面向對象随想 -- 多用組合來代替繼承

讓我們先來簡單看看什麼是繼承群組合。隻是例子，不是概念。

假設有三個特性（子產品）， ModuleA, ModuleB, ModuleC。有兩個類 ClassA 和 ClassB 需要使用它們。ClassA 會用到 ModuleA 和 ModuleB，ClassB 會用到全部三個特性。而且我們還假設現在全部A，B和C子產品會隻被ClassA和ClassB用到。

繼承：

class ClassA {

functions of ModuleA;

functions of ModuleB;

};

class ClassB extends ClassA {

functions of ModuleC;

};  

組合：

class ModuleA {};

class ModuleB {};

class ModuleC {};

class ClassA {

ModuleA ma;

ModuleB mb;

};

class ClassB {

ModuleA ma;

ModuleB mb;

ModuleC mc;

};

//或者：

class ClassB {

ClassA ca;

ModuleC mc;

};

兩種方法都重用了子產品。

對于組合，我們一般把子產品叫做元件。

在遊戲開發中，這樣的組合又叫做基于元件的實體系統。

組合比繼承有哪些優勢？

1. 組合允許将問題分割成互不依賴的子元件。每個元件可以由不同的開發者開發。我們可以讓三個程式員來同時開發 ModuleA， ModuleB 以及 ModuleC。
2. 元件可以在運作時被替換，删除，或者添加（動态綁定）。與之相反，繼承不能或者非常難（取決于程式設計語言）在運作時替換，删除，或者添加特性（靜态綁定）。
3. 組合比繼承有更少的耦合。繼承強制了 ClassB 和 ClassA 之間的耦合，但組合不會。
4. 元件可以被用在其它的組合當中用以構成不同的行為。在繼承中則沒有辦法隻重用一個單個特性。繼承強制了父類的所有特性被帶入到了子類。
5. 更少的代碼備援。繼承比較容易導緻備援。B 繼承自 A，通常 B 隻需要 A 的部分特性，不需要的部分就成了備援。如果 B 是由 A 的部分元件組合來的，那麼 B 可以舍棄不需要的元件來避免備援。
6. 更好的封裝。組合是基于公開接口的。每個元件不知道其它元件的内部細節。這正是封裝所指的。而繼承則把父類的内部細節（保護的接口）透露給了子類。更糟的是，子類通常會對父類做某些假設，而且父類也會假設子類會尊重它要求的接口。
7. 容易更改。在組合中，任何元件都可以被更改而保證對其它元件影響很小，隻要保持公開的接口。繼承則強制了很緊密耦合的層次鍊。對于層次鍊任何節點的改變都将影響整個鍊。
8. 小子產品和原子子產品。組合中，大的子產品是由小的子產品組成的，是以子產品的層次可以得到控制。有可能我們隻有兩個層次，原子子產品，和真實的功能子產品，因 而層次非常平坦。在繼承中，大的子產品來自從小的子產品繼承。想要一個子產品？繼承吧，得到一個新的層級。這就可能造成有很多的層級，導緻系統的子產品層次非常複 雜且難以了解。

對于 "is a" 關系我們應該用繼承？是，也不是。

雖然我們被教導繼承要 "is a" 組合要 "has a"，在很多情況下 "is a" 也可以被了解為 "has a"。比如說，程式員是一種人，是以程式員從人繼承。但如果我們把程式員當成是一種具有程式設計工作的人，那麼程式員就可以由人和程式設計工作來組合。

組合的不足之處：

唯一的不足之處大概就是我們最終會得到非常多的子產品（類）。這個很難說是不足，而且從其它角度看，這個其實是益處。對于C++，大量的小類完全沒有影響， 不會讓代碼變大，也不會讓運作變緩慢。對于 Java，C#，Objective C，這可能會增大代碼。但除非你是工作在資源有限的裝置上，這個不是大問題。

何時用組合：

1. 當 ClassB 使用 ClassA 而不是實作 ClassA 時。
2. 當元件會被改變時（添加，替換，删除）。
3. 即使 ClassB 和 ClassA 具有 "is a" 的關系，如果這種關系在未來會發生變化，我們應該用組合而不是繼承。一個程式員是人，但未來他可以選擇别的工作，比如股票經紀。如果程式員是從人繼承而 來，那麼當工作變化時我們就比較麻煩。是以用組合。程式員隻是一個普通的人，一個有着程式設計工作的普通人。
4. 當繼承不是必須的時候。沒錯，我們要多用組合來代替繼承。

何時用繼承：

1. 當 ClassB 是實作 ClassA 而不是使用 ClassA。比如說，ClassA 可能是具有多态函數的抽象對話框，有着顯示隐藏等函數。ClassB 是一個檔案對話框需要實作這些多态函數。
2. 當 ClassB 和 ClassA 有明顯的 "is a" 關系而且這種關系不會在運作時改變時。也就是說，綁定永遠是靜态的。雖然貓可以被當成是一個具有動物特征和貓特征的物體，但這兩個特征永遠不會改變。把貓 特征換成狗特征會産生狗而不是貓。是以這種綁定是靜态的，關系也是固定的 "is a"，是以讓貓從動物繼承是很自然的。
3. 當 ClassA 的接口也是 ClassB 的接口時。這個其實很難講。如果用組合實作其實也可以，ClassB 可以重寫代理接口來重定向到 ClassA 上。
4. 當 ClassB 會被用到使用 ClassA 的地方時。這個也暗喻了 ClassB "is a" ClassA。 然而，對于支援類型多态（泛型程式設計）的語言，比如 C++，可以通過用模闆類型來避免繼承。

總結：

我展示了我們應該多用組合而不是繼承。而且如果你 google "composition inheritance" （無引号），上百萬的網頁會支援這個觀點。但這絕不是說在組合對繼承的鬥争中組合是赢家。不，而且根本沒有鬥争。對于适當的問題我們要選擇适當的方法，保 證自然和邏輯性。沒有什麼是絕對的好或者壞，對或者錯。