c# 如何用组合替代继承
如果问面向对象的三大特性是什么,多数人都能回答出来:封装、继承、多态。
继承作为三大特性之一,近来却越来越不推荐使用,更有极端的语言,直接语法中就不支持继承,例如Go。这又是为什么呢?
为什么不推荐使用继承?
假设我们要设计一个关于鸟的类。
我们将“鸟类”定义为一个抽象类AbstractBird。所有更细分的鸟,比如麻雀、鸽子、乌鸦等,都继承这个抽象类。
大部分鸟都会飞,那我们可不可以在AbstractBird抽象类中,定义一个Fly()方法呢?
答案是否定的。尽管大部分鸟都会飞,但也有特例,比如鸵鸟就不会飞。鸵鸟继承具有Fly()方法的父类,那鸵鸟就具有“飞”这样的行为,这显然不符合我们对现实世界中事物的认识。
解决方案一
在鸵鸟这个子类中重写Fly()方法,让它抛出异常。
publicclassAbstractBird { publicvirtualvoidFly() { Console.WriteLine("I'mflying."); } } //鸵鸟 publicclassOstrich:AbstractBird { publicoverridevoidFly() { thrownewNotImplementedException("Ican'tfly."); } }
这种设计思路虽然可以解决问题,但不够优美。因为除了鸵鸟之外,不会飞的鸟还有很多,比如企鹅。对于这些不会飞的鸟来说,我们都需要重写Fly()方法,抛出异常。
这违背了迪米特法则(也叫最少知识原则),暴露不该暴露的接口给外部,增加了类使用过程中被误用的概率。
解决方案二
通过AbstractBird类派生出两个更加细分的抽象类:会飞的鸟类AbstractFlyableBird和不会飞的鸟类AbstractUnFlyableBird,让麻雀、乌鸦这些会飞的鸟都继承AbstractFlyableBird,让鸵鸟、企鹅这些不会飞的鸟,都继承AbstractUnFlyableBird类。
此时,继承关系变成了三层,还行得通。
如果要再添加一个游泳Swim()的方法,那情况就复杂了,要分为四中情况:
- 会飞会游泳
- 会飞不会游泳
- 不会飞会游泳
- 不会飞不会游泳
如果再有其他行为加入,抽象类的数量就会几何级数增长。
我们要搞清楚某个类具有哪些方法、属性,必须阅读父类的代码、父类的父类的代码……一直追溯到最顶层父类的代码。
使用组合
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。针对会游泳,定义一个Swimable接口,会叫定义一个Tweetable接口。
publicinterfaceFlyable { voidFly(); } publicinterfaceSwimable { voidSwim(); } publicinterfaceTweetable { voidTweet(); } //麻雀 publicclassSparrow:Flyable,Tweetable { publicvoidFly()=>Console.WriteLine("Iamflying."); publicvoidTweet()=>Console.WriteLine("!@#$%^&*……"); } //企鹅 publicclassPenguin:Swimable,Tweetable { publicvoidSwim()=>Console.WriteLine("Iamswimming."); publicvoidTweet()=>Console.WriteLine("!@#$%^&*……"); }
麻雀和企鹅都会叫,Tweet实现了两遍,这是坏味道。我们可以用组合来消除这个坏味道。
publicinterfaceFlyable { voidFly(); } publicinterfaceSwimable { voidSwim(); } publicinterfaceTweetable { voidTweet(); } publicclassFlyAbility:Flyable { publicvoidFly()=>Console.WriteLine("Iamflying."); } publicclassSwimAbility:Swimable { publicvoidSwim()=>Console.WriteLine("Iamswimming."); } publicclassTweetAbility:Tweetable { publicvoidTweet()=>Console.WriteLine("!@#$%^&*……"); } //麻雀 publicclassSparrow:Flyable,Tweetable { FlyAbilityflyAbility=newFlyAbility(); TweetAbilitytweetAbility=newTweetAbility(); publicvoidFly()=>flyAbility.Fly(); publicvoidTweet()=>tweetAbility.Tweet(); } //企鹅 publicclassPenguin:Swimable,Tweetable { SwimAbilityswimAbility=newSwimAbility(); TweetAbilitytweetAbility=newTweetAbility(); publicvoidSwim()=>swimAbility.Swim(); publicvoidTweet()=>tweetAbility.Tweet(); }
虽然现在主流的思想都是多用组合少用继承,但是从上面的例子可以看出,继承改写成组合意味着要做更细粒度的类的拆分,要定义更多的类和接口。类和接口的增多也就或多或少地增加代码的复杂程度和维护成本。所以,在实际的项目开发中,我们还是要根据具体的情况,来具体选择该用继承还是组合。
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