设计模式七大原则 - 合成/聚合复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle, CARP）

合成/聚合复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle, CARP）

——面向对象设计的“灵活复用”准则

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一、定义与核心思想

1. 核心定义
   优先通过组合（Composition）或聚合（Aggregation） 关系实现代码复用，而非继承。其核心是：通过包含其他对象的功能来实现代码复用，而非通过继承父类。
   例如：

   • 用户服务类通过组合日志组件实现功能，而非继承日志基类。
   • 插件系统通过聚合接口扩展功能，而非继承主程序类。

2. 核心思想

   • 弱耦合：通过对象组合减少类之间的直接依赖。
   • 黑箱复用：复用对象功能无需了解其内部细节。

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二、组合与聚合的区别

组合（Composition）	聚合（Aggregation）
强拥有关系，整体与部分生命周期一致（如“人”与“手臂”）。	弱拥有关系，部分可独立存在（如“人”与“人群”）。
通过构造函数或初始化直接创建部分对象。	通过外部传入或动态绑定部分对象。

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三、为何优先选择组合/聚合？

1. 继承的缺陷

   • 破坏封装性：子类依赖父类实现细节。
   • 灵活性差：父类变更可能导致子类级联修改。
   • 多继承问题：部分语言不支持多重继承。

2. 组合/聚合的优势

   • 低耦合：组件可独立替换（如更换数据库驱动）。
   • 高扩展性：新增功能通过组合新对象实现（如动态添加日志模块）。
   • 符合开闭原则：扩展功能无需修改现有代码。

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四、实现方式与示例

1. 依赖注入（DI）

   • 构造函数注入：通过构造参数传递依赖对象。

     class OrderService {  
         private Payment payment;  
         public OrderService(Payment payment) {  
             this.payment = payment; // 依赖注入  
         }  
     }  
     

   • Setter方法注入：动态设置依赖。

2. 接口与抽象类

   • 定义功能接口：如 Logger 接口，FileLogger 和 DatabaseLogger 分别实现。

3. 工厂模式

   • 通过工厂类创建组合对象，解耦对象创建逻辑。

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五、应用场景

1. 分层架构
   • 数据访问层通过接口实现，业务层依赖接口而非具体数据库类。
2. 插件化系统
   • 主程序通过聚合插件接口扩展功能（如 IDE 插件机制）。
3. 微服务通信
   • 服务间通过 API 接口交互，而非直接依赖实现细节。

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六、与其他原则的协同

1. 开闭原则（OCP）
   • 组合/聚合通过扩展实现功能变化，支持OCP。
2. 里氏替换原则（LSP）
   • 组合避免继承带来的行为不一致问题。
3. 单一职责原则（SRP）
   • 组合将功能拆分到不同对象，确保职责单一。

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七、注意事项

1. 避免过度设计
   • 简单场景（如工具类）可直接使用继承。
2. 性能权衡
   • 多层组合可能增加对象创建开销，高频场景需优化。
3. 明确组合关系
   • 区分组合与聚合的适用场景，避免混淆。

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总结

合成/聚合复用原则通过对象组合与功能委托，构建了灵活、低耦合的软件架构。其本质是面向对象设计的“搭积木”思维，核心价值在于提升代码复用性、扩展性和可维护性。实际开发中需结合场景灵活选择组合或继承，避免教条化应用。