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
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。
你想强迫自己(或其他程序员)坚持什么,什么时候你想让自己(或另一个程序员)有更多的自由。有人认为,当你想强迫某人以某种方式处理/解决某个特定问题时,继承是有帮助的,这样他们就不会走错方向。
Is-a和Has-a是一个有用的经验法则。
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。
在Java或C#中,对象一旦实例化就不能更改其类型。
因此,如果您的对象需要显示为不同的对象或根据对象的状态或条件表现出不同的行为,那么请使用组合:参考状态和策略设计模式。
如果对象需要具有相同的类型,则使用继承或实现接口。
继承带来了所有不可否认的好处,下面是它的一些缺点。
继承的缺点:
您不能在运行时更改从超级类继承的实现(显然是因为继承是在编译时定义的)。继承将子类暴露给其父类实现的细节,这就是为什么人们常说继承破坏了封装(从某种意义上讲,您真正需要关注的是接口而不是实现,所以通过子类重用并不总是首选的)。继承提供的紧密耦合使得子类的实现与超级类的实现紧密结合,父类实现中的任何更改都将迫使子类进行更改。子类的过度重用会使继承堆栈变得很深,也很混乱。
另一方面,通过对象获取对其他对象的引用,在运行时定义对象组合。在这种情况下,这些对象将永远无法访问彼此的受保护数据(没有封装中断),并将被迫尊重彼此的接口。在这种情况下,实现依赖性也会比继承的情况下少得多。