组合优于继承：打造坚固且可扩展的软件

在软件开发的世界中，"继承"和"组合"是两个经常被用来构建类层次结构的关键概念。虽然继承提供了代码重用和多态性的优势，但它也带来了一些潜在的缺点，而组合则提供了解决这些缺点的替代方法。

继承的缺点

继承的一个主要缺点是它破坏了类的封装性。当一个子类继承一个父类时，它会继承父类中所有公开和受保护的方法和属性。这使得子类对父类的实现细节高度依赖，从而降低了子类修改和扩展父类的灵活性。

另一个缺点是，继承会创建难以维护的类层次结构。随着时间的推移，当类被添加到层次结构或修改时，它可能会变得难以追踪和理解类的关系。这可能会导致代码变得脆弱和难以管理。

组合的优势

组合提供了一种替代继承的替代方案，通过允许类包含或引用其他类的实例来实现代码重用。这提供了以下优势：

• 更好的封装性： 组合不会破坏类的封装性。包含类与被包含类保持松散耦合，允许在不影响其他类的情况下独立修改和扩展它们。
• 更灵活： 组合比继承更灵活，因为它允许类按需组合不同的功能和行为。这使得在不创建复杂且难以维护的层次结构的情况下创建高度可定制和可扩展的系统成为可能。
• 更简单的维护： 组合创建的类层次结构通常比继承创建的层次结构更简单且更容易维护。类的关系更加明确，允许开发人员轻松地添加或删除功能而不影响其他类。

何时使用组合

虽然组合通常优于继承，但在某些情况下，继承仍然是合适的。例如，当需要定义一个类层次结构时，其中子类共享父类的基本实现，但需要特定于每个子类的附加行为。

实现组合

在面向对象的语言中，可以使用各种机制来实现组合。最常见的方法是使用对象引用或包含。

• 对象引用： 类可以通过将其他类的实例作为属性来包含对象引用。这允许类访问引用对象的属性和方法，但不会继承它们的实现。
• 包含： 类可以通过包含其他类的实例作为其成员来实现包含。这将引用对象的所有属性和方法都复制到包含类中，允许包含类访问和修改它们。

组合的示例

考虑一个要跟踪添加了多少个元素的 HashSet 类的示例。使用继承，我们可以创建一个扩展 HashSet 类的子类，并添加一个属性来跟踪添加元素的数量。但是，这会破坏 HashSet 的封装性，并且要求子类依赖于 HashSet 的实现细节。

相反，我们可以使用组合。我们可以创建一个单独的类来跟踪添加元素的数量，然后将该类的实例作为 HashSet 类的属性。这将允许我们独立于 HashSet 修改和扩展计数跟踪功能，同时仍然能够访问 HashSet 的所有功能。

结论

组合为构建坚固且可扩展的软件提供了一个优于继承的替代方案。通过避免继承的缺点，如破坏封装和创建难以维护的层次结构，组合使开发人员能够创建更灵活、更易于修改的系统。虽然继承在某些情况下仍然有用，但在大多数情况下，组合是一个更优越的选择。