软件设计原则----合成/聚合复用原则（CARP）

“要尽量使用合成/聚合，尽量不要使用继承。”

陈述：

在一个新的对象里面使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分，新对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。

引入：

如我们所知，在面向对象设计里，不同环境中复用已有设计和实现的基本方法：

1. 继承。
2. 合成/聚合。

1、继承复用

继承复用通过扩展一个已有对象的实现来得到新的功能，基类明显地捕获共同的属性和方法，而子类通过增加新的属性和方法来扩展超类的实现。继承是类型的复用。

继承复用的优点：

• 新的实现较为容易，因为超类的大部分功能可通过继承关系自动进入子类；
• 修改或扩展继承而来的实现较为容易。

继承复用的缺点：

• 继承复用破坏封装，因为继承将超类的实现细节暴露给子类。“白箱”复用；
• 如果超类的实现发生改变，那么子类的实现也不得不发生改变。
• 从超类继承而来的实现是静态的，不可能再运行时间内发生改变，因此没有足够的灵活性。

2、合成/聚合复用

由于合成/聚合可以将已有的对象纳入到新对象中，使之成为新对象的一部分，因此新的对象可以调用已有对象的功能，

其优点在于：

• 新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口；
• 成分对象的内部细节对新对象不可见。 “黑箱”复用；
• 该复用支持封装。
• 该复用所需的依赖较少。
• 每一个新的类可将焦点集中在一个任务上。
• 该复用可在运行时间内动态进行，新对象可动态引用于成分对象类型相同的对象。

 缺点：

• 通过这种复用建造的系统会有较多的对象需要管理。
• 为了能将多个不同的对象作为组合块（composition block）来使用，必须仔细地对接口进行定义。 

 要正确的选择合成/复用和继承，必须透彻地理解里氏替换原则和Coad法则。

Coad法则由Peter Coad提出，总结了一些什么时候使用继承作为复用工具的条件。 Coad法则：

只有当以下Coad条件全部被满足时，才应当使用继承关系：

1. 子类是超类的一个特殊种类，而不是超类的一个角色。区分“Has-A”和“Is-A”。只有“Is-A”关系才符合继承关系，“Has-A”关系应当用聚合来描述。 
2. 永远不会出现需要将子类换成另外一个类的子类的情况。如果不能肯定将来是否会变成另外一个子类的话，就不要使用继承。 
3. 子类具有扩展超类的责任，而不是具有置换掉（override）或注销掉（Nullify）超类的责任。如果一个子类需要大量的置换掉超类的行为，那么这个类就不应该是这个超类的子类。 
4. 只有在分类学角度上有意义时，才可以使用继承。不要从工具类继承。 

错误地使用继承而不是合成/聚合的一个常见原因是错误的把“Has-A”当成了“Is－A”。
“Is－A”代表一个类是另外一个类的一种；
“Has-A”代表一个类是另外一个类的一个角色，而不是另外一个类的特殊种类。 

例如：如果我们把“人”当成一个类，然后把“雇员”，“经理”，“学生”当成是“人”的子类。
错误在于把“角色”的等级结构和“人”的等级结构混淆了。“经理”，“雇员”，“学生”是一个人的角色，一个人可以同时拥有上述角色。如果按继承来设计，那么如果一个人是雇员，就不可能是经理，也不可能是学生，显然不合理。
正确的设计是有个抽象类“角色”，“人”可以拥有多个“角色”（聚合），“雇员”，“经理”，“学生”是“角色”的子类。

注意：

里氏替换原则是继承复用的基础。
只有两个类满足里氏替换原则的时候，才可能是“Is-A”关系。
如果两个类是“Has-A”关系而非“Is-A”关系，但是设计成了继承，那么肯定违反里氏替换原则。

总结：

• 组合与继承都是重要的复用方法
• 在OO开发的早期，继承被过度地使用
• 随着时间的发展，人们发现优先使用组合可以获得复用性与简单性更佳的设计
• 可以通过继承，扩充（enlarge）可用的组合类集（the set of composable classes）
• 组合与继承可以一起工作
• 基本法则是：优先使用对象组合，而非（类）继承

参考资源：

《设计模式：可复用面向对象软件的基础》，ERICH GAMMA RICHARD HELM RALPH JOHNSON JOHN VLISSIDES著作，李英军 马晓星 蔡敏 刘建中译，机械工业出版社，2005.6

《敏捷软件开发：原则、模式与实践》，Robert C. Martin著，邓辉译，清华大学出版社，2003.9

《设计模式解析》，Alan Shalloway等著（徐言声译），人民邮电出版社，2006.10