设计原则之合成复用原则(含UML类图的完整例子)
设计原则之合成复用原则
1.合成复用原则
1.1 定义
合成复用原则（Composite Reuse Principle，CRP）又叫组合/聚合复用原则（Composition/Aggregate Reuse Principle，CARP）。它要求在软件复用时，要尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现，其次才考虑使用继承关系来实现。
如果要使用继承关系，则必须严格遵循里氏替换原则。合成复用原则同里氏替换原则相辅相成的，两者都是开闭原则的具体实现规范。
合成复用原则的重要性
通常类的复用分为继承复用和合成复用两种，继承复用虽然有简单和易实现的优点，但它也存在以下缺点。
1).继承复用破坏了类的封装性。因为继承会将父类的实现细节暴露给子类，父类对子类是透明的，所以这种复用又称为“白箱”复用。
2).子类与父类的耦合度高。父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化，这不利于类的扩展与维护。
3).它限制了复用的灵活性。从父类继承而来的实现是静态的，在编译时已经定义，所以在运行时不可能发生变化。
采用组合或聚合复用时，可以将已有对象纳入新对象中，使之成为新对象的一部分，新对象可以调用已有对象的功能，它有以下优点。
1).它维持了类的封装性。因为成分对象的内部细节是新对象看不见的，所以这种复用又称为“黑箱”复用。
2).新旧类之间的耦合度低。这种复用所需的依赖较少，新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。
3).复用的灵活性高。这种复用可以在运行时动态进行，新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象。
1.2 UML类图
1.3 问题由来
汽车按“动力源”划分可分为汽油汽车、电动汽车等；按“颜色”划分可分为白色汽车、黑色汽车和红色汽车等。如果同时考虑这两种分类，其组合就有6种。将上述业务用代码实现，如果只用继承复用，那么最后有6个子类白色油车、黑色油车、红色油车、白色电动汽车、黑色电动汽车、红色电动汽车。这种情况实现方式，会导致子类过多的情况出现。 并且当增加新的“动力源”或者增加新的“颜色”都要修改源代码，这违背了开闭原则，显然不可取。
public abstract class Car
{
abstract void run();
}
public class ElectricCar extends Car
{
@Override
void run()
{
System.out.println("电动汽车");
}
}
public class PetrolCar extends Car {
@Override
void run()
{
System.out.println("汽油汽车");
}
}
public class BlackElectricCar extends ElectricCar
{
public void appearance()
{
System.out.print("黑色");
super.run();
}
}
public class BlackPetrolCar extends PetrolCar
{
public void appearance()
{
System.out.print("黑色");
super.run();
}
}
public class RedElectricCar extends ElectricCar
{
public void appearance()
{
System.out.print("红色");
super.run();
}
}
public class RedPetrolCar extends PetrolCar
{
public void appearance()
{
System.out.print("红色");
super.run();
}
}
public class WhiteElectricCar extends ElectricCar
{
public void appearance()
{
System.out.print("白色");
super.run();
}
}
public class WhitePetrolCar extends PetrolCar
{
public void appearance()
{
System.out.print("白色");
super.run();
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
RedElectricCar redElectricCar = new RedElectricCar();
redElectricCar.appearance();//红色电动汽车
}
}
1.4 实现思路
采用组合或聚合复用方式，第一步先将将颜色Color抽象为接口，有白色，黑色，红色三个颜色实现类，第二步将Color对象组合在汽车Car类中，最终我们只需要生成5个类，就可以实现上诉功能。同时当增加新的“动力源”或者增加新的“颜色，都不要修改源代码，只要增加实现类就可以。
1.5 解决方案
代码修改如下：
public abstract class Car
{
abstract void run();
Color color;
public Color getColor() {
return color;
}
public void setColor(Color color) {
this.color = color;
}
}
public interface Color
{
void colorKind();
}
public class ElectricCar extends Car
{
@Override
void run()
{
System.out.println("电动汽车");
}
}
public class PetrolCar extends Car {
@Override
void run()
{
System.out.println("汽油汽车");
}
}
public class White implements Color{
@Override
public void colorKind()
{
System.out.println("白色");
}
}
public class Black implements Color{
@Override
public void colorKind()
{
System.out.println("黑色");
}
}
public class Red implements Color{
@Override
public void colorKind()
{
System.out.println("红色");
}
}
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
ElectricCar electricCar = new ElectricCar();
White color = new White();
electricCar.setColor(color);
electricCar.getColor().colorKind();//白色
electricCar.run();//电动汽车
}
}