应需而变-聚合优先于继承机制的原理分析

从现实对象来看 ， 对象 问如果发生联 系， 我们称为耦合关 系， 它不外乎 Ｉ ｓ继承关系和 ＵＳ Ｅ使用关系 。Ｉ Ｓ关系 ， 表示 一 个对象继承来 自另一个 更本质特征 的对象 的特征 ，并加入 了 新的特征 ， 使用术语继承来表示 Ｉ Ｓ关 系 。ＵＳ Ｅ关 系 ， 表 示 两 个 对 象 间发 生 着 消 息传 递 （ 类似于 函数调用） 的使 用 关 系 。 最 强烈的 ＵＳ Ｅ关系称之 为聚合， 它表示事物 间的一种组成包含 。 继承与 聚合本是 没有 多少关联 的平行范畴 ，却 因为实 际应 用 系统可能 的弹性 需求 变化 ， 变得 需要灵活交替使用 。
板支 持使 用未定类 型的名称作为类型使用 ： 如果 定义一个 函数使用未定类型名称 （ 称为函数模板） ， 那么 当发 生函数调用绑定时再 由编译器展开生成具体的模板 函数 。 具体 的类型是 由函数 实参传递 到函数 定义中的形参 的； 如果定义一个类使用未定类型名称 （ 称为类模板） ， 在实例化 该类的对象时传入具体类型， 然后编译器展开生成具体的模板类。 静态 多态告诉我们编译器具有实际判断具体类型进行适 配的能力： 重载是我们主动提供 不同类型的版 本； 模板则提供 了可使用通用类型 ，后使用时再传递具体类型让编译器去实 际创 建具体类型版本的能力 。 １ ． ２ 动 态 多态
ｖ ｏ ｉ ｄ ｍａ ｉ ｎ （ ）
｛ ５ ） ：｝ 一 一 一言
对象间具有依赖 、 关联 、 聚合 ，以及 继承这 四种基本关系 （ 还可 复合 组成 一些复杂关系） ， 提 出这 四种 关系的 目的， 是希 望建立的模型具有完备表达 能力，能准确模拟现实世界对 象 系统。从本质来说 ， 软件解决 的是现实世界 人、 物相互动作 的
标代 码机 器化 ，未竟的事业 留待运行到这一句时再动态绑定 次 。动 态绑定意味着要编译器在遇到某些 函数调用时先放
一
弃静态绑定， 所 以也称 迟滞 编译。具体做 法是： 使用 ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ 关 键字标识要推迟绑定 的函数 。 ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ 函数作用于成员函数， 有 两层涵义 ： 推迟绑定； 一旦一个函数定义为ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ， 就 意味着它 所在的类的派生类可 以改写这个 函数业务逻辑规则 。 动态多态 的意义在于 当使用基类类型 的访 问形式 （ 但基 类指针或基类 引用实际存储指 向的对象变化不定） 时， 该机制 提供 了更高层次意义上 的代码适应变化 的能力 ： （ １ ） 服务方在基类 中定义缺省规则给出一个常规的业务处 理实现 （ 也可 以不定义仅给声 明） ， 该 函数定义为 ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ 虚 函 数， 意味 着 可 以被 派 生 类 覆 盖 改 写 ； （ ２ ） 服务 方定义多个派生类， 定 义 预 见 到 的不 同版 本 业 务 逻辑规则实现 ， 实则定义了多个不 同的改写 ； （ ３ ） 客户方可根据业务变化需要定义新的派生类业务逻辑； （ ４ ）使 用 基 类 指 针 或 引用 的形 式 调 用 该 函数 。 下面 的代码示例 中， 仅凭客户端代码 ｐ ． ＞ ｆ 【 ） 函数调用这一 句 己不 能准确 判定是何种绑定（ Ａ： ： ｆ ｏ ｒ Ｂ： ： ｆ ｏ ｒ Ｃ： ： ｆ ） ， 而要根 据上 下文 （ ｐ类型 以及具体指 向） 以及 ｆ 绑定类型 （ ｖ ｉ ｔ ｒ ｕ ａ ｌ 动态 绑定类型函数 ｏ ｒ 静态绑定类型普通 函数） ：
无能为力 了。也就 是说， 一旦 继承 了某 类， 那么就 具有 了该类 的全部静态 的属 性和方法 ，在编译期就绑定好 了这 些特征无 法卸除 。 如果使用 聚合 ， 就有动态加载给 它变化能力 的可能 。 在 Ｇｏ Ｆ提 出的 ２ ３种设计模式 中， 聚合 替换继承 常被 用于组 织 易变功 能的对 象实体， 但其机 理尚值得深入研究 。
（ 湖北经济学院 信息管理学院 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ２ ０ ５ ）
摘要 ：信息 管理 系统 面临的 困境是应用 多变，开发能适应 未来需求变更 的弹性应用持 续成为面向对象方法 学研 究的热 点。 本文从 面向对 象的两个基本特 性聚合和继承 出发 ， 试图挖掘 分析聚合优先 于继承 的本质原 因 ， 指 出聚合优先 于继承
定义： 推迟绑 定， 在运行时再进行一次编译绑定 。 动 态 多 态 ，意 即 需 要 再 运 行 时 再 确 定 具 体 调 用 的函 数 形 式，也称 为动态绑定 。编译阶段实际没有完成对源代码 的 目
继承是编译 时静 态确定的类属性结构 ，一旦一个类 继承 了另一个类 时， 它就是基类类 型的型， 没法动态 的让它变成 另
对 ｍａ ｉ ｎ内的函数调用 ， 编译后存储为 ｆ ＠ｉ ｎ ｔ 的形式 ， ｉ ｎ ｔ
表示参数类 型。 显然 ， 我们可 以得 出函数重载与模板 都是静态 多态 。
机器替代 ， 或部分替代 问题 。因此 ， 首先需要分析现实世界 的 人、 物 互动 ， 然后用软件代 码来模拟 。
２ ０ １ ４年 第 １期
（ 总第 １ ３ ３ 期）
信 息 通 信
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（ Ｓ ｕ ｍ ．Ｎ ｏ １ ３ ３ ）
应 需而变一 聚合优 先于继承机制 的原理 分析
刘鹏远 ， 关培 超 ， 包 琼
个类 。以一 台智能洗衣 机为例 ， 如果还想它变成烘干机、 熨 烫机怎么办 ？或 者哪一天要去掉洗衣 的功 能，让 它只是一台
一
智能扫地机 该怎么办 ？对于还想让它能烘干机 、熨烫机 的需 求， 简单 的再增加 它的父类烘干机 、 熨烫机继承 即可 ， 但 如果 要去掉洗衣 、 烘干 和熨烫的功能 ， 让它 只能是扫地机 ， 继承 就
（ １ ） 重载 （ Ｏ ｖ ｅ ｒ ｌ ｏ ａ ｄ ） ： 可在 同域书写多个同名但不同参数 类型和参数个 数的函数， 它们之 间形成重载关 系。 （ ２ ） 模板 （ Ｔ ｅ ｍｐ ｌ ａ ｔ ｅ ） （ Ｊ Ａ Ｖ Ａ 中称 为泛 型 Ｇ ｅ ｎ ｅ ｉ ｔ ｃ ｔ ｙ ｐ ｅ ） ： 模
的原 则， 并给 出丰 富示例 以演示体 系结构类设计 的持 续改进过程 。 关键词 ： 继承 ； 聚合 ； 两类多态 ； 设 计 模 式 中图分类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ０ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ — １ １ ３ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ １ １ ７ — ０ ３