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设计模式-OOD的设计原则(5)-"合成聚合复用原则"

王朝other·作者佚名  2006-01-09
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合成(Composition)和聚合(Aggregation)都是关联(Association)的特殊种类。聚合表示整体和部分的关系,表示“拥有”;合成则是一种更强的“拥有”,部分和整体的生命周期一样。合成的新的对象完全支配其组成部分,包括它们的创建和湮灭等。一个合成关系的成分对象是不能与另一个合成关系共享的。

换句话说,合成是值的聚合(Aggregation by Value),而一般说的聚合是引用的聚合(Aggregation by Reference)。

简短的说,合成-聚合复用原则(CARP)是指,尽量使用合成/聚合,而不是使用继承。

在OOD中,有两种基本的办法可以实现复用,一种是通过合成/聚合,另外一种就是通过继承。通过合成/聚合的好处是:

新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。这种复用是黑箱复用,因为成分对象的内部细节是新对象所看不见的。这种复用支持包装。这种复用所需的依赖较少。每一个新的类可以将焦点集中在一个任务上。这种复用可以在运行时间内动态进行,新对象可以动态的引用与成分对象类型相同的对象。作为复用手段可以应用到几乎任何环境中去。 它的缺点就是系统中会有较多的对象需要管理。

通过继承来进行复用的优点是:

新的实现较为容易,因为超类的大部分功能可以通过继承的关系自动进入子类。修改和扩展继承而来的实现较为容易。 缺点是:

继承复用破坏包装,因为继承将超类的实现细节暴露给子类。由于超类的内部细节常常是对于子类透明的,所以这种复用是透明的复用,又称“白箱”复用。如果超类发生改变,那么子类的实现也不得不发生改变。从超类继承而来的实现是静态的,不可能在运行时间内发生改变,没有足够的灵活性。继承只能在有限的环境中使用。 要正确的选择合成/复用和继承,必须透彻的理解里氏代换原则和Coad法则。里氏代换原则前面学习过,Coad法则由Peter Coad提出,总结了一些什么时候使用继承作为复用工具的条件。只有当以下的Coad条件全部被满足时,才应当使用继承关系:

子类是超类的一个特殊种类,而不是超类的一个角色,也就是区分“Has-A”和“Is-A”。只有“Is-A”关系才符合继承关系,“Has-A”关系应当用聚合来描述。永远不会出现需要将子类换成另外一个类的子类的情况。如果不能肯定将来是否会变成另外一个子类的话,就不要使用继承。子类具有扩展超类的责任,而不是具有置换调(override)或注销掉(Nullify)超类的责任。如果一个子类需要大量的置换掉超类的行为,那么这个类就不应该是这个超类的子类。只有在分类学角度上有意义时,才可以使用继承。不要从工具类继承。 错误的使用继承而不是合成/聚合的一个常见原因是错误的把“Has-A”当成了“Is-A”。“Is-A”代表一个类是另外一个类的一种;“Has-A”代表一个类是另外一个类的一个角色,而不是另外一个类的特殊种类。

我们看一个例子。如果我们把“人”当成一个类,然后把“雇员”,“经理”,“学生”当成是“人”的子类。这个的错误在于把“角色”的等级结构和“人”的等级结构混淆了。“经理”,“雇员”,“学生”是一个人的角色,一个人可以同时拥有上述角色。如果按继承来设计,那么如果一个人是雇员的话,就不可能是经理,也不可能是学生,这显然不合理。正确的设计是有个抽象类“角色”,“人”可以拥有多个“角色”(聚合),“雇员”,“经理”,“学生”是“角色”的子类。

另外一个就是只有两个类满足里氏代换原则的时候,才可能是“Is-A”关系。也就是说,如果两个类是“Has-A”关系,但是设计成了继承,那么肯定违反里氏代换原则。

 
 
 
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