05 为何说要多用组合少用继承？如何决定该用组合还是继承？

站长

2024年03月25日 08:32 · 阅读数 9

高级工程师为何说要多用组合少用继承？在工作中，假如你工作了，或者你参加过代码review，那你应该听到过这句话。我以前只是听说过，但是没有使用过，哈哈哈哈哈，今天学习下，以后少被骂。

看过前面的文章，到这里用我通俗的感觉就是代码设计演进的一个过程，抽象类，接口比继承的优点。这一章节是组合使用对于继承的优点。组合优于继承，多用组合少用继承。为什么不推荐使用继承？组合相比继承有哪些优势？如何判断该用组合还是继承？今天，我们就围绕着这三个问题，来详细讲解一下这条设计原则。

1. 为什么不推荐使用继承？

前面在讲继承和抽象类的以及接口的区别时，已经讲过继承的缺点，继承主要是表示is-a关系，主要是解决代码复用问题，但是假如继承层级过深，那么就会造成代码复杂且冗余，很难维护。

05 为何说要多用组合少用继承？如何决定该用组合还是继承？

目前的继承关系还比较简单，层次比较浅，也算是一种可以接受的设计思路。我们再继续加点难度。目前场景中，我们只关注“鸟会不会飞”，但如果我们还关注“鸟会不会叫”，那这个时候，我们又该如何设计类之间的继承关系呢？

05 为何说要多用组合少用继承？如何决定该用组合还是继承？

这种情况再来几个，那真的是头疼，假如你要修改一个功能，你需要先去改不会飞的鸟类，再去修改会飞的鸟类，照这样下去，你会因为这种低级且重复的工作而烦累，技术上也止步不前。

2. 什么是组合？

面向对象编程中，组合（Composition）是一种关系，表示一个类包含另一个类的对象，而这种关系通常表达了 "有一个" 的关联。这是一种对象关联的形式，与继承相比，组合更注重 "包含" 关系而不是 "是一个" 关系。

// 定义引擎类
class Engine {
    void start() {
        System.out.println("Engine starting...");
    }
}

// 定义汽车类，通过组合引擎实现
class Car {
    private Engine engine;  // 使用组合关系，Car 包含一个 Engine 对象

    // 构造函数，通过组合关系初始化 Engine 对象
    Car() {
        this.engine = new Engine();
    }

    // 启动汽车，委托引擎启动
    void start() {
        engine.start();
        System.out.println("Car starting...");
    }
}

在上述示例中，Car 类通过组合关系包含了一个 Engine 对象。这意味着 Car 不是继承自 Engine，而是在其内部包含了一个 Engine 对象。通过这种方式，Car 类可以重用 Engine 类的功能，同时保持了更松散的耦合。

组合的优势：

灵活性： 可以轻松更换或升级组成对象，而不影响包含它们的类。
复用： 通过组合可以重用其他类的功能，而不必继承整个类的实现。
简化： 降低了系统的复杂性，因为组合通常比继承更简单。

3. 组合相比继承有哪些优势？

困难总比办法多，所以优秀的程序员们想尽各种方法来制造困难，再解决困难。组合（composition）、接口、委托（delegation）三个技术手段，一块儿来解决刚刚继承存在的问题。

针对“会飞”这样一个行为特性，我们可以定义一个 Flyable 接口，只让会飞的鸟去实现这个接口。对于会叫、会下蛋这些行为特性，我们可以类似地定义 Tweetable 接口、EggLayable 接口。

public interface Flyable {
    void fly();
}

public interface Tweetable {
    void tweet();
}

public interface EggLayable {
    void layEgg();
}

public class Ostrich implements Tweetable, EggLayable {// 鸵鸟
    //... 省略其他属性和方法...
    
    @Override
    public void tweet() { //... }
    
    @Override
    public void layEgg() { //... }
}
public class Sparrow impelents Flayable, Tweetable, EggLayable {// 麻雀
    //... 省略其他属性和方法...
    @Override
    public void fly() { //... }
    
    @Override
    public void tweet() { //... }
    
    @Override
    public void layEgg() { //... }

但是这仅仅是解决了单继承的问题，套用了接口可以多实现的特性。

每个会下蛋的鸟都要实现一遍layEgg() 方法，并且实现逻辑是一样的，这就会导致代码重复的问题。那这个问题又该如何解决呢？

针对三个接口再定义三个实现类，它们分别是：实现了 fly() 方法的 FlyAbility类、实现了 tweet() 方法的 TweetAbility 类、实现了 layEgg() 方法的 EggLayAbility 类。然后，通过组合和委托技术来消除代码重复。具体的代码实现如下所示：

public interface Flyable {

    void fly()；
    }
    
public class FlyAbility implements Flyable {
    @Override
    public void fly() { //... }
}

// 省略 Tweetable/TweetAbility/EggLayable/EggLayAbility
public class Ostrich implements Tweetable, EggLayable {// 鸵鸟

    private TweetAbility tweetAbility = new TweetAbility(); // 组合
    
    private EggLayAbility eggLayAbility = new EggLayAbility(); // 组合
    
    //... 省略其他属性和方法...

    @Override
    public void tweet() {
        tweetAbility.tweet(); // 委托
    }

    @Override
    public void layEgg() {
        eggLayAbility.layEgg(); // 委托
    }
}

通过上面的演变过程，我们可以发现：

is-a 关系，我们可以通过组合和接口的 has-a 关系来替代；
多态特性我们可以利用接口来实现；
代码复用我们可以通过组合和委托来实现。

从理论上讲，通过组合、接口、委托三个技术手段，我们完全可以替换掉继承，在项目中不用或者少用继承关系，特别是一些复杂的继承关系。

4. 如何判断该用组合还是继承？

组合是通过定义更多的类和接口，来细粒度的动态嫁接了需要继承获取到的Feature，比如上面的Car的例子,如果使用继承，那你只能让car继承Engine类，但是通过在Car类里动态一个Engine对象，从而获取到Engine的能力。但是这也降低了代码的整洁。所以说，使用组合也是很考验技术的学问。

使用继承：如果类之间的继承结构稳定（不会轻易改变），层次比较浅（比如，最多有两层继承关系），继承关系不复杂，我们就可以大胆地使用继承。

使用组合：系统越不稳定，继承层次深，继承关系复杂。

除此之外，还有一些设计模式、特殊的应用场景，会固定使用继承或者组合。