面向对象程序设计法则

组合

n         （对象）组合是一种通过创建一个组合 了其它对象的对象，从而获得新功能的复用方法。

n         将功能委托给所组合的一个对象，从而获得新功能。

n         有些时候也称之为“聚合”（ aggregation ）或“包容”（ containment ），尽管有些作者对这些术语赋予了专门的含义

n         例如：

F        聚合：一个对象拥有另一个对象或对另一个对象负责（即一个对象包含另一个对象或是另一个对象的一部分），并且聚合对象和其所有者具有相同的生命周期。（译者注：即所谓的“同生共死”关系，可参见 GOF 的 Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software 的引言部分。）

F        包容：一种特殊类型的组合，对于其它对象而言，容器中的被包含对象是不可见的，其它对象仅能通过容器对象来访问被包含对象。（ Coad ）

 

n         包含可以通过以下两种方式实现：

F        根据引用（ By reference ）

F        根据值（ By value ）

n         C ＋＋允许根据值或引用来实现包含。

n         但是在 Java 中，一切皆为对象的引用！

组合的优点和缺点

n         优点：

F        容器类仅能通过被包含对象的接口来对其进行访问。

F        “黑盒”复用，因为被包含对象的内部细节对外是不可见。

F        对装性好。

F        实现上的相互依赖性比较小。（译者注：被包含对象与容器对象之间的依赖关系比较少）

F        每一个类只专注于一项任务。

F        通过获取指向其它的具有相同类型的对象引用，可以在运行期间动态地定义（对象的）组合。

 

n         缺点：

F        从而导致系统中的对象过多。

F        为了能将多个不同的对象作为组合块（ composition block ）来使用，必须仔细地对接口进行定义。

继承

n         （类）继承是一种通过扩展一个已有对象的实现，从而获得新功能的复用方法。

n         泛化类（超类）可以显式地捕获那些公共的属性和方法。

n         特殊类（子类）则通过附加属性和方法来进行实现的扩展。

继承的优点和缺点

n         优点：

F        容易进行新的实现，因为其大多数可继承而来。

F        易于修改或扩展那些被复用的实现。

n         缺点：

F        破坏了封装性，因为这会将父类的实现细节暴露给子类。

F        “白盒”复用，因为父类的内部细节对于子类而言通常是可见的。

F        当父类的实现更改时，子类也不得不会随之更改。

F        从父类继承来的实现将不能在运行期间进行改变。

Coad 规则

仅当下列的所有标准被满足时，方可使用继承：

n         子类表达了“是一个 … 的特殊类型”，而非“是一个由 … 所扮演的角色”。

n         子类的一个实例永远不需要转化（ transmute ）为其它类的一个对象。

n         子类是对其父类的职责（ responsibility ）进行扩展，而非重写或废除（ nullify ）。

n         子类没有对那些仅作为一个工具类（ utility class ）的功能进行扩展。

n         对于一个位于实际的问题域（ Problem Domain ）的类而言，其子类特指一种角色（ role ），交易（ transaction ）或设备（ device ）。

继承 / 组合示例 1

 

n         “是一个 … 的特殊类型”，而非“是一个由 … 所扮演的角色”

F        失败。 乘客是人所扮演的一种角色。代理人亦然。

n         永远不需要转化

F        失败。 随着时间的发展，一个 Person 的子类实例可能会从 Passenger 转变成 Agent ，再到 Agent Passenger 。

n         扩展，而非重写和废除

F        通过。

n         不要扩展一个工具类

F        通过。

n         在问题域内，特指一种角色，交易或设备

F        失败。 Person 不是一种角色，交易或设备。

继承并非适用于此处！

 

使用组合进行挽救！

继承 / 组合示例 2

 

n         “是一个 … 的特殊类型”，而非“是一个由 … 所扮演的角色”

F        通过。 乘客和代理人都是特殊类型的人所扮演的角色。

n         永远不需要转化

F        通过。 一个 Passenger 对象将保持不变； Agent 对象亦然。

n         扩展，而非重写和废除

F        通过。

n         不要扩展一个工具类

F        通过。

n         在问题域内，特指一种角色，交易或设备

F        通过。 PersonRole 是一种类型的角色。

继承适用于此处！

继承 / 组合示例 3

 

n         “是一个 … 的特殊类型”，而非“是一个由 … 所扮演的角色”

F        通过。 预订和购买都是一种特殊类型的交易。

n         永远不需要转化

F        通过。 一个 Reservation 对象将保持不变； Purchase 对象亦然。

n         扩展，而非重写和废除

F        通过。

n         不要扩展一个工具类

F        通过。

n         在问题域内，特指一种角色，交易或设备

F        通过。 是一种交易。

继承适用于此处！

继承 / 组合示例 4

 

n         “是一个 … 的特殊类型”，而非“是一个由 … 所扮演的角色”

F        失败。 预订不是一种特殊类型的 observable 。

n         永远不需要转化

F        通过。 一个 Reservation 对象将保持不变。

n         扩展，而非重写和废除

F        通过。

n         不要扩展一个工具类

F        失败。 Observable 就是一个工具类。

n         在问题域内，特指一种角色，交易或设备

F        不适用。 Observable 是一个工具类，并非一个问题域的类。。

继承并非适用于此处！

继承 / 组合总结

n         组合与继承都是重要的重用方法

n         在 OO 开发的早期，继承被过度地使用

n         随着时间的发展，我们发现优先使用组合可以获得重用性与简单性更佳的设计

n         当然可以通过继承，以扩充（ enlarge ）可用的组合类集（ the set of composable classes ）。

n         因此组合与继承可以一起工作

n         但是我们的基本法则是：

优先使用对象组合，而非（类）继承

 

接口

n         接口 是一个对象在对其它的对象进行调用时所知道的方法集合。

n         一个对象可以有多个接口（实际上，接口是对象所有方法的一个子集）

n         类型 是对象的一个特定的接口。

n         不同的对象可以具有相同的类型，而且一个对象可以具有多个不同的类型。

n         一个对象仅能通过其接口才会被其它对象所了解。

n         某种意义上，接口是以一种非常局限的方式，将“是一种 … ”表达为“一种支持该接口的 … ”。

n         接口是实现插件化（ pluggability ）的关键

实现继承和接口继承

n         实现继承 （类继承 ）：一个对象的实现是根据另一个对象的实现来定义的。

n         接口继承 （子类型化 ）：描述了一个对象可在什么时候被用来替代另一个对象。

n         C++ 的继承机制既指类继承，又指接口继承。

n         C++ 通过继承纯虚类来实现接口继承。

n         Java 对接口继承具有单独的语言构造方式－ Java 接口。

n         Java 接口构造方式更加易于表达和实现那些专注于对象接口的设计。

接口的好处

n         优点：

F        Client 不必知道其使用对象的具体所属类。

F        一个对象可以很容易地被（实现了相同接口的）的另一个对象所替换。

F        对象间的连接不必硬绑定（ hardwire ）到一个具体类的对象上，因此增加了灵活性。

F        松散藕合（ loosens coupling ）。

F        增加了重用的可能性。

F        提高了（对象）组合的机率，因为被包含对象可以是任何实现了一个指定接口的类。

n         缺点：

F        设计的复杂性略有增加

（译者注：接口表示“ … 像 … ”（ LikeA ）的关系，继承表示“ … 是 … ”（ IsA ）的关系，组合表示“ … 有 … ”（ HasA ）的关系。）

接口实例

 

 

该方法是指其它的一些类可以进行交通工具的驾驶，而不必关心其实际上是（汽车，轮船，潜艇或是其它任何实现了 IManeuverabre 的对象）。