Java 设计模式6大原则之(五)：合成/聚合复用原则

  目录

        Java 设计模式6大原则之(一)：开闭原则

        Java 设计模式6大原则之(二)：里氏替换原则

        Java 设计模式6大原则之(三)：依赖倒置原则

        Java 设计模式6大原则之(四)：接口隔离原则

        Java 设计模式6大原则之(五)：合成/聚合复用原则

        Java 设计模式6大原则之(六)：迪米特法则

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合成/聚合复用原则

• 定义

        合成/聚合复用原则经常叫做合成复用原则。该原则就是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；新的对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。尽量使用对象组合，而不是继承来达到复用的目的。

• 概述

        在面向对象设计中，可以通过两种方法在不同的环境中复用已有的设计和实现，即通过组合/聚合关系或通过继承，但首先应该考虑使用组合/聚合，组合/聚合可以使用系统更加灵活，降低类与类之间的耦合度，一个类的变化对其他类的影响相对较少；其次才考虑继承，在使用继承时，需要严格遵循里氏替换原则，有效使用继承会有助于对问题的理解，降低复杂度，而滥用继承反而会增加系统构建和维护的难度以及系统的复杂度，因此需要谨慎使用继承复用。

• 作用

        由于组合或聚合关系可以将已有的对象（也可称为成员对象）纳入到新对象中，使之成为新对象的一部分，因此新对象可以调用已有对象的功能，这样做可以使得成员对象的内部实现细节对于新对象不可见，所以这种复用又称为“黑箱”复用，相对继承关系而言，其耦合度相对较低，成员对象的变化对新对象的影响不大，可以在新对象中根据实际需要有选择性地调用成员对象的操作；合成复用可以在运行时动态进行，新对象可以动态地引用与成员对象类型相同的其他对象。

• 案例

        ○ 组合（Composition）contains-a关系

           组合关系表示事物的整体/部分关系的较强的情况，组合关系的类具有相同的生命周期。比如类A中包含了类B的一个引用b，当类A消亡时，b这个引用所指向的对象也同时消亡，这种情况称为组合，比如任何大脑。

        ○ 聚合（Aggregation）has-a关系

           聚合关系表示事物的整体/部分关系的较弱情况，当类A对象消亡时，类B不会消亡，因为可能还有其他对象指向了它。比如人和电脑。

        ○ 生动的案例

           一直野狼单独很难捕获到猎物，所以它们一直过着群居的生活，不容易被饿死，这样就有了狼群。每一只野狼都有自己的狼群，每个狼群都有好多野狼，野狼与狼群的这种关系就可以称之为聚合，另外每只野狼都有4条狼腿，野狼与狼腿的关系就叫做组合。

由此可见，聚合的关系明显没有组合紧密，野狼不会因为它们的群主将狼群解散而无法生存，而狼腿就无法脱离野狼而单独生存。

• 组合关系

//野狼类
public class Wolf {
    //狼腿
    public Legs legs;
    
    public Wolf(){
        legs = new Legs();    
    }
}

组合关系的类里含有另一个类的实例化。

野狼类（Wolf）在实例化之前，一定要先实例化狼腿类（Legs）两个类紧密耦合在一起，它们有相同的生命周期，狼腿类（Legs）不可以脱离野狼类（Wolf）而独立存在。

在组合关系中，客户端只认识野狼类，根本就不知道狼腿类的存在，因为狼腿类被严密的封装在野狼类中。

• 聚合关系

//狼群类
class WolfGroup {
    //狼
    public Wolf wolf;
    
    public WolfGroup(Wolf wolf){
        this.wolf = wolf;    
    }
}

        聚合关系的类里含有另一个类作为参数。

        狼群类（WolfGroup）的构造函数中要用到野狼（Wolf）作为参数把值传进去，野狼类（Wolf）可以脱离狼群而独立存在

        在聚合关系中，客户端可以同时了解狼群类和野狼类，因为他们都是独立的

        ○ 经典案例

        在我们的日常开发中，经常遇到数据源切换的问题，比如早期我们采用的是MySQL数据库，为此我们开发了一个针对MySQL数据库的MySQLBDUtil类，主要给其他Dao层提供SQL操作，该DBUtil中封装了数据库的连接，执行及关闭方法。由于该类给每个Dao都提供支持，考虑到重用性，所有的Dao层都继承MySQLDBUtil类，这样方便直接调用数据库执行方法，就这样用得很愉快。

但随着客户需求的变更，现要切换成Oracle数据库，所以我们新增了一个OracleDBUtil类来支持该数据库的连接、执行及关闭功能。由于之前的Dao层设计为继承MySQLDBUtil，所以无法继续继承OracleDBUtil，这样也违反开闭原则。现在采用组合复用原则对其代码进行重构。

根据合成复用原则，我们在实现复用时应该多用关联，少用继承。因此在本实例中我们可以使用关联复用来取代继续复用，重构后的结构如下图所示

在上图中UserDao和DBUtil中的关系由继承关系变为关联关系，采用依赖注入的方式将DBUtil注入到UserDao中；如果需要对DBUtil的功能进行扩展，可以通过其子类来实现，如通过子类OracleDBUtil来连接Oracle数据库，通过MySQLDBUtil来连接MySQL数据库，根据里氏替换原则DBUtil的子类可以覆盖DBUtil对象，只需要将传入对象换成子类即可，原有代码无需修改，而且可以更加灵活的增加新的数据库连接方式。

• 总结

        合成和聚合均是关联关系的特殊情况，它的优点是能够直接黑箱复用组合类的其他属性和行为，因为组合对象内部细节是当前对象无法看见的，所以这种复用所需的依赖较少，组合类内部的实现动态发生改变对当前对象造成的影响会比较少。