高質量C++/C程式設計指南(第10章 類的繼承與組合) (轉)[@more@] 

章 類的繼承與組合

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（）是類（Class）的一個例項（Instance）。如果將物件比作房子，那麼類就是房子的設計圖紙。所以物件導向設計的重點是類的設計，而不是物件的設計。

對於C++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，當前物件導向技術的應用熱點是COM和，這些內容超出了C++教材的範疇，請閱讀COM和CORBA相關論著。

繼承

如果A是基類，B是A的派生類，那麼B將繼承A的資料和。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繼承了函式Func1

    b.Func2();  // B從A繼承了函式Func2

    b.Func3();

    b.Func4();

}

 

這個簡單的示例程式說明了一個事實：C++的“繼承”特性可以提高程式的可複用性。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。那麼類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，繼承的概念在程式世界與現實世界並不完全相同。

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，那麼Ostrich::Fly是什麼東西？

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”，並且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。

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，雖然程式碼冗長。

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，那麼Head將自動具有Look、 Smell、Eat、Listen這些功能。示例10-2-2十分簡短並且執行正確，但是這種設計方法卻是不對的。

 

  // 功能正確並且程式碼簡潔，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

 

一隻公雞使勁地追打一隻剛下了蛋的母雞，你知道為什麼嗎？

因為母雞下了鴨蛋。

很多程式設計師經不起“繼承”的誘惑而犯下設計錯誤。“執行正確”的程式不見得是高質量的程式，此處就是一個例證。