设计模式-OOD的设计原则(5)-"合成聚合复用原则"

合成（Composition）和聚合（Aggregation）都是关联（Association）的特殊种类。聚合表示整体和部分的关系，表示“拥有”；合成则是一种更强的“拥有”，部分和整体的生命周期一样。合成的新的对象完全支配其组成部分，包括它们的创建和湮灭等。一个合成关系的成分对象是不能与另一个合成关系共享的。
换句话说，合成是值的聚合（Aggregation by Value），而一般说的聚合是引用的聚合（Aggregation by Reference）。
简短的说，合成－聚合复用原则（CARP）是指，尽量使用合成/聚合，而不是使用继承。
在OOD中，有两种基本的办法可以实现复用，一种是通过合成/聚合，另外一种就是通过继承。通过合成/聚合的好处是：

• 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间内动态进行，新对象可以动态的引用与成分对象类型相同的对象。
• 作为复用手段可以应用到几乎任何环境中去。

它的缺点就是系统中会有较多的对象需要管理。

通过继承来进行复用的优点是：

• 新的实现较为容易，因为超类的大部分功能可以通过继承的关系自动进入子类。
• 修改和扩展继承而来的实现较为容易。

缺点是：

• 继承复用破坏包装，因为继承将超类的实现细节暴露给子类。由于超类的内部细节常常是对于子类透明的，所以这种复用是透明的复用，又称“白箱”复用。
• 如果超类发生改变，那么子类的实现也不得不发生改变。
• 从超类继承而来的实现是静态的，不可能在运行时间内发生改变，没有足够的灵活性。
• 继承只能在有限的环境中使用。

要正确的选择合成/复用和继承，必须透彻的理解里氏代换原则和Coad法则。里氏代换原则前面学习过，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。只有当以下的Coad条件全部被满足时，才应当使用继承关系：

• 子类是超类的一个特殊种类，而不是超类的一个角色，也就是区分“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。
• 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。
• 子类具有扩展超类的责任，而不是具有置换调（override）或注销掉（Nullify）超类的责任。如果一个子类需要大量的置换掉超类的行为，那么这个类就不应该是这个超类的子类。
• 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。

错误的使用继承而不是合成/聚合的一个常见原因是错误的把“Has-A”当成了“Is－A”。“Is－A”代表一个类是另外一个类的一种；“Has-A”代表一个类是另外一个类的一个角色，而不是另外一个类的特殊种类。 我们看一个例子。如果我们把“人”当成一个类，然后把“雇员”，“经理”，“学生”当成是“人”的子类。这个的错误在于把“角色”的等级结构和“人”的等级结构混淆了。“经理”，“雇员”，“学生”是一个人的角色，一个人可以同时拥有上述角色。如果按继承来设计，那么如果一个人是雇员的话，就不可能是经理，也不可能是学生，这显然不合理。正确的设计是有个抽象类“角色”，“人”可以拥有多个“角色”（聚合），“雇员”，“经理”，“学生”是“角色”的子类。 另外一个就是只有两个类满足里氏代换原则的时候，才可能是“Is－A”关系。也就是说，如果两个类是“Has-A”关系，但是设计成了继承，那么肯定违反里氏代换原则。