高質(zhì)量C++/C編程指南 -- 第10章 類的繼承與組合

2019-11-17 05:19:38

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供稿：網(wǎng)友

　　對(duì)象（Object）是類（Class）的一個(gè)實(shí)例（Instance）。假如將對(duì)象比作房子，那么類就是房子的設(shè)計(jì)圖紙。所以面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的重點(diǎn)是類的設(shè)計(jì)，而不是對(duì)象的設(shè)計(jì)。對(duì)于C++程序而言，設(shè)計(jì)孤立的類是比較輕易的，難的是正確設(shè)計(jì)基類及其派生類。本章僅僅論述“繼續(xù)”（Inheritance）和“組合”（Composition）的概念。注重，當(dāng)前面向?qū)ο蠹夹g(shù)的應(yīng)用熱點(diǎn)是COM和CORBA，這些內(nèi)容超出了C++教材的范疇，請(qǐng)閱讀COM和CORBA相關(guān)論著。10.1 繼續(xù)
假如A是基類，B是A的派生類，那么B將繼續(xù)A的數(shù)據(jù)和函數(shù)。例如：class A{public:void Func1(void);void Func2(void);};class B : public A{public:void Func3(void);void Func4(void);};main(){B b; b.Func1(); // B從A繼續(xù)了函數(shù)Func1b.Func2(); // B從A繼續(xù)了函數(shù)Func2b.Func3();b.Func4();}這個(gè)簡(jiǎn)單的示例程序說(shuō)明了一個(gè)事實(shí)：C++的“繼續(xù)”特性可以提高程序的可復(fù)用性。正因?yàn)椤袄^續(xù)”太有用、太輕易用，才要防止亂用“繼續(xù)”。我們應(yīng)當(dāng)給“繼續(xù)”立一些使用規(guī)則。l 【規(guī)則10-1-1】假如類A和類B毫不相關(guān)，不可以為了使B的功能更多些而讓B繼續(xù)A的功能和屬性。不要覺(jué)得“白吃白不吃”，讓一個(gè)好端端的健壯青年無(wú)緣無(wú)故地吃人參補(bǔ)身體。l 【規(guī)則10-1-2】若在邏輯上B是A的“一種”（a kind of ），則答應(yīng)B繼續(xù)A的功能和屬性。例如男人（Man）是人（Human）的一種，男孩（Boy）是男人的一種。那么類Man可以從類Human派生，類Boy可以從類Man派生。class Human{…};class Man : public Human{…};class Boy : public Man{…};u 注重事項(xiàng)【規(guī)則10-1-2】看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但是實(shí)際應(yīng)用時(shí)可能會(huì)有意外，繼續(xù)的概念在程序世界與現(xiàn)實(shí)世界并不完全相同。例如從生物學(xué)角度講，鴕鳥(niǎo)（Ostrich）是鳥(niǎo)（Bird）的一種，按理說(shuō)類Ostrich應(yīng)該可以從類Bird派生。但是鴕鳥(niǎo)不能飛，那么Ostrich::Fly是什么東西？class Bird{public: virtual void Fly(void);…};class Ostrich : public Bird{…};例如從數(shù)學(xué)角度講，圓（Circle）是一種非凡的橢圓（Ellipse），按理說(shuō)類Circle應(yīng)該可以從類Ellipse派生。但是橢圓有長(zhǎng)軸和短軸，假如圓繼續(xù)了橢圓的長(zhǎng)軸和短軸，豈非畫(huà)蛇添足？所以更加嚴(yán)格的繼續(xù)規(guī)則應(yīng)當(dāng)是：若在邏輯上B是A的“一種”，并且A的所有功能和屬性對(duì)B而言都有意義，則答應(yīng)B繼續(xù)A的功能和屬性。10.2 組合
l 【規(guī)則10-2-1】若在邏輯上A是B的“一部分”（a part of），則不答應(yīng)B從A派生，而是要用A和其它東西組合出B。例如眼（Eye）、鼻（Nose）、口（Mouth）、耳（Ear）是頭（Head）的一部分，所以類Head應(yīng)該由類Eye、Nose、Mouth、Ear組合而成，不是派生而成。如示例10-2-1所示。class Eye{
public:void Look(void); };
class Nose{
public:void Smell(void); };

class Mouth{
public:void Eat(void); };
class Ear{
public:void Listen(void); };

// 正確的設(shè)計(jì)，雖然代碼冗長(zhǎng)。 class Head{public:void Look(void) { m_eye.Look(); }void Smell(void) { m_nose.Smell(); }void Eat(void) { m_mouth.Eat(); }void Listen(void) { m_ear.Listen(); }PRivate:Eye m_eye;Nose m_nose;Mouth m_mouth;Ear m_ear;};
示例10-2-1 Head由Eye、Nose、Mouth、Ear組合而成假如答應(yīng)Head從Eye、Nose、Mouth、Ear派生而成，那么Head將自動(dòng)具有Look、 Smell、Eat、Listen這些功能。示例10-2-2十分簡(jiǎn)短并且運(yùn)行正確，但是這種設(shè)計(jì)方法卻是不對(duì)的。// 功能正確并且代碼簡(jiǎn)潔，但是設(shè)計(jì)方法不對(duì)。class Head : public Eye, public Nose, public Mouth, public Ear{};
示例10-2-2 Head從Eye、Nose、Mouth、Ear派生而成一只公雞使勁地追打一只剛下了蛋的母雞，你知道為什么嗎？因?yàn)槟鸽u下了鴨蛋。很多程序員經(jīng)不起“繼續(xù)”的誘惑而犯下設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。“運(yùn)行正確”的程序不見(jiàn)得是高質(zhì)量的程序，此處就是一個(gè)例證。

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