第10章 類的繼承與組合

對象（Object）是類（Class）的一個實例（Instance）。如果將對象比作房子，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容易的，難的是正確設計基類及其派生類。本章僅僅論述“繼承”（Inheritance）和“組合”（Composition）的概念。

注意，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：

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繼承了函數Func1

b.Func2(); // B從A繼承了函數Func2

b.Func3();

b.Func4();

}

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。

l 【規則10-1-1】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。

l 【規則10-1-2】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。

class Human

{

…

};

class Man : public Human

{

…

};

class Boy : public Man

{

…

};

u 注意事項

【規則10-1-2】看起來很簡單，但是實際應用時可能會有意外，繼承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”，并且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。

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

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。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“繼承”的誘惑而犯下設計錯誤?！斑\行正確”的程序不見得是高質量的程序，此處就是一個例證。