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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在可以枚举不变量的情况下,子类型更合适,功能更强大,否则使用函数组合实现可扩展性。
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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。
更喜欢组合而不是继承,因为它更具延展性/更易于稍后修改,但不要使用组合始终方法。通过组合,使用依赖注入/设置器可以很容易地动态改变行为。继承更为严格,因为大多数语言不允许从多个类型派生。因此,一旦你从A型衍生出,鹅或多或少都是熟的。
我的上述酸性测试是:
TypeB是否希望公开TypeA的完整接口(所有公共方法都不少于),以便在需要TypeA的地方使用TypeB?表示继承。例如,赛斯纳双翼飞机将暴露出飞机的完整界面,如果不是更多的话。因此,它适合于从飞机衍生。TypeB是否只想要TypeA暴露的部分行为?表示需要合成。例如,鸟可能只需要飞机的飞行行为。在这种情况下,将其作为接口/类/两者提取出来并使其成为两个类的成员是有意义的。
更新:刚刚回到我的答案,现在看来,如果没有具体提到芭芭拉·里斯科夫的里斯科夫替代原则作为“我应该继承这种类型吗?”的测试,它似乎是不完整的
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。
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)。
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。