組合
n (對象)組合是一種通過創建一個組合 了其它對象的對象,從而獲得新功能的複用方法。
n 將功能委託給所組合的一個對象,從而獲得新功能。
n 有些時候也稱之爲“聚合”( aggregation )或“包容”( containment ),儘管有些作者對這些術語賦予了專門的含義
n 例如:
F 聚合:一個對象擁有另一個對象或對另一個對象負責(即一個對象包含另一個對象或是另一個對象的一部分),並且聚合對象和其所有者具有相同的生命週期。(譯者注:即所謂的“同生共死”關係,可參見 GOF 的 Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software 的引言部分。)
F 包容:一種特殊類型的組合,對於其它對象而言,容器中的被包含對象是不可見的,其它對象僅能通過容器對象來訪問被包含對象。( Coad )
n 包含可以通過以下兩種方式實現:
F 根據引用( By reference )
F 根據值( By value )
n C ++允許根據值或引用來實現包含。
n 但是在 Java 中,一切皆爲對象的引用!
組合的優點和缺點
n 優點:
F 容器類僅能通過被包含對象的接口來對其進行訪問。
F “黑盒”複用,因爲被包含對象的內部細節對外是不可見。
F 對裝性好。
F 實現上的相互依賴性比較小。(譯者注:被包含對象與容器對象之間的依賴關係比較少)
F 每一個類只專注於一項任務。
F 通過獲取指向其它的具有相同類型的對象引用,可以在運行期間動態地定義(對象的)組合。
n 缺點:
F 從而導致系統中的對象過多。
F 爲了能將多個不同的對象作爲組合塊( composition block )來使用,必須仔細地對接口進行定義。
繼承
n (類)繼承是一種通過擴展一個已有對象的實現,從而獲得新功能的複用方法。
n 泛化類(超類)可以顯式地捕獲那些公共的屬性和方法。
n 特殊類(子類)則通過附加屬性和方法來進行實現的擴展。
繼承的優點和缺點
n 優點:
F 容易進行新的實現,因爲其大多數可繼承而來。
F 易於修改或擴展那些被複用的實現。
n 缺點:
F 破壞了封裝性,因爲這會將父類的實現細節暴露給子類。
F “白盒”複用,因爲父類的內部細節對於子類而言通常是可見的。
F 當父類的實現更改時,子類也不得不會隨之更改。
F 從父類繼承來的實現將不能在運行期間進行改變。
Coad 規則
僅當下列的所有標準被滿足時,方可使用繼承:
n 子類表達了“是一個 … 的特殊類型”,而非“是一個由 … 所扮演的角色”。
n 子類的一個實例永遠不需要轉化( transmute )爲其它類的一個對象。
n 子類是對其父類的職責( responsibility )進行擴展,而非重寫或廢除( nullify )。
n 子類沒有對那些僅作爲一個工具類( utility class )的功能進行擴展。
n 對於一個位於實際的問題域( Problem Domain )的類而言,其子類特指一種角色( role ),交易( transaction )或設備( device )。
繼承 / 組合示例 1
n “是一個 … 的特殊類型”,而非“是一個由 … 所扮演的角色”
F 失敗。 乘客是人所扮演的一種角色。代理人亦然。
n 永遠不需要轉化
F 失敗。 隨着時間的發展,一個 Person 的子類實例可能會從 Passenger 轉變成 Agent ,再到 Agent Passenger 。
n 擴展,而非重寫和廢除
F 通過。
n 不要擴展一個工具類
F 通過。
n 在問題域內,特指一種角色,交易或設備
F 失敗。 Person 不是一種角色,交易或設備。
繼承並非適用於此處!
使用組合進行挽救!
