原则七 - 合成复用原则

合成复用原则是面向对象设计原则的 7 条原则中剩下的最后一条,下面我们将对其进行详细地介绍。

合成复用原则的定义

合成复用原则(Composite Reuse Principle,CRP)又叫组合/聚合复用原则(Composition/Aggregate Reuse Principle,CARP)。它要求在软件复用时,要尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现,其次才考虑使用继承关系来实现。如果要使用继承关系,则必须严格遵循里氏替换原则。合成复用原则同里氏替换原则相辅相成的,两者都是开闭原则的具体实现规范。

合成复用原则的重要性

通常类的复用分为继承复用合成复用两种,继承复用虽然有简单和易实现的优点,但它也存在以下缺点。

  1. 继承复用破坏了类的封装性。因为继承会将父类的实现细节暴露给子类,父类对子类是透明的,所以这种复用又称为“白箱”复用。
  2. 子类与父类的耦合度高。父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化,这不利于类的扩展与维护。
  3. 它限制了复用的灵活性。从父类继承而来的实现是静态的,在编译时已经定义,所以在运行时不可能发生变化。

采用组合或聚合复用时,可以将已有对象纳入新对象中,使之成为新对象的一部分,新对象可以调用已有对象的功能,它有以下优点。

  1. 它维持了类的封装性。因为成分对象的内部细节是新对象看不见的,所以这种复用又称为“黑箱”复用。
  2. 新旧类之间的耦合度低。这种复用所需的依赖较少,新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。
  3. 复用的灵活性高。这种复用可以在运行时动态进行,新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象。

合成复用原则的实现方法

合成复用原则是通过将已有的对象纳入新对象中,作为新对象的成员对象来实现的,新对象可以调用已有对象的功能,从而达到复用。下面以汽车分类管理程序为例来介绍合成复用原则的应用。【例1】汽车分类管理程序。分析:汽车按“动力源”划分可分为汽油汽车、电动汽车等;按“颜色”划分可分为白色汽车、黑色汽车和红色汽车等。如果同时考虑这两种分类,其组合就很多。图 1 所示是用继淨:关系实现的汽车分类的类图。

用继承关系实现的汽车分类的类图图1 用继承关系实现的汽车分类的类图

从图 1 可以看出用继承关系实现会产生很多子类,而且增加新的“动力源”或者增加新的“颜色”都要修改源代码,这违背了开闭原则,显然不可取。但如果改用组合关系实现就能很好地解决以上问题,其类图如图 2 所示。

用组合关系实现的汽车分类的类图
图2 用组合关系实现的汽车分类的类图

结合前几节的内容,我们一共介绍了 7 种设计原则,它们分别为开闭原则里氏替换原则依赖倒置原则单一职责原则接口隔离原则迪米特法则和本节所介绍的合成复用原则。这 7 种设计原则是软件设计模式必须尽量遵循的原则,各种原则要求的侧重点不同。其中,开闭原则是总纲,它告诉我们要对扩展开放,对修改关闭;里氏替换原则告诉我们不要破坏继承体系;依赖倒置原则告诉我们要面向接口编程;单一职责原则告诉我们实现类要职责单一;接口隔离原则告诉我们在设计接口的时候要精简单一;迪米特法则告诉我们要降低耦合度;合成复用原则告诉我们要优先使用组合或者聚合关系复用,少用继承关系复用。

发布于 2019年04月06日 00:56
阅读 14 可以 1