C++的“继承”特性可以提高程序的可复用性。正因为“继承”太有用、太容易用,才要防止乱用“继承”。我们要给“继承”立一些使用规则:
一、如果类A 和类B 毫不相关,不可以为了使B 的功能更多些而让B 继承A 的功能。
不要觉得“不吃白不吃”,让一个好端端的健壮青年无缘无故地吃人参补身体。
二、如果类B 有必要使用A 的功能,则要分两种情况考虑:
(1)若在逻辑上B 是A 的“一种”(a kind of ),则允许B 继承A 的功能。如男人(Man)是人(Human)的一种,男孩(Boy)是男人的一种。那么类Man 可以从类Human 派生,类Boy 可以从类Man 派生。示例程序如下:
class Human
{ … }; class Man : public Human { … }; class Boy : public Man { … };(2)若在逻辑上A 是B 的“一部分”(a part of),则不允许B 继承A 的功能,而是要用A和其它东西组合出B。例如眼(Eye)、鼻(Nose)、口(Mouth)、耳(Ear)是头(Head)的一部分,所以类Head 应该由类Eye、Nose、Mouth、Ear 组合而成,不是派生而成。示例程序如下:
class Eye
{ public: void Look(void); }; class Nose { public: void Smell(void); }; class Mouth { public: void Eat(void); }; class Ear { public: void Listen(void); }; // 正确的设计,冗长的程序 class Head { public: void Look(void) { m_eye.Look(); } void Smell(void) { m_nose.Smell(); } void Eat(void) { m_mouth.Eat(); } void Listen(void) { m_ear.Listen(); } private: Eye m_eye; Nose m_nose; Mouth m_mouth; Ear m_ear; };如果允许Head 从Eye、Nose、Mouth、Ear 派生而成,那么Head 将自动具有Look、Smell、Eat、Listen 这些功能:
// 错误的设计
class Head : public Eye, public Nose, public Mouth, public Ear { };上述程序十分简短并且运行正确,但是这种设计却是错误的。这就开头所说的很多程序员经不起“继承”的诱惑而犯下设计错误。
概述:is-a(是一个)和has-a(有一个)表示不同的逻辑,所以有着不同的表达方式:前者继承,后者组合。优先使用组合。
继承,在逻辑上表达的是“is-a(是一个)”的关系。比如老师是人,学生也是人,所以老师和学生可以从人派生。但是,总有例外,比如在OO界著名的“鸵鸟不是鸟”和“圆不是椭圆”的问题。这样的问题说明了程序设计和现实世界之间的逻辑差异。
因此,较为严格的继承规则应当是:若在逻辑上B是一种A,并且A的所有功能和属性对B而言都有意义,则允许B继承自A。
继承易于修改或扩展那些被复用的实现。但它的这种“白盒复用”却容易破坏封装性,因为这会将父类的实现细节暴露给子类。当父类的实现更改时,子类也不得不随之更改。所以,从父类继承来的实现将不能在运行期间进行改变。
组合,在逻辑上表达的是“has-a(有一个)”的关系。比如眼、鼻、口、耳是头的一部分。
组合属于“黑盒复用”,被包含对象的内部细节对外是不可见的。所以,它的封装性比价好,实现上的相互依赖性比较小。并且可以通过获取指向其他的具有相同类型的对象引用,在运行期间动态地定义组合。而其缺点就是致使系统中的对象过多。
优先使用组合。
一只公鸡使劲地追打一只刚下了蛋的母鸡,你知道为什么吗?
因为母鸡下了鸭蛋。