繼承 / 組合示例 2
n “是一個 … 的特殊類型”,而非“是一個由 … 所扮演的角色”
F 通過。 乘客和代理人都是特殊類型的人所扮演的角色。
n 永遠不需要轉化
F 通過。 一個 Passenger 對象將保持不變; Agent 對象亦然。
n 擴展,而非重寫和廢除
F 通過。
n 不要擴展一個工具類
F 通過。
n 在問題域內,特指一種角色,交易或設備
F 通過。 PersonRole 是一種類型的角色。
繼承適用於此處!
繼承 / 組合示例 3
n “是一個 … 的特殊類型”,而非“是一個由 … 所扮演的角色”
F 通過。 預訂和購買都是一種特殊類型的交易。
n 永遠不需要轉化
F 通過。 一個 Reservation 對象將保持不變; Purchase 對象亦然。
n 擴展,而非重寫和廢除
F 通過。
n 不要擴展一個工具類
F 通過。
n 在問題域內,特指一種角色,交易或設備
F 通過。 是一種交易。
繼承適用於此處!
繼承 / 組合示例 4
n “是一個 … 的特殊類型”,而非“是一個由 … 所扮演的角色”
F 失敗。 預訂不是一種特殊類型的 observable 。
n 永遠不需要轉化
F 通過。 一個 Reservation 對象將保持不變。
n 擴展,而非重寫和廢除
F 通過。
n 不要擴展一個工具類
F 失敗。 Observable 就是一個工具類。
n 在問題域內,特指一種角色,交易或設備
F 不適用。 Observable 是一個工具類,並非一個問題域的類。。
繼承並非適用於此處!
繼承 / 組合總結
n 組合與繼承都是重要的重用方法
n 在 OO 開發的早期,繼承被過度地使用
n 隨着時間的發展,我們發現優先使用組合可以獲得重用性與簡單性更佳的設計
n 當然可以通過繼承,以擴充( enlarge )可用的組合類集( the set of composable classes )。
n 因此組合與繼承可以一起工作
n 但是我們的基本法則是:
優先使用對象組合,而非(類)繼承
接口
n 接口 是一個對象在對其它的對象進行調用時所知道的方法集合。
n 一個對象可以有多個接口(實際上,接口是對象所有方法的一個子集)
n 類型 是對象的一個特定的接口。
n 不同的對象可以具有相同的類型,而且一個對象可以具有多個不同的類型。
n 一個對象僅能通過其接口才會被其它對象所瞭解。
n 某種意義上,接口是以一種非常侷限的方式,將“是一種 … ”表達爲“一種支持該接口的 … ”。
n 接口是實現插件化( pluggability )的關鍵
實現繼承和接口繼承
n 實現繼承 (類繼承 ):一個對象的實現是根據另一個對象的實現來定義的。
n 接口繼承 (子類型化 ):描述了一個對象可在什麼時候被用來替代另一個對象。
n C++ 的繼承機制既指類繼承,又指接口繼承。
n C++ 通過繼承純虛類來實現接口繼承。
n Java 對接口繼承具有單獨的語言構造方式- Java 接口。
n Java 接口構造方式更加易於表達和實現那些專注於對象接口的設計。
接口的好處
n 優點:
F Client 不必知道其使用對象的具體所屬類。
F 一個對象可以很容易地被(實現了相同接口的)的另一個對象所替換。
F 對象間的連接不必硬綁定( hardwire )到一個具體類的對象上,因此增加了靈活性。
F 鬆散藕合( loosens coupling )。
F 增加了重用的可能性。
F 提高了(對象)組合的機率,因爲被包含對象可以是任何實現了一個指定接口的類。
n 缺點:
F 設計的複雜性略有增加
(譯者注:接口表示“ … 像 … ”( LikeA )的關係,繼承表示“ … 是 … ”( IsA )的關係,組合表示“ … 有 … ”( HasA )的關係。)
接口實例
該方法是指其它的一些類可以進行交通工具的駕駛,而不必關心其實際上是(汽車,輪船,潛艇或是其它任何實現了 IManeuverabre 的對象)。