合成復用原則又稱為組合/聚合復用原則(composition/aggregate reuse principle, carp),其定義如下:
合成復用原則(composite reuse principle, crp):盡量使用對象組合,而不是繼承來達到復用的目的。
合成復用原則就是在一個新的對象里通過關聯關系(包括組合關系和聚合關系)來使用一些已有的對象,使之成為新對象的一部分;新對象通過委派調用已有對象的方法達到復用功能的目的。簡言之:復用時要盡量使用組合/聚合關系(關聯關系),少用繼承。
在面向對象設計中,可以通過兩種方法在不同的環境中復用已有的設計和實現,即通過組合/聚合關系或通過繼承,但首先應該考慮使用組合/聚合,組合/聚合可以使系統更加靈活,降低類與類之間的耦合度,一個類的變化對其他類造成的影響相對較少;其次才考慮繼承,在使用繼承時,需要嚴格遵循里氏代換原則,有效使用繼承會有助于對問題的理解,降低復雜度,而濫用繼承反而會增加系統構建和維護的難度以及系統的復雜度,因此需要慎重使用繼承復用。
通過繼承來進行復用的主要問題在于繼承復用會破壞系統的封裝性,因為繼承會將基類的實現細節暴露給子類,由于基類的內部細節通常對子類來說是可見的,所以這種復用又稱“白箱”復用,如果基類發生改變,那么子類的實現也不得不發生改變;從基類繼承而來的實現是靜態的,不可能在運行時發生改變,沒有足夠的靈活性;而且繼承只能在有限的環境中使用(如類沒有聲明為不能被繼承)。
擴展
對于繼承的深入理解,大家可以參考《軟件架構設計》一書作者溫昱先生的文章——《見山只是山見水只是水——提升對繼承的認識》。
由于組合或聚合關系可以將已有的對象(也可稱為成員對象)納入到新對象中,使之成為新對象的一部分,因此新對象可以調用已有對象的功能,這樣做可以使得成員對象的內部實現細節對于新對象不可見,所以這種復用又稱為“黑箱”復用,相對繼承關系而言,其耦合度相對較低,成員對象的變化對新對象的影響不大,可以在新對象中根據實際需要有選擇性地調用成員對象的操作;合成復用可以在運行時動態進行,新對象可以動態地引用與成員對象類型相同的其他對象。
一般而言,如果兩個類之間是“has-a”的關系應使用組合或聚合,如果是“is-a”關系可使用繼承。"is-a"是嚴格的分類學意義上的定義,意思是一個類是另一個類的"一種";而"has-a"則不同,它表示某一個角色具有某一項責任。
下面通過一個簡單實例來加深對合成復用原則的理解:
sunny軟件公司開發人員在初期的crm系統設計中,考慮到客戶數量不多,系統采用mysql作為數據庫,與數據庫操作有關的類如customerdao類等都需要連接數據庫,連接數據庫的方法getconnection()封裝在dbutil類中,由于需要重用dbutil類的getconnection()方法,設計人員將customerdao作為dbutil類的子類,初始設計方案結構如圖1所示:
圖1 初始設計方案結構圖
隨著客戶數量的增加,系統決定升級為oracle數據庫,因此需要增加一個新的oracledbutil類來連接oracle數據庫,由于在初始設計方案中customerdao和dbutil之間是繼承關系,因此在更換數據庫連接方式時需要修改customerdao類的源代碼,將customerdao作為oracledbutil的子類,這將違反開閉原則。【當然也可以修改dbutil類的源代碼,同樣會違反開閉原則。】
現使用合成復用原則對其進行重構。
根據合成復用原則,我們在實現復用時應該多用關聯,少用繼承。因此在本實例中我們可以使用關聯復用來取代繼承復用,重構后的結構如圖2所示:
圖2 重構后的結構圖
在圖2中,customerdao和dbutil之間的關系由繼承關系變為關聯關系,采用依賴注入的方式將dbutil對象注入到customerdao中,可以使用構造注入,也可以使用setter注入。如果需要對dbutil的功能進行擴展,可以通過其子類來實現,如通過子類oracledbutil來連接oracle數據庫。由于customerdao針對dbutil編程,根據里氏代換原則,dbutil子類的對象可以覆蓋dbutil對象,只需在customerdao中注入子類對象即可使用子類所擴展的方法。例如在customerdao中注入oracledbutil對象,即可實現oracle數據庫連接,原有代碼無須進行修改,而且還可以很靈活地增加新的數據庫連接方式。