Java中的继承与组合

2019-11-14 23:37:22

字体：大中小

来源：转载

供稿：网友

java中的继承与组合

本文主要说明Java中继承与组合的概念，以及它们之间的联系与区别。首先文章会给出一小段代码示例，用于展示到底什么是继承。然后演示如何通过“组合”来改进这种继承的设计机制。最后总结这两者的应用场景，即到底应该选择继承还是组合。

1、继承

　　假设我们有一个名为Insect（昆虫）的类，这个类包含两个方法：1）移动move()； 2）攻击attack()。

　　代码如下：

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334 class Insect {PRivate int size;private String color;public Insect(int size, String color) {this.size = size;this.color = color;}public int getSize() {return size;}public void setSize(int size) {this.size = size;}public String getColor() {return color;}public void setColor(String color) {this.color = color;}public void move() {System.out.println("Move");}public void attack() {move(); //假设昆虫在攻击前必须要先移动一次System.out.println("Attack");}}

　　现在，你想要定义一个名为Bee（蜜蜂）的类。Bee（蜜蜂）是Insect（昆虫）的一种，但实现了不同于Insect（昆虫）的attack()和move方法。这时候我们可以用继承的设计机制来实现Bee类，就像下面的代码一样：

1234567891011121314 class Bee extends Insect {public Bee(int size, String color) {super(size, color);}public void move() {System.out.println("Fly");}public void attack() {move();super.attack();}}

123456 public class InheritanceVSComposition {public static void main(String[] args) {Insect i = new Bee(1, "red");i.attack();}}

　　InheritanceVSComposition作为一个测试类，在其main方法中生成了一个Bee类的实例，并赋值给Insect类型的引用变量 i。所以调用i的attack方法时，对应的是Bee类实例的attack方法，也就是调用了Bee类的attack方法。

　　类的继承结构图如下，非常简单：

输出：

123	`FlyFlyAttack`

　　Fly被打印了两次，也就是说move方法被调用了两次。但按理来讲，move方法只应当被调用一次，因为无论是昆虫还是蜜蜂，一次攻击前只移动一次。

　　问题出在子类（即Bee类）的attack方法的重载代码中，也就是super.attack()这一句。因为在父类（即Insect类）中，调用attack方法时会先调用move方法，所以当子类（Bee）调用super.attack()时，相当于也同时调用了被重载的move方法（注意是子类被重载的move方法，而不是父类的move方法）。

　　为了解决这个问题，我们可以采取以下办法：

删除子类的attack方法。这么做会使得子类的attack方法的实现完全依赖于父类对于该方法的实现（因为子类继承了父类的attack方法）。如果父类的attack方法不受控制而产生了变更。比如说，父类的attack方法中调用了另外的move方法，那么子类的attack方法也会产生相应的变化，这是一种很糟糕的封装。
也可以重写子类的attack方法，像下面这样：

1234	`public` `void` `attack() {move();System.out.println("Attack");}`

　　这样保证了结果的正确性，因为子类的attack方法不再依赖于父类。但是，子类attack方法的代码与父类产生了重复（重复的attack方法会使得很多事情变得复杂，不仅仅是多打印了一条输出语句）。所以第二种办法也不行，它不符合软件工程中关于重用的思想。

　　如此看来，继承机制是有缺点的：子类依赖于父类的实现细节，如果父类产生了变更，子类的后果将不堪设想。

2、组合

　　在上面的例子中，可以用组合的机制来替代继承。我们先看一下运用组合如何实现。

　　attack这一功能不再是一个方法，而是被抽象为一个接口。

1234	`interface` `Attack {public` `void` `move();public` `void` `attack();}`

　　通过对Attack接口的实现，就可以在实现类当中定义不同类型的attack。

1234567891011121314151617181920 class AttackImpl implements Attack {private String move;private String attack;public AttackImpl(String move, String attack) {this.move = move;this.attack = attack;}@Overridepublic void move() {System.out.println(move);}@Overridepublic void attack() {move();System.out.println(attack);}}

　　因为attack功能已经被抽象为一个接口，所以Insect类不再需要有attack方法。

12345678910111213141516171819202122232425 class Insect {private int size;private String color;public Insect(int size, String color) {this.size = size;this.color = color;}public int getSize() {return size;}public void setSize(int size) {this.size = size;}public String getColor() {return color;}public void setColor(String color) {this.color = color;}}

　　Bee类一种Insect类，它具有attack的功能，所以它实现了attack接口：

1234567891011121314151617 // 这个封装类封装了一个Attack类型的对象class Bee extends Insect implements Attack {private Attack attack;public Bee(int size, String color, Attack attack) {super(size, color);this.attack = attack;}public void move() {attack.move();}public void attack() {attack.attack();}}

　　类图：

　　测试类代码，将AttackImpl的实例作为Attack类型的参数传给Bee类的构造函数：

123456789101112 public class InheritanceVSComposition2 {public static void main(String[] args) {Bee a = new Bee(1, "black", new AttackImpl("fly", "move"));a.attack();// if you need another implementation of move()// there is no need to change Insect, we can quickly use new method to attackBee b = new Bee(1, "black", new AttackImpl("fly", "sting"));b.attack();}}