组合/聚合复用原则详解--七大面向对象设计原则(7)

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了组合/聚合复用原则详解--七大面向对象设计原则(7)前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

组合/聚合复用原则来源:

在面向对象的设计中,如果直接继承基类,会破坏封装,因为继承将基类的实现细节暴露给子类;如果基类的实现发生改变,则子类的实现也不得不发生改变;从基类继承而来的实现是静态的,不可能在运行时发生改变,没有足够的灵活性。于是就提出了组合/聚合复用原则,也就是在实际开发设计中,尽量使用合成/聚合,不要使用类继承。即在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使之成为新对象的一部分,新对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。就是说要尽量的使用合成和聚合,而不是继承关系达到复用的目的。

组合/聚合复用原则定义:

合成/聚合复用原则经常又叫做合成复用原则。该原则就是在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使之成为新对象的一部分:新的对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。

组合/聚合复用原则作用:

组合/聚合可以使系统更加灵活,降低类与类之间的耦合度,一个类的变化对其他类造成的影响相对较少;其次才考虑继承,在使用继承时,需要严格遵循里氏代换原则,有效使用继承会有助于对问题的理解,降低复杂度,而滥用继承反而会增加系统构建和维护的难度以及系统的复杂度,因此需要慎重使用继承复用。由于组合或聚合关系可以将已有的对象(也可称为成员对象)纳入到新对象中,使之成为新对象的一部分,因此新对象可以调用已有对象的功能,这样做可以使得成员对象的内部实现细节对于新对象不可见,所以这种复用又称为“黑箱”复用,相对继承关系而言,其耦合度相对较低,成员对象的变化对新对象的影响不大,可以在新对象中根据实际需要有选择性地调用成员对象的操作;合成复用可以在运行时动态进行,新对象可以动态地引用与成员对象类型相同的其他对象。

组合/聚合复用原则示例:

合成(Composition,也有翻译成组合)和聚合(Aggregation),都是关联的特殊种类。聚合表示一种弱的“拥有”关系,体现的是A对象可以包含B对象,但B对象不是A对象的一部分;合成(组合)是一种强的“拥有”关系,体现了严格的部分与整体的关系,部分和整体的生命周期是一样的。聚合/组合UML示意图如图1所示:

在我们的日常开发中,经常遇到新的数据库或股市行情源替换问题,如下面的情况。产品初始开发采用A公司的行情源,与行情源操作有关的类如CustomerData类等都需要连接行情源,连接行情源的方法getConnection()封装在DataUtil类中,由于需要重用DataUtil类的getConnection()方法,设计人员将CustomerData作为DataUtil类的子类,初始设计方案结构如图2所示:


随着产品的正式上线,需要更加稳定快速的行情源,于是决定使用B公司行情源,但是B公司行情源数据解析模式和A公司不一样。因此需要增加一个新的DataUtilB类来连接B行情源,由于在初始设计方案中CustomerData和DataUtil之间是继承关系,因此在更换行情连接方式时需要修改CustomerData类的源代码,将CustomerData作为DataUtilB的子类,这将违反开闭原则。当然也可以修改DataUtil类的源代码,同样会违反开闭原则。

现使用合成复用原则对其进行重构。重构后的方案如图3所示:

重构后的CustomerData和DataUtil之间的关系由继承关系变为关联关系,采用依赖注入的方式将DataUtil对象注入到CustomerData中,可以使用构造注入,也可以使用Setter注入。如果需要对DataUtil的功能进行扩展,可以通过其子类来实现,如通过子类DataUtilB来连接B行情源。由于CustomerData针对DataUtil编程,根据里氏代换原则,DataUtil子类的对象可以覆盖DataUtil对象,只需在CustomerData中注入子类对象即可使用子类所扩展的方法。例如在CustomerData中注入DataUtilB对象,即可实现接入B行情源,原有代码不需要修改,且还可以很方便地增加新的行情接入。

合成/聚合复用优缺点和继承复用优缺点总结:
合成/聚合复用:

(1).优点:
新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口;这种复用是黑箱复用,因为成分对象的内部细节是新对象所看不见的;这种复用支持包装;这种复用所需的依赖较少;每一个新的类可以将焦点集中在一个任务上;这种复用可以在运行时动态进行,新对象可以使用合成/聚合关系将新的责任委派到合适的对象。
(2).缺点:
通过这种方式复用建造的系统会有较多的对象需要管理。

继承复用:
(1).优点:
新的实现较为容易,因为基类的大部分功能可以通过继承关系自动进入派生类;修改或扩展继承而来的实现较为容易。
(2).缺点:
继承复用破坏包装,因为继承将基类的实现细节暴露给派生类,这种复用也称为白箱复用;如果基类的实现发生改变,那么派生类的实现也不得不发生改变;从基类继承而来的实现是静态的,不可能在运行时发生改变,不够灵活。

组合/聚合复用原则使用总结:

合成和聚合均是关联的特殊情况。聚合用来表示“拥有”关系或者整体与部分的关系;而合成则用来表示一种强得多的“拥有”关系。在一个合成关系里面,部分和整体的生命周期是一样的。一个合成的新的对象完全拥有对其组成部分的支配权,包括它们的创建和销毁等。使用程序语言的术语来说,组合而成的新对象对组成部分的内存分配、内存释放有绝对的责任。要正确的选择合成/复用和继承,必须透彻地理解里氏替换原则和Coad法则。(Coad法则由Peter Coad提出,总结了一些什么时候使用继承作为复用工具的条件。Coad法则:只有当以下Coad条件全部被满足时,才应当使用继承关系)

(1).子类是基类的一个特殊种类,而不是基类的一个角色。区分“Has-A”和“Is-A”。只有“Is-A”关系才符合继承关系,“Has-A”关系应当用聚合来描述。

(2).永远不会出现需要将子类换成另外一个类的子类的情况。如果不能肯定将来是否会变成另外一个子类的话,就不要使用继承。

(3).子类具有扩展基类的责任,而不是具有置换掉(override)或注销掉(Nullify)基类的责任。如果一个子类需要大量的置换掉基类的行为,那么这个类就不应该是这个基类的子类。

(4).只有在分类学角度上有意义时,才可以使用继承。不要从工具类继承。

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