合成 VS 繼承

昨兒看到一片比較 繼承與合成 的文章，不錯，翻譯出來大家共享。
內容淺顯易懂，相信你也能從中有所收獲

BTW:翻譯的不好不要罵啊，嘿嘿。。。



合成 VS 繼承
關聯class的兩種基本途徑的對比
作者：Bill Venners
出處：http://www.artima.com/designtechniques/compoinh.html


摘要
這是我的Design Techniques的一部分，這里我分析了兩者的構成（flexibility）和執行牽連（performance implications），并且我針對兩者分別給出了指導方針。

正文
建立兩個類之間的關聯是軟件設計的眾多基本行為之一。繼承和合成是兩種基本的實現方法。盡管當你使用繼承的時候JVM可以幫你做很多事情，但是你仍然可以使用合成來達到同樣的目的。本篇將比較這兩種途徑且給出使用它們的指導方針。
首先，介紹繼承和合成的背景

關于繼承
Class Fruit {......}
Class Apple extends Fruit {......}

Apple和Fruit通過extends關聯起來，蘋果是水果的一種。Fruit是Apple的supperclass，Apple是Fruit的subclass

關于合成
class Fruit {......}

class Apple {
private Fruit fruit = new Fruit();
//......
}

這里Apple和Fruit通過合成關聯起來，因為Apple擁有一個引用Fruit對象的實例變量。Apple被稱為front-end class，Fruit被稱為 back-end class。

動態綁定，多態和改變
當你使用繼承來關聯兩個類的時候，你就可以利用動態綁定和多態的好處了。

動態綁定和多態最主要的好處之一是，他們可以幫助你更簡單的修改代碼，包括添加新的子類。然而這些不能包括所有你需要改變的地方


修改superclass接口
在繼承關聯中，superclasses通常被稱為“脆弱的（fragile）”，因為對superclass的一點點的改動將波及到眾多應用程序的代碼。說的更明白些，superclass最脆弱的是它的接口。如果superclass是well-designed的――良好的接口設計，OO風格的實現，那么任何supperclass的實現的改變將不會有任何影響。如果修改superclass的接口，那么將波及到任何使用該superclass的地方和其subclass。
繼承有時被成為提供“弱封裝（week encapsulation）”，因為你直接使用subclass的地方都會受superclass接口的改變的影響。從某個角度來講，繼承是讓subclass重用superclass的代碼。


選擇合成？
繼承性的關聯很難來修改superclass的接口。合成則提供了easier-to-change的途徑。
通過繼承的代碼重用
class Fruit {
//返回切割后的份數
public int peel() {
System.out.println(“Peeling is appealing”);
return 1;
}

//將上面替換掉的新方法
public Peel peel() {
return new Peel(1);//另外一個類
}
}

class Apple extends Fruit {
}

class Example1 {
public static void main(String[] args) {
Apple apple = new Apple();
int pieces = apple.peel(); //這里受到影響
}
}

Example1中通過Apple來調用繼承自Fruit的peel()方法，但是當我們需要將peel()的返回值從int修改為Peel的時候（上面紅色部分），問題出現了，由于類型的不匹配（int peel）造成Example1的代碼不能通過編譯，雖然Example1并沒有和Fruit有任何直接的關聯，但還是受到了很大影響。

通過合成的代碼重用
合成通過在Apple中保持一個Fruit對象的引用，在Apple中聲明一個新的peel方法，內部實現只是簡單的調用Fruit的peel方法。

class Fruit {
//返回切割后的份數
public int peel() {
System.out.println(“Peeling is appealing”);
return 1;
}

//需求改變后，將上面方法修改后的新接口
public Peel peel() {
return new Peel(1);//另外一個類
}
}

class Apple {
private Fruit fruit = new Fruit();

public int peel() {
return fruit.peel();

//使用Fruit的新接口，用于取代上面一行代碼
Peel peel = fruit.peel();
return peel.getPeelCount();
}
}

class Example2 {
public static void main(String[] args) {
Apple apple = new Apple();
int pieces = apple.peel();//這里不會有任何影響
}
}

在合成實現方式中，subclass變為front-end class，superclass變為back-end class。使用繼承，subclass自動繼承了superclass的non-private方法；使用合成，front-end class必須在自身的實現中明確的調用back-end class中的相應的方法。這種直接調用有時被稱為“推進(forwarding)”或“委派(delegating)”這個方法的調用到back-end對象。

合成比繼承提供了更強壯的在代碼重用方面的封裝，因為back-end class的修改不會波及任何依賴front-end class的代碼。例如我們要將Fruit的peel方法返回值修改為Peel（上面紅色部分），同時你會看到Apple的peel方法有相應的改變，這時對Fruit接口的修改將不會影響到Example2的代碼，

比較合成與繼承
幾點對比：
back-end class(合成)比superclass(繼承)更容易修改接口。就像前面舉例說明的那樣，back-end class接口的改變必將導致front-end class實現的改變，但不會影響到front-end class的接口，所以依賴front-end class的代碼將正常工作。作為對比，superclass接口的修改不僅波及subclass層，也會影響到所有直接使用superclass接口以及使用subclass接口的地方
front-end class(合成)比subclass(繼承)更容易修改接口。正像superclass是脆弱（fragile）的，而subclass是堅硬（rigid）的。你不能只改變subclass的接口而不去確認新接口是否和父類型（supertypes）兼容。例如，你不能在subclass中添加一個與superclass方法同樣特征但返回值類型不同的新方法。合成則允許你修改front-end class的接口，而不用關心back-class。
合成允許你延遲back-end objects的創建，直到他們被需要的時候才創建，在front-end object的生命期內可以動態的改變back-end objects。對于繼承來說，一旦subclass被創建了，你就可以通過subclass object來獲取superclass的某些資源了，在subclass生命期內一直保持著superclass的對象，也就是說，subclass object一旦被創建，superclass就已知且不可改變了。
添加subclasses(繼承)比添加front-end class(合成)更容易。因為繼承伴隨多態。如果你的一些代碼僅依賴superclass，那么不用任何修改，你就能夠使用一個新的subclass。對于合成來說就不可以，除非你使用帶有接口的合成（composition with interfaces）。合成和接口的共同使用將提供一個非常強大的設計工具。
同使用subclass中從繼承superclass來的方法實現相比，合成中的直接的方法調用委派經常（often）有性能損耗。Often的意思是說，因為性能依賴眾多因素，比如JVM優化并執行程序的能力。
對于合成和繼承來說，修改任何class的實現都是簡單的。實現改變引起的連鎖反映被保留在同一個class


在合成和繼承中作出選擇
怎么作出選擇呢？這里有一個指導方針來讓我們趨向合成與繼承中的其中一個


繼承是is-a的關系
主要是說，繼承應該只被用在“subclass is-a superclass”的時候。在上面例子中，Apple is-a Fruit，所以我們傾向使用繼承。

當你認為已經有一個is-a關系的時候，你需要問自己 一個非常重要的問題，那就是這個“is-a 關系”是否在應用程序或代碼生命周期中保持不變的（constant）。舉例：當Employee在某個時間段扮演的角色是Person的時候，你可能認為 Employee is-a Person。如果Person被解雇會怎樣？如果Person即是Employee又是Supervisor會怎樣？這種暫時的is-a關系通常使用合成，而不是繼承。


不要僅僅為了得到代碼重用就使用繼承
如果你的確想重用代碼且沒有觀察到is-a關系，那么使用合成


不要僅僅為了獲取多態就使用繼承
如果你卻是想要多態，但是沒有自然的is-a關系，那么使用帶有接口的合成(composition with interfaces)，這將在下個月介紹。




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