类之间的关系-更合理的架构

类之间的关系

最常见的类之间的关系：
- 继承（is a）
- 聚合（has a）
- 依赖（uses a）

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继承 is a

继承不仅继承了父类的属性和方法，还继承了种类，与父类形成“是一种”的关系，即“is a”的关系。
所有的子类“是一种”父类。喜鹊“是一种”鸟，麻雀也“是一种”鸟。

聚合 has a

聚合较好理解，一个对象包含另一个对象，如：手机类聚合相机类，很合理的，手机一般内置了拍照功能，手机对象自然而然包含相机对象。
显然，这里手机是“有一个”相机（功能），而不是“是一种”相机了。
注：聚合通常也会被称为关联or复合！

依赖 uses a

依赖最好理解。类A的一个方法必须依赖另一个类的对象才能实现想要的效果。
和聚合比较，细节至代码级的差别一般表现为：
聚合是类A将类B聚合为自己的一个属性，所有类A的所有对象天生拥有类B对象；
依赖是类A的方法操作类B的对象，要想完成实现这个方法，要用到类B对象。

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常用类关系的UML符号

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更合理的架构

避免滥用继承，思考类的关系是“是一种”or“有一个”，优先考虑利用聚合关系（“有一个”），适当的时候再用上继承，是设计更有弹性。

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举个栗子

有三个类：
- 相机类：Camera.java
- 手机类：Phone.java
- 音乐手机类：MusicPhone.java

其中，手机肯定是内置相机功能的，所以手机“有一种”相机；而音乐手机肯定“是一种”手机。类之间聚合和继承的关系这样较为合理。
反之，如果为了手机有相机的功能而滥用继承，即让手机继承相机，显然不合常理。

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错误地设计

相机类：Camera.java

/**
 * 照相机类，显然只有照相功能
 */
public class Camera {

    public void takephoto() {
        System.out.println("拍照");
    }
}

手机类：Phone.java

/**
 * 手机类，显然有照相功能，这里利用不合理的继承，is a 关系
 */
public class Phone extends Camera{

    public void dial() {
        System.out.println("打电话");
    }
}

音乐手机类：MusicPhone.java

/**
 * 音乐手机类，显然它本身是个手机，继承手机类 is a
 */
public class MusicPhone extends Phone{

    public void play() {
        System.out.println("播放MP3");
    }
}

测试运行

/**
 * 测试不合理的继承：
 * MusicPhone -> Phone -> Camera
 * 尽管可以实现功能，即音乐手机对象同时具备音乐播放、打电话和拍照功能，and 手机对象有打电话和相机功能，都是继承得到的。
 * 但是 Phone 应该不是Camera， 应该考虑聚合 has a
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        MusicPhone cellphoneWithMP3 = new MusicPhone();
        cellphoneWithMP3.dial();
        cellphoneWithMP3.takephoto();
        cellphoneWithMP3.play();

    }

}

结果：

打电话
拍照
播放MP3

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正确的设计

主要改变Phone和Camera之间的关系。

相机类：Camera.java，不变

手机类：Phone2.java ，不再继承相机，而是聚合

/**
 * 手机应该聚合相机，手机是拥有照相功能，而不是属于相机，手机has a 相机
 */
public class Phone2 extends Camera{

    public void dial() {
        System.out.println("打电话");
    }
}

音乐手机类：MusicPhone2.java

/**
 *  音乐手机类，显然它本身是个手机，继承手机类 is a
 * 这里可以继承，也可以聚合。因为音乐手机属于手机没毛病
 */
public class MusicPhone extends Phone{

    public void play() {
        System.out.println("播放MP3");
    }
}

测试运行

/**
 * 测试不合理的继承：
 * 纠正不合理的继承：
 * 手机聚合相机，音乐手机继承手机
 */
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        MusicPhone2 musicCellphone2 = new MusicPhone2();
        musicCellphone2.play();
        musicCellphone2.dial();
        //musicCellphone2.takephoto(); //这样会报错，因为手机不在是相机，而是聚合相机
        musicCellphone2.camera.takephoto();//注意这里的变化
    }

}

结果：

打电话
拍照
播放MP3

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简单架构图

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最后

参考：Java核心技术卷一 -类之间的关系 和 良葛格的openhomecc