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 第10章 类的继承与组合

    对象(Object)是类(Class)的一个实例(Instance)。如果将对象比作房子,那么类就是房子的设计图纸。所以面向对象设计的重点是类的设计,而不是对象的设计。
对于C++程序而言,设计孤立的类是比较容易的,难的是正确设计基类及其派生类。本章仅仅论述“继承”(Inheritance)和“组合”(Composition)的概念。
注意,当前面向对象技术的应用热点是COM和CORBA,这些内容超出了C++教材的范畴,请阅读COM和CORBA相关论著。
10.1 继承
如果A是基类,B是A的派生类,那么B将继承A的数据和函数。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从A继承了函数Func1
        b.Func2();        // B从A继承了函数Func2
        b.Func3();
        b.Func4();
}

这个简单的示例程序说明了一个事实:C++的“继承”特性可以提高程序的可复用性。正因为“继承”太有用、太容易用,才要防止乱用“继承”。我们应当给“继承”立一些使用规则。

    【规则10-1-1】如果类A和类B毫不相关,不可以为了使B的功能更多些而让B继承A的功能和属性。不要觉得“白吃白不吃”,让一个好端端的健壮青年无缘无故地吃人参补身体。
    【规则10-1-2】若在逻辑上B是A的“一种”(a kind of ),则允许B继承A的功能和属性。例如男人(Man)是人(Human)的一种,男孩(Boy)是男人的一种。那么类Man可以从类Human派生,类Boy可以从类Man派生。
    class Human
{
        …
};
    class Man : public Human
{
        …
};
    class Boy : public Man
{
        …
};

    注意事项
【规则10-1-2】看起来很简单,但是实际应用时可能会有意外,继承的概念在程序世界与现实世界并不完全相同。
例如从生物学角度讲,鸵鸟(Ostrich)是鸟(Bird)的一种,按理说类Ostrich应该可以从类Bird派生。但是鸵鸟不能飞,那么Ostrich::Fly是什么东西?
class Bird
{
public:   
    virtual void Fly(void);

};

class Ostrich : public Bird
{

};

例如从数学角度讲,圆(Circle)是一种特殊的椭圆(Ellipse),按理说类Circle应该可以从类Ellipse派生。但是椭圆有长轴和短轴,如果圆继承了椭圆的长轴和短轴,岂非画蛇添足?
    所以更加严格的继承规则应当是:若在逻辑上B是A的“一种”,并且A的所有功能和属性对B而言都有意义,则允许B继承A的功能和属性。
10.2 组合
    【规则10-2-1】若在逻辑上A是B的“一部分”(a part of),则不允许B从A派生,而是要用A和其它东西组合出B。
例如眼(Eye)、鼻(Nose)、口(Mouth)、耳(Ear)是头(Head)的一部分,所以类Head应该由类Eye、Nose、Mouth、Ear组合而成,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);   
};
// 正确的设计,虽然代码冗长。
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组合而成
   
如果允许Head从Eye、Nose、Mouth、Ear派生而成,那么Head将自动具有Look、 Smell、Eat、Listen这些功能。示例10-2-2十分简短并且运行正确,但是这种设计方法却是不对的。

    // 功能正确并且代码简洁,但是设计方法不对。
class Head : public Eye, public Nose, public Mouth, public Ear
{
};
示例10-2-2  Head从Eye、Nose、Mouth、Ear派生而成

一只公鸡使劲地追打一只刚下了蛋的母鸡,你知道为什么吗?
因为母鸡下了鸭蛋。
很多程序员经不起“继承”的诱惑而犯下设计错误。“运行正确”的程序不见得是高质量的程序,此处就是一个例证。



posted on 2007-12-17 16:44 sdfasdf 阅读(326) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: C++

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