高质量C++/C编程指南 －－ 第10章 类的继承与组合

核心提示：对象（Object）是类（Class）的一个实例（Instance），假如将对象比作房子，高质量C++/C编程指南 －－ 第10章 类的继承与组合，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，很多程序员经不起“继续”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，而不是对象的设计， 对于C

　　对象（Object）是类（Class）的一个实例（Instance）。假如将对象比作房子，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轻易的，难的是正确设计基类及其派生类。本章仅仅论述“继续”（Inheritance）和“组合”（Composition）的概念。 注重，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 继续
假如A是基类，B是A的派生类，那么B将继续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继续了函数Func1 b.Func2(); // B从A继续了函数Func2 b.Func3(); b.Func4(); } 这个简单的示例程序说明了一个事实：C++的“继续”特性可以提高程序的可复用性。正因为“继续”太有用、太轻易用，才要防止乱用“继续”。我们应当给“继续”立一些使用规则。 l 【规则10-1-1】假如类A和类B毫不相关，不可以为了使B的功能更多些而让B继续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。 l 【规则10-1-2】若在逻辑上B是A的“一种”（a kind of ），则答应B继续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 { … }; u 注重事项 【规则10-1-2】看起来很简单，但是实际应用时可能会有意外，继续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）是一种非凡的椭圆（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，假如圆继续了椭圆的长轴和短轴，岂非画蛇添足？ 所以更加严格的继续规则应当是：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，则答应B继续A的功能和属性。 10.2 组合
l 【规则10-2-1】若在逻辑上A是B的“一部分”（a part of），则不答应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 假如答应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“继续”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。