条款38：通过复合塑模出has-a或“根据某物实现出”

1.前言

复合是类型之间的一种关系，当某种类型的对象内含它种类型的对象，便是这种关系。比如以下例子：

class Address{...};//某人的住址
class PhoneNumber{....};
class Person{

    public:
        ...
    private:
        std::string name;
        Address address;
        PhoneNumber voiceNumber;
        PhoneNumber faxNumber;

};

在本例中，Person对象由string ,Address,PhoneNumber构成。复合这个术语有多种意思：containment(内含)，aggregation(聚合)，embedding(内嵌)。

2.实例分析

复合实际上有两个意义，复合意味着has-a（有一个）或（is-implemented-terms-of）（根据某物实现出）。程序中的对象其实相当于你所塑造的世界中的某些事物，比如人，汽车，一张张视频画面等等，这些对象都属于应用域部分。其它对象则是纯粹为了实现细节的人工制品，像是缓冲区，互斥器，查找树等，这些对象相当于你的软件实现域。当复合发生在应用域的对象之间，表现出has-a的关系；当它发生于实现域内则是表现is-implemented-in-terms-of的关系。

上述的Person class示范has-a关系。Person有一个名称，一个地址，以及语音和传真两笔电话号码。大多数人对区分is-a和has-a感到困惑。

比较麻烦的是区分is-a（是一种）和is-implemented-in-terms-of(根据某物实现出)这两种关系。假设你需要一个template，希望编写一个classes用来表现出不重复对象组成的sets。由于复用是件很美妙的事情，第一直觉是采用标准程序提供的set template。

然而set的实现往往会导致“每个元素耗用三个指针”的额外开销。因为sets通常以平衡查找树（balanced search trees）实现完成，使得它们在查找，安插，移除元素时保证拥有对数时间的效率。当速度比空间重要时，这是个合理的设计。但是当空间比速度重要的情况下，此时那个设计似乎显得不合理。

实现sets的方法有很多，其中一种就是在底层采用linked lists，而你又刚好知道，标准程序库有一个list template，于是决定采用它。

更明确地说，你决定让你那个萌芽中地set template继承std::list。也就是让Set继承list。毕竟在你的实现理念中Set对象其实是个list对象。于是设计了Set template如下：

template  //将list应用于Set.错误做法
class Set:public std::list {...};

没件事看上去都很好，但实际上有些东西是完全错误地，如条款32所说：如果D是一种B，对B为真地每一件事也都应该为真。但List可以内含重复元素，如果数值3052被插入到list两次，那么List将内含两笔3051.Set不可以内含重复地元素，如果数值3051被插入Set两次，这个set只内含一笔3051，因此set是一种list并不为真。

由于这两个classes之间并非is-a的关系，所以public继承并不适合用来塑模它们。正确的做法是应该了解set对象可根据一个list对象实现出来：

template
class Set{

    public:
        bool member(const T& item) const;
        void insert(const T& item);
        void remove(const T& item);
        std::size_t_size() const;
    private:
        std::list rep;//用来表述Set的数据
};

Set的成员函数可以大量依赖list及标准程序库提供的其它部分机能来完成，所以实现很直观也很简单，只要你熟悉以STL编写程序：

template
bool Set::member(const T& item) const
{

    return std::find(rep.begin(),rep.end(),item)!=rep.end();
}
template
void Set::insert(const T& item)
{
    if(!member(item)) rep.push_back(item);
}
template
void Set::remove(const T& item)
{
    typename std::list::iterator it=std::find(rep.begin(),rep.end(),item);
    if(it!=rep.end()) rep.erase(it);
}
template
std::size_tSet::size() const
{
    return rep.size();
}

这些函数如此简单，因为都适合声明为inline。

3.总结

（1）复合的意义和public继承完全不同

（2）在应用领域（application domain），复合意味着has-a(有一个)。在实现域，复合意味着is-implemented-in-terms-of(根据某物实现出)