组合与继承 区别

在本书中，把UML中的关联关系和聚集关系统称为组合关系。组合与继承都是提高代码可重用性的手段。在设计对象模型时，可以按照语义来识别类之间的组合关系和继承关系。在有些情况下，采用组合关系或者继承关系能完成同样的任务，组合和继承存在着对应关系：组合中的整体类和继承中的子类对应，组合中的局部类和继承中的父类对应，参见表6-1。本章6.9节（小结）中的表6-2总结了组合与继承的优缺点。

 

表6-1 组合与继承的对应关系

组 合 关 系	继 承 关 系
局部类	父类
整体类	子类
从整体类到局部类的分解过程	从子类到父类的抽象过程
从局部类到整体类的组合过程	从父类到子类的扩展过程

值得注意的是，本章所说的整体类和局部类比UML的聚集关系中的整体类和局部类具有更广泛的含义。在本章中，如果在类A中包含类C类型的属性，那么就把类A称为整体类或者包装类，把类C称为局部类或者被包装类。

组合关系的分解过程对应继承关系的抽象过程

图6-11 具有相同行为的类A和类B

      下面的例子未涉及具体的业务领域，该例子分别用组合关系与继承关系来建立一个对象模型。如图6-11所示，类A和类B有相同方法method1()、method2()和method3()，此外类A和类B还分别拥有methodA()和methodB()方法。在method3()方法中访问method1()方法，在mehodA()和methodB()方法中都会访问method2()方法。以下是类A和类B的源程序。

 

public class A{
private void method1(){System.out.println("method1");}
private void method2(){System.out.println("method2");}
public void method3(){method1();System.out.println("method3");}
public void methodA(){method2();System.out.println("methodA");}
}
public class B{
private void method1(){System.out.println("method1");}
private void method2(){System.out.println("method2");}
public void method3(){method1();System.out.println("method3");}
public void methodB(){method2();System.out.println("methodB");}
}

 

图6-12 从类A和类B中抽象出父类C

1．使用继承关系

      在图6-12中，从类A和类B中抽象出父类C，它包含method1()、method2()和method3()方法。由于在类A和类B中都会访问method2()方法，因此把method2()方法声明为protected类型。

public class C{
private void method1(){System.out.println("method1");}
protected void method2(){System.out.println("method2");}
public void method3(){method1();System.out.println("method3");}
}
public class A extends C{
public void methodA(){method2(); System.out.println("methodA");}
}
public class B extends C{
public void methodB(){method2(); System.out.println("methodB");}
}

2．使用组合关系

      在图6-13中，类A与类C，以及类B与类C之间为组合关系。在类A中定义了C类型的引用变量c，类A的method3()方法直接调用类C的method3()方法。类A对类C进行了封装，类A被称为包装类，同样，类B也是包装类。由于在类A和类B中都会访问private类型的method2()方法，因此不能把method2()方法放在类C中定义，因为如果这样做，就必须在类C中把method2()方法定义为public类型，而这彻底破坏了封装。以下是类C、类A和类B的源程序。

public class C{
private void method1(){System.out.println("method1");}
public void method3(){method1();System.out.println("method3");}
}
public class A {
private C c;
public A(C c){this.c=c;}
private void method2(){System.out.println("method2");}
public void method3(){c.method3();}
public void methodA(){method2(); System.out.println("methodA");}
}
public class B {
private C c;
public B(C c){this.c=c;}
private void method2(){System.out.println("method2");}
public void method3(){c.method3();}
public void methodB(){method2(); System.out.println("methodB");}
}

图6-13 从类A与类B中分解出局部类C

 

      组合关系和继承关系相比，前者的最主要优势是不会破坏封装，当类A与类C之间为组合关系时，类C封装实现，仅向类A提供接口；而当类A与类C之间为继承关系时，类C会向类A暴露部分实现细节。在软件开发阶段，组合关系虽然不会比继承关系减少编码量，但是到了软件维护阶段，由于组合关系使系统具有较好的松耦合性，因此使得系统更加容易维护。

组合关系的缺点是比继承关系要创建更多的对象。以下程序演示在两种关系下创建类A的实例并且调用其methodA()方法。

//类A与类C为组合关系
C c=new C();
A a=new A(c);
a.methodA();
// 类A与类C为继承关系
A a=new A();
a.methodA();

      从以上程序看出，对于组合关系，创建整体类的实例时，必须创建其所有局部类的实例；而对于继承关系，创建子类的实例时，无须创建父类的实例。继承关系最大的弱点是打破了封装，子类能够访问父类的实现细节，子类与父类之间紧密耦合，子类缺乏独立性，从而影响了子类的可维护性。为了尽可能地克服继承的这一缺陷，应该遵循以下原则：

·精心设计专门用于被继承的类，继承树的抽象层应该比较稳定。

·对于父类中不允许覆盖的方法，采用final修饰符来禁止其被子类覆盖。

·对于不是专门用于被继承的类，禁止其被继承。

·优先考虑用组合关系来提高代码的可重用性。

本章对组合关系和继承关系进行了比较，表6-2对这两种关系的优缺点做了总结。

 

表6-2 比较组合关系与继承关系

组 合 关 系	继 承 关 系
优点：不破坏封装，整体类与局部类之间松耦合，彼此相对独立	缺点：破坏封装，子类与父类之间紧密耦合，子类依赖于父类的实现，子类缺乏独立性
优点：具有较好的可扩展性	缺点：支持扩展，但是往往以增加系统结构的复杂度为代价
优点：支持动态组合。在运行时，整体对象可以选择不同类型的局部对象	缺点：不支持动态继承。在运行时，子类无法选择不同的父类
优点：整体类可以对局部类进行包装，封装局部类的接口，提供新的接口	缺点：子类不能改变父类的接口
缺点：整体类不能自动获得和局部类同样的接口	优点：子类能自动继承父类的接口
缺点：创建整体类的对象时，需要创建所有局部类的对象	优点：创建子类的对象时，无须创建父类的对象