c# 如何用组合替代继承
如果问面向对象的三大特性是什么,多数人都能回答出来:封装、继承、多态。
继承 作为三大特性之一,近来却越来越不推荐使用,更有极端的语言,直接语法中就不支持继承,例如 go。这又是为什么呢?
为什么不推荐使用继承?
假设我们要设计一个关于鸟的类。
我们将“鸟类”定义为一个抽象类 abstractbird
。所有更细分的鸟,比如麻雀、鸽子、乌鸦等,都继承这个抽象类。
大部分鸟都会飞,那我们可不可以在 abstractbird
抽象类中,定义一个 fly()
方法呢?
答案是否定的。尽管大部分鸟都会飞,但也有特例,比如鸵鸟就不会飞。鸵鸟继承具有 fly()
方法的父类,那鸵鸟就具有“飞”这样的行为,这显然不符合我们对现实世界中事物的认识。
解决方案一
在鸵鸟这个子类中重写 fly()
方法,让它抛出异常。
public class abstractbird { public virtual void fly() { console.writeline("i'm flying."); } } //鸵鸟 public class ostrich : abstractbird { public override void fly() { throw new notimplementedexception("i can't fly."); } }
这种设计思路虽然可以解决问题,但不够优美。因为除了鸵鸟之外,不会飞的鸟还有很多,比如企鹅。对于这些不会飞的鸟来说,我们都需要重写 fly()
方法,抛出异常。
这违背了迪米特法则(也叫最少知识原则),暴露不该暴露的接口给外部,增加了类使用过程中被误用的概率。
解决方案二
通过 abstractbird
类派生出两个更加细分的抽象类:会飞的鸟类 abstractflyablebird
和不会飞的鸟类 abstractunflyablebird
,让麻雀、乌鸦这些会飞的鸟都继承 abstractflyablebird
,让鸵鸟、企鹅这些不会飞的鸟,都继承 abstractunflyablebird
类。
此时,继承关系变成了三层,还行得通。
如果要再添加一个游泳 swim()
的方法,那情况就复杂了,要分为四中情况:
- 会飞会游泳
- 会飞不会游泳
- 不会飞会游泳
- 不会飞不会游泳
如果再有其他行为加入,抽象类的数量就会几何级数增长。
我们要搞清楚某个类具有哪些方法、属性,必须阅读父类的代码、父类的父类的代码……一直追溯到最顶层父类的代码。
使用组合
针对“会飞”这样一个行为特性,我们可以定义一个 flyable
接口,只让会飞的鸟去实现这个接口。针对会游泳,定义一个 swimable
接口,会叫定义一个 tweetable
接口。
public interface flyable { void fly(); } public interface swimable { void swim(); } public interface tweetable { void tweet(); } //麻雀 public class sparrow : flyable, tweetable { public void fly() => console.writeline("i am flying."); public void tweet() => console.writeline("!@#$%^&*……"); } //企鹅 public class penguin : swimable, tweetable { public void swim() => console.writeline("i am swimming."); public void tweet() => console.writeline("!@#$%^&*……"); }
麻雀和企鹅都会叫,tweet
实现了两遍,这是坏味道。我们可以用组合来消除这个坏味道。
public interface flyable { void fly(); } public interface swimable { void swim(); } public interface tweetable { void tweet(); } public class flyability : flyable { public void fly() => console.writeline("i am flying."); } public class swimability : swimable { public void swim() => console.writeline("i am swimming."); } public class tweetability : tweetable { public void tweet() => console.writeline("!@#$%^&*……"); } //麻雀 public class sparrow : flyable, tweetable { flyability flyability = new flyability(); tweetability tweetability = new tweetability(); public void fly() => flyability.fly(); public void tweet() => tweetability.tweet(); } //企鹅 public class penguin : swimable, tweetable { swimability swimability = new swimability(); tweetability tweetability = new tweetability(); public void swim() => swimability.swim(); public void tweet() => tweetability.tweet(); }
虽然现在主流的思想都是多用组合少用继承,但是从上面的例子可以看出,继承改写成组合意味着要做更细粒度的类的拆分,要定义更多的类和接口。类和接口的增多也就或多或少地增加代码的复杂程度和维护成本。所以,在实际的项目开发中,我们还是要根据具体的情况,来具体选择该用继承还是组合。
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