对象关系分析（非继承关系）

Posted 2020-08-27 流浪侠客

　　现实环境存在各种对象关系，可以使用特殊的关系类型描述词来形容这些关系。

例如：

　　1. 方形是属于形状的一种，可以用“is-a”来描述方形与形状的关系。　　

　　2. 汽车都有方向盘，可以用“has-a”来描述汽车与方向盘的关系。

　　3. 程序员使用键盘编辑代码，可以用“uses-a”来描述程序员与键盘的关系。

　　4. 花朵依赖蜜蜂传播花粉，可以使用“depends-on”来描述花朵与蜜蜂的关系。

　　5. 学生是一个班级的成员，可以使用“member-of”来描述学生与班级的关系。

　　6. 肢体属于人体的一部分，可以使用“part-of”来描述肢体与人体的关系。

　　使用C++进行面向对象的编程过程，如果能精准的理解对象间的关系，对编写高质量的代码有很大帮助。

　　下面列出几个典型的对象关系（非继承）：

　　一. 对象组合关系

　　对象组合关系易于理解，如一辆车是由车轮、车架、发动机等设备组成的，电脑是由显示器，机箱，CPU等

设备组成的。这些关系称为组合关系（composition），而在这种情况下，整车与轮子的关系为包含（“has-a”）。

在C++中，对象组合关系能够将复杂的类转化为多个简单的类的组合，简化了复杂类的操作。

　　对象组合又包含两种形式：一种是组合，另一种是聚合。

　　1.  组合关系：

　　满足组合关系包含下面几个前提：

　　a. 成员必须是类的一部分；

　　b. 成员在一个时期只能属于一个类；

　　c. 成员在一个类中必须存在；

　　d. 成员不必知道自身包含在某个类中。

　　组合的关系尤似人体与心脏的关系，部分必须包含于整体，整体必须由部分组成，某一时刻心脏

必须属于某个人体，而不能属于其他人体。组合关系强调对象的完整性必须由成员来保证，成员与对象是单向

保证的，即对象必须包含成员，而成员不一定存在于此对象。

　　class Point2D

　　{

　　　　private:

　　　　　　int m_x;

　　　　　　int m_y;

　　　　　　...

　　　　public:

　　　　　　...

　　}

　其中m_x、m_y与类Point2D的关系即为组合关系。

　　2. 聚合关系

　　满足聚合关系包含下面几个要素：

　　a. 成员必须是类的一部分；

　　b. 成员在一个时期可以属于多个类；

　　c. 成员在类中不必一定存在；

　　d. 成员不必知道自身包含在某个类中。

　　同组合关系一样，聚合关系也是部分与整体的关系，但不同于组合关系，成员可以在同一时期属于多个对象，

当聚合关系对象创建或消灭时，聚合成员既不负责创建对象的部件，也不负责消除对象的部件。这好比人与家庭住址的

关系，每个人都有住址，然而这个住址可以属于多个人（父母兄弟）。人员不管理住址，事实上在人住那之前，那个地址

可能就已经存在。此外，人通常知道自己住址名称，但住址不知道谁住在该处。这里人与住址的关系就是聚合关系。

　　对聚合关系进行建模时，处理对象析构时，整体对象不负责销毁聚合成员。　　　　　

　　包含聚合关系的类实现同组合关系基本相同，因为它们都是属于整体部分的关系。

　　在组合关系中，成员变量通常是普通变量，如果是指针，则组合类必须负责分配和释放该指针指向的空间。

　　在聚合关系中，成员变量通常是引用或者指针，并且该成员变量引用的是类作用域外的对象。因此，当对象被

销毁时，其中聚合关系成员变量引用或指针将被销毁，但是引用或指向的对象仍然存在。

　　如下示例，教师与教师名字是组合的关系，教师必须有名字，教师与名字共存，教师类对象销毁后，教师名字也销毁了。

而教师与部门的关系是聚合的关系，该部门可以有很多其他教师，教师也可以同时属于别的部门，该部门销毁后，教师仍然存在。

#include <string>
 
class Teacher
{
private:
    std::string m_name;
 
public:
    Teacher(std::string name)
        : m_name(name)
    {
    }
 
    std::string getName() { return m_name; }
};
 
class Department
{
private:
    Teacher *m_teacher; // This dept holds only one teacher for simplicity, but it could hold many teachers
 
public:
    Department(Teacher *teacher=NULL)
        : m_teacher(teacher)
    {
    }
};
 
int main()
{
    // Create a teacher outside the scope of the Department
    Teacher *teacher = new Teacher("Bob"); // create a teacher
    {
        // Create a department and use the constructor parameter to pass
        // the teacher to it.
        Department dept(teacher);
 
    } // dept goes out of scope here and is destroyed
 
    // Teacher still exists here because dept did not delete m_teacher
 
    std::cout << teacher->getName() << " still exists!";
 
    delete teacher;
 
    return 0;
}