如果说public是一种is-a的关系的话,那么复合就是has-a的关系。直观来说,复合就是在一个类中采用其他类的对象作为自身的成员变量,可以举个例子,像下面这样:
1 class Person 2 { 3 private: 4 string Name; // 复合string类型的变量 5 PhoneNumber HomeNumber; // 复合PhoneNumber对象 6 PhoneNumber TelephoneNumber; 7 };
我们一般会说人有名字,有家庭电话,有手机电话等,但我们一般不会说人是一个名字,或者人是一个家庭电话等。所以在这里,我们并不会去使用public继承表现出来的is-a关系,而是使用“拥有”这样的has-a关系。
复合的目的就是在Person类里面可以很自然地操作Person的属性,比如输出HomeNumber,查询HomeNumber等,这些可以调用PhoneNumber里面现成的成员函数。标准库里的string类型更是集成了丰富的成员方法,可以方便我们对Name进行各种各样的操作。
除了has-a关系外,复合还有一种含义,那就是is-implemented-in-terms-of,这说起来有些长,中文的意思是据某物实现出。举书上的例子,假定我们需要利用list来实现set,如果采用的是继承,像这样:
class MySet: public list { … }
那就麻烦了,还记得我们在最初讲public继承时,就说了,public继承链下有Liskov法则,即父类存在的地方一定可以被子类所替代。这个例子里父类是list,子类是MySet,如果用MySet去替换list,那么就会有问题,因为list是支持重复元素的,如果连续执行两次list.push_back(1),那么list里面会有两个1元素,但换成MySet,结果却只会有一个1元素(因为Set是不重复元素的集合)。那怎么办呢,我们既想利用list现有的特性,也不想违反可替代法则。
方法就是复合,像下面这样:
1 template <class T> 2 class MySet 3 { 4 list<T> MyList; 5 … 6 }
这样就可以放心使用list现有的方法去实现MySet的功能了,具体的示例代码如下:
1 #include <iostream> 2 #include <list> 3 using namespace std; 4 template <class T> 5 class MySet 6 { 7 private: 8 list<T> MyList; 9 10 public: 11 int Size() const 12 { 13 return MyList.size(); 14 } 15 16 bool IsContained(T Element) const 17 { 18 return (find(MyList.begin(), MyList.end(), T) != MyList.end()); 19 } 20 21 bool Insert(T Element) 22 { 23 if (!IsContained(T)) 24 { 25 MyList.push_back(Element); 26 return true; 27 } 28 else 29 { 30 return false; 31 } 32 } 33 34 bool Remove(T Element) 35 { 36 list<T>::iterator Iter = find(MyList.begin(), MyList.end(), T); 37 if (Iter != MyList.end()) 38 { 39 MyList.erase(Iter); 40 return true; 41 } 42 else 43 { 44 return false; 45 } 46 } 47 };
好,到目前为止,大家应该能理解什么叫is-implemented-in-terms-of了吧,就是依据某物来实现,就像这里的set,就是依据于list来实现自身的结构的,这种情况下也用has-a复合模型。
最后总结一下:
1. 复合的意义和public继承完全不同;
2. 在应用域,复合意味着has-a(有一个),在实现域,复合意味着is-implemented-in-terms-of(根据某物实现出)。