Java中的继承与组合

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Java中的继承与组合相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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:

 

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:

 

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();

    }

}

 

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:

 

技术分享输出:

 

输出:

 

Fly

Fly

Attack

 

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:

 

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。

 

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。

 

class AttackImpl implements Attack {

    private String move;

    private String attack;

 

    public AttackImpl(String move, String attack) {

        this.move = move;

        this.attack = attack;

    }

 

    @Override

    public void move() {

        System.out.println(move);

    }

 

    @Override

    public void attack() {

        move();

        System.out.println(attack);

    }

}

 

因为attack功能已经被抽象为一个接口(腾云科技ty300.com),所以Insect类不再需要有attack方法。

 

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:

 

// 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:

 


技术分享

 

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:

 

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 attack

 

        Bee b = new Bee(1, "black", new AttackImpl("fly", "sting"));

        b.attack();

    }

}

 

fly

move

fly

sting

 

3、什么时候该用继承,什么时候该用组合?

 

以下两条原则说明了应该如何选择继承与组合:

 

  • 如果存在一种IS-A的关系(比如Bee“是一个”Insect),并且一个类需要向另一个类暴露所有的方法接口,那么更应该用继承的机制。

     

  • 如果存在一种HAS-A的关系(比如Bee“有一个”attack功能基础教程qkxue.net),那么更应该运用组合。

 

总结来说,继承和组合都有他们的用处。只有充分理解各对象和功能之间的关系,才能充分发挥这两种机制各自的优点。

 

参考:       

    1.   http://qkxue.net/info/22865/Java

    2.   http://stackoverflow.com/questions/49002/prefer-composition-over-inheritance

    3.   http://www.javaworld.com/article/2076814/core-java/inheritance-versus-composition–which-one-should-you-choose-.html

以上是关于Java中的继承与组合的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Java中的继承与组合(转载)

java中的继承(IS-A)与组合(HAS-A)关系[重复]

继承与组合

java中的组合与聚合,区别。。。详细点

深入理解Java中的组合和继承

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