高質量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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　　對象（Object）是類（Class）的一個實例（Instance）。假如將對象比作房子，那么類就是房子的設計圖紙。所以面向對象設計的重點是類的設計，而不是對象的設計。對于C++程序而言，設計孤立的類是比較輕易的，難的是正確設計基類及其派生類。本章僅僅論述“繼續”（Inheritance）和“組合”（Composition）的概念。注重，當前面向對象技術的應用熱點是COM和CORBA，這些內容超出了C++教材的范疇，請閱讀COM和CORBA相關論著。10.1 繼續
假如A是基類，B是A的派生類，那么B將繼續A的數據和函數。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繼續了函數Func1b.Func2(); // B從A繼續了函數Func2b.Func3();b.Func4();}這個簡單的示例程序說明了一個事實：C++的“繼續”特性可以提高程序的可復用性。正因為“繼續”太有用、太輕易用，才要防止亂用“繼續”。我們應當給“繼續”立一些使用規則。l 【規則10-1-1】假如類A和類B毫不相關，不可以為了使B的功能更多些而讓B繼續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。l 【規則10-1-2】若在邏輯上B是A的“一種”（a kind of ），則答應B繼續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【規則10-1-2】看起來很簡單，但是實際應用時可能會有意外，繼續的概念在程序世界與現實世界并不完全相同。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？class Bird{public: virtual void Fly(void);…};class Ostrich : public Bird{…};例如從數學角度講，圓（Circle）是一種非凡的橢圓（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，假如圓繼續了橢圓的長軸和短軸，豈非畫蛇添足？所以更加嚴格的繼續規則應當是：若在邏輯上B是A的“一種”，并且A的所有功能和屬性對B而言都有意義，則答應B繼續A的功能和屬性。10.2 組合
l 【規則10-2-1】若在邏輯上A是B的“一部分”（a part of），則不答應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); };

// 正確的設計，雖然代碼冗長。 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。示例10-2-2十分簡短并且運行正確，但是這種設計方法卻是不對的。// 功能正確并且代碼簡潔，但是設計方法不對。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？因為母雞下了鴨蛋。很多程序員經不起“繼續”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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