以公开包含的类API

例如,如果汽车包含车辆,并且您必须获得汽车的价格(已在车辆中定义),您的代码将如下

class Vehicle{
     protected double getPrice(){
          // return price
     }
} 

class Car{
     Vehicle vehicle;
     protected double getPrice(){
          return vehicle.getPrice();
     }
}