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设计模式之美-课程笔记4-继承与组合

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理论七：为何说要多用组合少用继承？如何决定该用组合还是继承？

为什么不推荐使用继承

  1. 继承虽然可以解决代码的复用问题，但是继承层次过深，过复杂也会影响到代码的可维护性。

  2. 举个例子

    • 假设我们要设计一个关于鸟的类。我们将“鸟类”这样一个抽象的事物概念，定义为一个抽象类 AbstractBird。所有更细分的鸟，比如麻雀、鸽子、乌鸦等，都继承这个抽象类。

    • 大部分鸟都会飞，那我们可不可以在 AbstractBird 抽象类中，定义一个 fly() 方法呢？答案是否定的。

    • 尽管大部分鸟都会飞，但也有特例，比如鸵鸟就不会飞。鸵鸟继承具有 fly() 方法的父类，那鸵鸟就具有“飞”这样的行为，这显然不符合我们对现实世界中事物的认识。当然，你可能会说，我在鸵鸟这个子类中重写（override）fly() 方法，让它抛出 UnSupportedMethodException 呢？
    • 能解决问题，不够好。还是有一些鸟不会飞，首先可能都需要给他们重写fly方法，增加编码工作量；另外也违背了之后要讲的最小只是原则，暴露不该暴露的接口给外部，增加了类使用过程中被误用的概率。

  3. 有人会建议，针对抽象鸟类再写两个子类，分会飞和不会飞。那如果还关注鸟会不会叫呢？这时候就要再定义四个抽象类基于上面的两个会飞不会飞的抽象类:

    img

    img

    这一看就只适用比较局限的场景

  4. 更多的feature会导致类继承关系越来越深，代码可读性变差，要搞清楚哪个类有哪些方法属性，必须阅读父类、爷爷类的代码。。。另一方面也破坏了类的封装特性，父类的视线暴露给子类，子类的实现依赖父类的实现。（在实现会飞会叫的鸟类，需要从会飞的鸟类去继承，严重耦合）。父类代码修改，影响子类逻辑（这句话实在针对继承吧 == ）

组合的优势

  1. 组合，接口和委托三个手段可以解决上述问题。

  2. 接口表示具有某种行为特性。针对“会飞”这样一个行为特性，我们可以定义一个 Flyable 接口，只让会飞的鸟去实现这个接口。对于会叫、会下蛋这些行为特性，我们可以类似地定义 Tweetable 接口、EggLayable 接口。我们将这个设计思路翻译成 Java 代码的话，就是下面这个样子

public interface Flyable {
  void fly();
}
public interface Tweetable {
  void tweet();
}
public interface EggLayable {
  void layEgg();
}
public class Ostrich implements Tweetable, EggLayable {//鸵鸟
  //... 省略其他属性和方法...
  @Override
  public void tweet() { //... }
  @Override
  public void layEgg() { //... }
}
public class Sparrow impelents Flyable, Tweetable, EggLayable {//麻雀
  //... 省略其他属性和方法...
  @Override
  public void fly() { //... }
  @Override
  public void tweet() { //... }
  @Override
  public void layEgg() { //... }
}

  1. 但是接口没有实现，所以实现类都需要把所有的方法实现一遍。

  2. 组合和委托。

public interface Flyable {
  void fly()；
}
public class FlyAbility implements Flyable {
  @Override
  public void fly() { //... }
}
//省略Tweetable/TweetAbility/EggLayable/EggLayAbility

public class Ostrich implements Tweetable, EggLayable {//鸵鸟
  private TweetAbility tweetAbility = new TweetAbility(); //组合
  private EggLayAbility eggLayAbility = new EggLayAbility(); //组合
  //... 省略其他属性和方法...
  @Override
  public void tweet() {
    tweetAbility.tweet(); // 委托
  }
  @Override
  public void layEgg() {
    eggLayAbility.layEgg(); // 委托
  }
}

  1. 我的理解就是：我有一个类，现在不使用继承了（因为有一些弊端），所以现在使用接口+代理+组合来完成它的功能。

    1. 接口定义他的行为动作，或者上文讲得准则，可以实现类中一个对象的行为；又避免了过度耦合
    2. 我再拿一个代理类实现同样的接口，当前类可以实例化这个代理类并且调用。这个过程可以让更多的其他类不需要实现，只需要调用代理类的实现方法即可，提升了代码复用，减少了编程量。
    3. 组合就是说的是代理类和实际类一起用？or 多个接口组合在一起。

如何判断用继承还是组合

基于继承关系的复杂度和层级

  1. 继承改写成组合意味着更细粒度的拆分，定义更多的类和接口，意味着更复杂和更多维护成本。这是一个trade off
  2. 类之间的继承结构稳定，层级也比较浅，仍然可以选择继承。反之组合可能更好。
  3. 此外一些设计模式也会使用继承或组合。

基于实际业务意义和对象关系

  1. 利用继承特性，我们把相同的属性和方法，抽取出来，定义到父类中。子类复用父类中的属性和方法，达到代码复用的目的。

  2. 但是，有的时候从业务含义上，A 类和 B 类并不一定具有继承关系。比如，Crawler 类和 PageAnalyzer 类，它们都用到了 URL 拼接和分割的功能，但并不具有继承关系（既不是父子关系，也不是兄弟关系）。

  3. 仅仅为了代码复用，生硬地抽象出一个父类出来，会影响到代码的可读性。如果不熟悉背后设计思路的同事，发现 Crawler 类和 PageAnalyzer 类继承同一个父类，而父类中定义的却只是 URL 相关的操作，会觉得这个代码写得莫名其妙，理解不了。这个时候，使用组合就更加合理、更加灵活。

public class Url {
  //...省略属性和方法
}

public class Crawler {
  private Url url; // 组合
  public Crawler() {
    this.url = new Url();
  }
  //...
}

public class PageAnalyzer {
  private Url url; // 组合
  public PageAnalyzer() {
    this.url = new Url();
  }
  //..
}
  1. 有些场景我们必须使用继承，比如你不能改变一个函数(demoFunction)的入参类型(FeignClien)，而入参又非接口，为了支持多态，只能采用继承来实现。比如下面这样一段代码，其中 FeignClient 是一个外部类，我们没有权限去修改这部分代码，但是我们希望能重写这个类在运行时执行的 encode() 函数。这个时候，我们只能采用继承来实现了。
public class FeignClient { // Feign Client框架代码
  //...省略其他代码...
  public void encode(String url) { //... }
}

public void demofunction(FeignClient feignClient) {
  //...
  feignClient.encode(url);
  //...
}

public class CustomizedFeignClient extends FeignClient {
  @Override
  public void encode(String url) { //...重写encode的实现...}
}

// 调用
FeignClient client = new CustomizedFeignClient();
demofunction(client);
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