Java基础——关联、聚合、组合

本文探讨了面向对象设计中的关联、聚合与组合概念。关联描述了类之间的关系,聚合和组合则强调整体与部分之间的关系。聚合关系中,部分可以独立于整体存在;而在组合关系中,部分与整体具有相同的生命周期。

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一.引言

其实自己也不知道,在需求设计、架构设计、开发阶段是否真正需要弄明白“关联、聚合、组合”。原本计划这篇博文写“继承“和”多态”,但是一翻阅资料,基本上都会把“继承”和“组合”做一个简单对比,于是乎就打算把“组合”的亲戚“关联”和“聚合”也一并总结一下。

二.关联、聚合和组合

关联强调的是“关系”,比如老师和学生之间的关系;
聚合和组合强调的是“整体”与“部分”,就好像一个班级由班主任和多名学生组成等等,但是聚合和组合的区别在于:聚合关系中,部分是可以独立于整体的,即非同一生命周期,比如汽车和轮胎的关系;而组合关系中,部分和整体是同一生命周期的,比如班级和班主任的关系。
这里写图片描述

解释下上面的类图:
TClass类是班级类,一个班级拥有一个班主任Teacher,和多名学生Student——都属于组合关系。
Student类是学生类,一个学生拥有一张课表Scedule——属于关联关系,因为课表并不是学生的一部分。
Scedule类是课表类,一张课表拥有一系列的课程Course——属于聚合关系,因为课程本身是可以独立存在不属于任何一张课表。

### Java中的组合聚合关联关系 #### 组合(Composition) 组合是一种特殊类型的关联,其中整体与部分之间的生命周期紧密相连。当整体被销毁时,其所有的组成部分也会随之消失。这表明,在组合中,部分对象不能独立于整体对象而存在。 ```java class Engine { // engine details... } class Car { private final Engine engine; public Car() { this.engine = new Engine(); // 创建Car的同时创建Engine } } ``` 上述代码展示了`Car`类和`Engine`类间的组合关系[^1]。每当创建一个新的`Car`实例时,都会自动初始化一个对应的`Engine`实例;如果`Car`对象不再使用,则该特定的`Engine`也将无法访问并最终由垃圾回收器处理。 #### 聚合(Aggregation) 相比之下,聚合描述了一种较弱的整体-部分关系,允许部件可以在不同时间属于不同的整体或根本不隶属于任何整体。这意味着即使整体不存在了,组成它的各个部分仍然能够继续存活下去。 ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; class Department { String name; public void setName(String n){ this.name=n; } @Override public String toString(){ return "Department Name:"+name; } } class University { List<Department> departments = new ArrayList<>(); public void addDepartment(Department d) { departments.add(d); } } ``` 这里定义了一个大学(`University`)拥有多个院系(`Departments`)的例子[^4]。值得注意的是,即便某个具体的`University`实体消失了,那些曾经归属于它的`Department`们依然可能存在,并可能转移到其他院校之下。 #### 关联(Association) 关联是最基本的对象间连接形式之一,它可以简单到只是两个类之间相互持有对方的一个引用而已。这种联系既可以是单向也可以是双向的,具体取决于业务逻辑需求以及设计者的选择。 ```java class Teacher { Student student; // 构造函数或其他方法设置student属性... public void setStudent(Student s){ this.student=s; } } class Student { Teacher teacher; // 构造函数或其他方法设置teacher属性... public void setTeacher(Teacher t){ this.teacher=t; } } ``` 在这个例子中,教师(`Teacher`)和学生(`Student`)之间存在着一种典型的关联关系[^2]。两者互为对方提供服务——即教书育人过程中的指导作用。同时注意到,这段代码还暗示着二者之间的关系可能是双向可逆的,尽管实际应用里也完全可以是一方指向另一方的单向链接。
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