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
继承在子类和超级类之间建立了牢固的关系;子类必须了解超级类的实现细节。创建超级类要困难得多,因为你必须考虑如何扩展它。您必须仔细记录类不变量,并说明其他可重写方法在内部使用的方法。
如果层次结构真的代表了一种is-a-关系,那么继承有时是有用的。它与开放-封闭原则有关,该原则规定类应该封闭以进行修改,但开放以进行扩展。这样你就可以拥有多态性;需要一个处理超类型及其方法的泛型方法,但通过动态调度调用子类方法。这是灵活的,有助于创建间接,这在软件中是必不可少的(对实现细节了解较少)。
然而,继承很容易被过度使用,并且会产生额外的复杂性,导致类之间存在硬依赖关系。此外,由于层和方法调用的动态选择,很难理解程序执行过程中发生的事情。
我建议使用作曲作为默认设置。它更加模块化,并提供了后期绑定的好处(您可以动态更改组件)。另外,单独测试这些东西更容易。如果您需要使用类中的方法,则不必强制使用某种形式(Liskov替换原则)。
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();
}
}
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。
理解这一点的一个简单方法是,当您需要类的对象与其父类具有相同的接口时,应该使用继承,这样它就可以被视为父类的对象(上广播)。此外,派生类对象上的函数调用在代码中的任何地方都保持不变,但要调用的特定方法将在运行时确定(即,低级实现不同,高级接口保持不变)。
当您不需要新类具有相同的接口时,即您希望隐藏该类的用户不需要知道的类实现的某些方面时,应使用组合。因此,组合更多的是支持封装(即隐藏实现),而继承意味着支持抽象(即提供某种东西的简化表示,在这种情况下,相同的接口用于具有不同内部结构的一系列类型)。
我的经验法则是:在使用继承之前,考虑组合是否更有意义。
原因:子类化通常意味着更复杂和更紧密,即更难在不出错的情况下进行更改、维护和扩展。
Sun的Tim Boudreau给出了一个更完整、更具体的答案:
在我看来,使用继承的常见问题是:无辜的行为可能会产生意想不到的结果——这方面的经典例子是调用超类中的可重写方法构造函数,在子类实例字段初始化。在一个完美的世界里,没有人会这样做。这是不是一个完美的世界。它给子类提供了不正当的诱惑,让它们对方法调用的顺序等做出假设——这种假设往往不会如果超类可以随着时间的推移而发展,那么它是稳定的。另请参见我的烤面包机和咖啡壶类比。类变得更重了——你不一定知道你的超类在其构造函数中做了什么工作,或者它需要多少内存使用。因此,构建一些无辜的轻量级对象可以比你想象的要贵得多,如果超类进化它鼓励子类的爆炸。类加载需要时间,更多的类需要内存。在你与NetBeans规模的应用程序打交道,但在那里,我们有了真正的例如,由于第一次显示菜单触发了大量的类加载。我们通过移动到更多的声明性语法和其他技术,但这需要花费时间修复。这使得以后改变事情变得更加困难——如果你公开了一个类,那么交换超类会破坏子类-这是一个选择,一旦你公开了代码,你就结婚了所以如果你不改变你的真实功能超类,如果你使用,而不是扩展你需要的东西。例如,子类化JPanel-这通常是错误的;如果子类是在公共场所,你永远不会有机会重新审视这个决定。如果它作为JComponent getThePanel()访问,您仍然可以这样做(提示:将组件的模型作为API公开)。对象层次结构不可缩放(或使其稍后缩放比提前规划要困难得多)-这是经典的“太多层”问题我将在下面讨论AskTheOracle模式如何解决它(尽管它可能冒犯OOP纯粹主义者)。...如果你允许继承遗产,我会怎么做带着一粒盐是:永远不显示字段,常量除外方法应为抽象方法或最终方法不从超类构造函数调用任何方法...所有这些都不适用于小型项目,而适用于大型项目私人课程比公共课程