精华区文章阅读

发信人: xuxian (呵呵), 信区: C_and_CPP
标  题: 10
发信站: 哈工大紫丁香 (Tue Sep  9 12:42:50 2003)

高质量C++/C编程指南（10）

------------------------------------------------------------------------------
--

2002年08月08日 21:12:21 www.fanqiang.com

第10章类的继承与组合

    对象（Object）是类（Class）的一个实例（Instance）。如果将对象比作房子，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容易的，难的是正确设计基类及其派生类。本
章仅仅论述“继承”（Inheritance）和“组合”（Composition）的概念。

    注意，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 继承
    如果A是基类，B是A的派生类，那么B将继承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继承了函数Func1
              b.Func2();              // B从A继承了函数Func2
              b.Func3();
              b.Func4();
}

    这个简单的示例程序说明了一个事实：C++的“继承”特性可以提高程序的可复用性。
正因为“继承”太有用、太容易用，才要防止乱用“继承”。我们应当给“继承”立一些
使用规则。

【规则10-1-1】如果类A和类B毫不相关，不可以为了使B的功能更多些而让B继承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。

【规则10-1-2】若在逻辑上B是A的“一种”（a kind of ），则允许B继承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
{
                  …
};

【规则10-1-2】看起来很简单，但是实际应用时可能会有意外，继承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）是一种特殊的椭圆（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，如果圆继承了椭圆的长轴和短轴，岂非
画蛇添足？

    所以更加严格的继承规则应当是：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，则允许B继承A的功能和属性。

    10.2 组合

【规则10-2-1】若在逻辑上A是B的“一部分”（a part of），则不允许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H
ead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

    如果允许Head从Eye、Nose、Mouth、Ear派生而成，那么Head将自动具有Look、 Smel
l、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“继承”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。

--
锦瑟
锦瑟无端五十弦，一弦一柱思华年。
庄生晓梦迷蝴蝶，望帝春心托杜鹃。
沧海月明珠有泪，蓝田日暖玉生烟。
此情可待成追忆，只是当时已惘然。

※ 来源:．哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn [FROM: 202.118.4.238]

C_and_CPP 版 (精华区)