Java设计模式-软件设计原则-合成复用原则

合成复用原则（组合/聚合复用原则）

 定义：要求在软件复用时，尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现，其次才考虑使用继承关系来实现。

 虽然继承也能提高代码的复用性，但存在很多问题，下面会说到。

 如果要使用继承关系，则必须严格遵循里氏替换原则。合成复用原则同里氏替换原则相辅相成，两者都是开闭原则的具体实现规范。

 “里氏替换原则”定义回顾： 继承必须确保超类所拥有的性质在子类中仍然成立。（任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现）

 “里氏替换原则”经典案例：“正方形不是长方形”。

 分类：合成复用原则通常分为“继承复用”和“合成复用”两种。

继承复用：通过继承来实现代码的复用性。

合成复用：通过组合或聚合实现代码的复用性。

 两种复用方式的优缺点：

 继承复用虽然有简单和易实现的优点，但它也存在以下缺点：

1.继承复用破坏了类的封装性。因为继承会将父类的实现细节暴露给子类，父类对子类是透明的（子类可以直接继承父类的功能，也可以覆盖掉这些功能），所以这种复用又称为"白箱"复用。

2.子类与父类的耦合度高（继承本身就比聚合、组合的耦合度高）。父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化，这不利于类的扩展与维护。

3．它限制了复用的灵活性。从父类继承而来的实现是静态的，在编译时已经定义，所以在运行时不可能发生变化（在运行时不能解除子类对父类的继承）。

 采用组合或聚合复用时，可以将已有对象纳入新对象中，使之成为新对象的一部分，新对象可以调用已有对象的功能，它有以下优点:

1．它维持了类的封装性。因为成分对象（成员对象）的内部细节是新对象看不见的，所以这种复用又称为"黑箱”复用。

2．对象间的耦合度低。可以在类的成员位置声明抽象（声明成抽象父类或父接口，可动态传递子类对象）。

3．复用的灵活性高。这种复用可以在运行时动态进行，新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象。（给成员变量进行赋值，可在运行时对其进行赋值）

 实现方法：将已有对象纳入新对象中，作为新对象的一部分，新对象从而就可以调用已有对象的功能。

 应用：“汽车分类管理程序”

 分析：汽车按“动力源”划分可分为汽油汽车、电动汽车；按“颜色”划分可以分为白色汽车、黑色汽车和红色汽车等。

如果考虑使用继承复用来实现此案例，那么，顶层父类就是汽车类（Car）；根据“动力源”分类，继承它的子类有两个：汽油汽车（PetolCar）和电动汽车（ElectricCar）；根据“颜色”分类，这两个子类又各自有自己的子类：红色汽油汽车（RedPetolCar）、白色汽油汽车（WhitePetrolCar），红色电动汽车（RedElectricCar）、白色电动汽车（WhiteElectricCar）。

根据以上类图，如果现在有新的动力源（光能汽车）或者新的颜色，那么添加的子类就特别多。（下图是增加光能汽车后的类图）

 改进方法：改用聚合复用。（类图如下）

根据以上类图，如果现在有新的动力源（光能汽车）或者新的颜色，只需定义新的光能汽车类（LightEneryCar），使其继承Car类，而不需要定义光能汽车的子类（因为在Car类中已经聚合Color，在new具体汽车类时可传递具体的颜色子类对象）（下图是增加光能汽车后的类图）