C++/C中類的繼承與組合的編程


C++是一種面向對象的高級語言。對象和類是C++中的重要內容,對象(Object)是類(Class)的一個實例(Instance)。面向對象設計的重點是類的設計,而不是對象的設計。對於C++程序而言,設計孤立的類是比較容易的,難的是正確設計基類及其派生類。這就和“繼承”(Inheritance)和“組合”(Composition)有重要聯系了。下面將為大家講講這兩個概念。

1.繼承

如果A是基類,B是A的派生類,那么B將繼承A的數據和函數。例如:

這個簡單的示例程序說明了一個事實:C++的“繼承”特性可以提高程序的可復用性。正因為“繼承”太有用、太容易用,才要防止亂用“繼承”。我們應當給“繼承”立一些使用規則。

如果類A和類B毫不相關,不可以為了使B的功能更多些而讓B繼承A的功能和屬性。不要覺得“白吃白不吃”,讓一個好端端的健壯青年無緣無故地吃人參補身體。

若在邏輯上B是A的“一種”(a kind of ),則允許B繼承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。

注意事項

看起來很簡單,但是實際應用時可能會有意外,繼承的概念在程序世界與現實世界並不完全相同。

例如從生物學角度講,鴕鳥(Ostrich)是鳥(Bird)的一種,按理說類Ostrich應該可以從類Bird派生。但是鴕鳥不能飛,那么Ostrich::Fly是什么東西?

例如從數學角度講,圓(Circle)是一種特殊的橢圓(Ellipse),按理說類Circle應該可以從類Ellipse派生。但是橢圓有長軸和短軸,如果圓繼承了橢圓的長軸和短軸,豈非畫蛇添足?

所以更加嚴格的繼承規則應當是:若在邏輯上B是A的“一種”,並且A的所有功能和屬性對B而言都有意義,則允許B繼承A的功能和屬性

2. 組合

若在邏輯上A是B的“一部分”(a part of),則不允許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應該由類Eye、Nose、Mouth、Ear組合而成,不是派生而成。如示例所示。

//正確的設計,雖然代碼很長

  示例Head由Eye、Nose、Mouth、Ear組合而成

  如果允許Head從Eye、Nose、Mouth、Ear派生而成,那么Head將自動具有Look、 Smell、Eat、Listen這些功能。以下示例十分簡短並且運行正確,但是這種設計方法卻是不對的。

//功能正確並且代碼簡潔,但是設計方法不對。

示例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?

因為母雞下了鴨蛋。

很多程序員經不起“繼承”的誘惑而犯下設計錯誤。“運行正確”的程序不見得是高質量的程序,此處就是一個例證。


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