继承(inheritance),是类 D 的对象可以使用仅对类C的对象有效的方法或者属性的特性,它使得这些方法和属性就好像是由类 D 定义的。这时,C 是 D 的父类,D 是 C 的子类。在继承结构中,父类的内部细节对于子类是可见的。所以我们通常也可以说通过继承的代码复用是一种“白盒式代码复用”。
组合(composition),是通过对现有的对象进行拼装(组合)产生新的、更复杂的功能。因为在对象之间,各自的内部细节是不可见的,所以我们也说这种方式的代码复用是“黑盒式代码复用”。
继承和组合各有各自的优缺点。比如说,对于继承,我们可以在编译期静态地定义其层次结构;因为OOP语
言直接支持继承特性,使得在技术上来说,继承直白明了易于使用;而且,我们也可以很容易地修改通过继承所复用的实现代码。但是,我们不能够在运行期间改变
通过继承得到的实现代码;而且更加不好的是,父类常常会定义一部分子类的表现特征,使得父类和子类之间的实现代码产生相互依赖,也就是所谓的“继承破坏封装性”(inheritance
breaks encapsulation)的说法。代码依赖将会导致很多问题,例如通过继承而来的实现代码可能会不适用于新的问题域,从而使得我们需要去重写父类或者替换掉某些实现代码。同时,代码之间的依赖关系,限制了程序的灵活性和可复用性。
对比而言,对象的组合是在运行期间通过对象之间的引用动态定义的。组合要求对象互相尊重(respect)
对方的接口。不过这样做下来,因为对象之间只能唯一的通过接口相互作用,对象的封装性也就得到了良好地维护。同时,在运行期间,任何对象都能够被替换为其
他相同类型的对象。更好之处在于,因为对象的实现代码只和其接口有关系,所以由潜在的代码依赖所带来的问题出现的机会就大大减少了。对于整个系统的设计而
言,使用对象组合将保证各个类能够被良好的封装起来,并且保证这些类能够只负责解决唯一的问题。这就使得类的层次结构能保持比较小的规模而不至于变成难以
控制的庞然大物。在基于对象组合进行设计的系统中,会有更多的对象、更少的类,系统的行为将由对象之间的交互关系来决定。
在理想
的情况下,我们不需要创建新的组件来完成代码复用,而只需要通过对象组合的方法来拼装已存在的组件以获取新的功能。但这种情况很少会出现,因为在实际情况
中,现有的组件总是显得不够,而通过继承来复用代码往往要比通过组合对象要容易得多。所以继承和组合两种方法并存于我们的实际软件开发过程之中。
举个例子来说,我们通过 Array 来实现一个 Stack 类。有两种方法,第一种是把 Stack 作为 Array 的一个子类,也就是通过类继承的方式来实现这个 Stack 类。
class Stack extends Array {
// etc…
}
第二个方法是将一个 Array 类型的实例作为 Stack 类的一个属性,也就是通过对象组合来实现 Stack 类。
class Stack extends Object {
private Array anArray;
// etc…
}
在这个例子中,使用组合来实现 Stack 类的效果会更好一些。因为这样 Stack 的实例就不用再继承多余的 Collection 类的方法和属性了。