Java中的继承与接口组合
摘要：Java中的继承与接口组合
本文主要说明Java中继承与组合的概念，以及它们之间的联系与区别。首先文章会给出一小段代码示例，用于展示到底什么是继承。然后演示如何通过“组合”来改进这种继承的设计机制。最后总结这两者的应用场景，即到底应该选择继承还是组合。
1、继承
假设我们有一个名为Insect（昆虫）的类，这个类包含两个方法：1）移动move()； 2）攻击attack()。
代码如下：
现在，你想要定义一个名为Bee（蜜蜂）的类。Bee（蜜蜂）是Insect（昆虫）的一种，但实现了不同于Insect（昆虫）的attack()和move方法。这时候我们可以用继承的设计机制来实现Bee类，就像下面的代码一样：
InheritanceVSComposition作为一个测试类，在其main方法中生成了一个Bee类的实例，并赋值给Insect类型的引用变量 i。所以调用i的attack方法时，对应的是Bee类实例的attack方法，也就是调用了Bee类的attack方法。
类的继承结构图如下，非常简单：
输出结果：
Fly
Fly
Attack
Fly被打印了两次，也就是说move方法被调用了两次。但按理来讲，move方法只应当被调用一次，因为无论是昆虫还是蜜蜂，一次攻击前只移动一次。
问题出在子类（即Bee类）的attack方法的重载代码中，也就是super.attack()这一句。因为在父类（即Insect类）中，调用 attack方法时会先调用move方法，所以当子类（Bee）调用super.attack()时，相当于也同时调用了被重载的move方法（注意是子 类被重载的move方法，而不是父类的move方法）。
为了解决这个问题，我们可以采取以下办法：
删除子类的attack方法。这么做会使得子类的attack方法的实现完全依赖于父类对于该方法的实现（因为子类继承了父类的attack方法）。如果 父类的attack方法不受控制而产生了变更。比如说，父类的attack方法中调用了另外的move方法，那么子类的attack方法也会产生相应的变 化，这是一种很糟糕的封装。
也可以重写子类的attack方法，像下面这样：
这样保证了结果的正确性，因为子类的attack方法不再依赖于父类。但是，子类attack方法的代码与父类产生了重复（重复的attack方法会使得很多事情变得复杂，不仅仅是多打印了一条输出语句）。所以第二种办法也不行，它不符合软件工程中关于重用的思想。
如此看来，继承机制是有缺点的：子类依赖于父类的实现细节，如果父类产生了变更，子类的后果将不堪设想。
2、组合
在上面的例子中，可以用组合的机制来替代继承。我们先看一下运用组合如何实现。
attack这一功能不再是一个方法，而是被抽象为一个接口。
通过对Attack接口的实现，就可以在实现类当中定义不同类型的attack。
因为attack功能已经被抽象为一个接口，所以Insect类不再需要有attack方法。
Bee类一种Insect类，它具有attack的功能，所以它实现了attack接口：
类图：
测试类代码，将AttackImpl的实例作为Attack类型的参数传给Bee类的构造函数：
输出结果：
fly
move
fly
sting
3、什么时候该用继承，什么时候该用组合？
以下两条原则说明了应该如何选择继承与组合：
1).如果存在一种IS-A的关系（比如Bee“是一个”Insect），并且一个类需要向另一个类暴露所有的方法接口，那么更应该用继承的机制。
2).如果存在一种HAS-A的关系（比如Bee“有一个”attack功能），那么更应该运用组合。
总结来说，继承和组合都有他们的用处。只有充分理解各对象和功能之间的关系，才能充分发挥这两种机制各自的优点。
1、继承
假设我们有一个名为Insect（昆虫）的类，这个类包含两个方法：1）移动move()； 2）攻击attack()。
代码如下：
java代码
class Insect {
private int size;
private String color;
public Insect(int size, String color) {
this.size = size;
this.color = color;
}
public int getSize() {
return size;
}
public void setSize(int size) {
this.size = size;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
public void move() {
System.out.println("Move");
}
public void attack() {
move(); //假设昆虫在攻击前必须要先移动一次
System.out.println("Attack");
}
}
java代码
class Bee extends Insect {
public Bee(int size, String color) {
super(size, color);
}
public void move() {
System.out.println("Fly");
}
public void attack() {
move();
super.attack();
}
}
public class InheritanceVSComposition {
public static void main(String[] args) {
Insect i = new Bee(1, "red");
i.attack();
}
}
类的继承结构图如下，非常简单：
输出结果：Fly
Fly
Attack
Fly被打印了两次，也就是说move方法被调用了两次。但按理来讲，move方法只应当被调用一次，因为无论是昆虫还是蜜蜂，一次攻击前只移动一次。
问题出在子类（即Bee类）的attack方法的重载代码中，也就是super.attack()这一句。因为在父类（即Insect类）中，调用 attack方法时会先调用move方法，所以当子类（Bee）调用super.attack()时，相当于也同时调用了被重载的move方法（注意是子 类被重载的move方法，而不是父类的move方法）。
为了解决这个问题，我们可以采取以下办法：
删除子类的attack方法。这么做会使得子类的attack方法的实现完全依赖于父类对于该方法的实现（因为子类继承了父类的attack方法）。如果 父类的attack方法不受控制而产生了变更。比如说，父类的attack方法中调用了另外的move方法，那么子类的attack方法也会产生相应的变 化，这是一种很糟糕的封装。
也可以重写子类的attack方法，像下面这样：
java代码
public void attack() {
move();
System.out.println("Attack");
}
如此看来，继承机制是有缺点的：子类依赖于父类的实现细节，如果父类产生了变更，子类的后果将不堪设想。
2、组合
在上面的例子中，可以用组合的机制来替代继承。我们先看一下运用组合如何实现。
attack这一功能不再是一个方法，而是被抽象为一个接口。
java代码
interface Attack {
public void move();
public void attack();
}
java代码
class AttackImpl implements Attack {
private String move;
private String attack;
public AttackImpl(String move, String attack) {
this.move = move;
this.attack = attack;
}
@Override
public void move() {
System.out.println(move);
}
@Override
public void attack() {
move();
System.out.println(attack);
}
}
java代码
class Insect {
private int size;
private String color;
public Insect(int size, String color) {
this.size = size;
this.color = color;
}
public int getSize() {
return size;
}
public void setSize(int size) {
this.size = size;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
}
java代码
// 这个封装类封装了一个Attack类型的对象
class Bee extends Insect implements Attack {
private Attack attack;
public Bee(int size, String color, Attack attack) {
super(size, color);
this.attack = attack;
}
public void move() {
attack.move();
}
public void attack() {
attack.attack();
}
}
测试类代码，将AttackImpl的实例作为Attack类型的参数传给Bee类的构造函数：
java代码
public class InheritanceVSComposition2 {
public static void main(String[] args) {
Bee a = new Bee(1, "black", new AttackImpl("fly", "move"));
a.attack();
// if you need another implementation of move()
// there is no need to change Insect, we can quickly use new method to attack
Bee b = new Bee(1, "black", new AttackImpl("fly", "sting"));
b.attack();
}
}
fly
move
fly
sting
3、什么时候该用继承，什么时候该用组合？
以下两条原则说明了应该如何选择继承与组合：
1).如果存在一种IS-A的关系（比如Bee“是一个”Insect），并且一个类需要向另一个类暴露所有的方法接口，那么更应该用继承的机制。
2).如果存在一种HAS-A的关系（比如Bee“有一个”attack功能），那么更应该运用组合。
总结来说，继承和组合都有他们的用处。只有充分理解各对象和功能之间的关系，才能充分发挥这两种机制各自的优点。
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