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高质量C++/C编程指南(第10章 类的继承与组合) (转)

原创 IT综合 作者:amyz 时间:2007-11-02 16:03:47 0 删除 编辑
高质量C++/C编程指南(第10章 类的继承与组合) (转)[@more@] 

第10章 类的继承与组合

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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

{

  …

};

 

注意事项

【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

 

如果允许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。

 

 


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