继承与组合详解-优快云博客

1、继承与组合

C++程序开发中，设计孤立的类比较容易，设计相互关联的类却比较难，这其中会涉及两个概念，一个是继承(Inheritance)，一个是组合（Composition）。因为二者有一定的相似性，往往令程序员混淆不清。类的组合和继承一样，是软件重用的重要方式。组合和继承都是有效地利用已有类的资源。但二者的概念和用法不同。

继承是面向对象三大基本特征之一(继承，封装，多态)，继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。继承强调的是is-a关系。在继承中，父类的方法内部实现细节对子类可见，是‘白盒式’的代码复用。组合是通过对现有对象进行拼装即组合产生新的具有更复杂的功能，组合体现的是整体和部分，强调的是has-a的关系。

2、继承和组合的使用场景

如果类A和类B毫不相关，不可以为了使B 的功能更多些而让B 继承A 的功能。不要觉得“不吃白不吃”，让一个好端端的健壮青年无缘无故地吃人参补身体。如果类B需要使用A的功能，则要分两种情况考虑：

（1）若在逻辑上B 是A 的“一种”（a kind of ），则允许B 继承A 的功能。如男人（Man）是人（Human）的一种，男孩（Boy）是男人的一种。那么类Man 可以从类Human 派生，类Boy 可以从类Man 派生。示例程序如下：

class Human
{
　　…
};
class Man : public Human
{
　　…
};
class Boy : public Man
{
　　…
};

（2）若在逻辑上A 是B 的“一部分”（a part of），则不允许B 继承A 的功能，而是要用A和其它东西组合出B。例如眼（Eye）、鼻（Nose）、口（Mouth）、耳（Ear）是头（Head）的一部分，所以类Head 应该由类Eye、Nose、Mouth、Ear 组合而成，不是派生而成。示例程序如下：

class Eye
{
public:
　　void Look(void);
};
class Nose
{
public:
　　void Smell(void);
};
class Mouth
{
public:
　　void Eat(void);
};
class Ear
{
public:
　　void Listen(void);
};
// 正确的设计，冗长的程序
class Head
{
public:
　　void Look(void) { m_eye.Look(); }
　　void Smell(void) { m_nose.Smell(); }
　　void Eat(void) { m_mouth.Eat(); }
　　void Listen(void) { m_ear.Listen(); }
private:
　　Eye m_eye;
　　Nose m_nose;
　　Mouth m_mouth;
Ear m_ear;
};

如果允许Head 从Eye、Nose、Mouth、Ear 派生而成，那么Head 将自动具有Look、Smell、Eat、Listen 这些功能：

// 错误的设计
class Head : public Eye, public Nose, public Mouth, public Ear
{
};

上述程序十分简短并且运行正确，但是这种设计却是错误的。这就开头所说的很多程序员经不起“继承”的诱惑而犯下设计错误。

3、继承和组合的区别

继承与组合都是面向对象中代码复用的方式。在继承中，父类的内部细节对子类可见，其代码属于白盒式的复用，而组合中，对象之间的内部细节不可见，其代码属于黑盒式复用。继承在编码过程中就要指定具体的父类，其关系在编译期就确定，而组合的关系一般在运行时确定。继承强调的是is-a的关系，而组合强调的是has-a的关系。