组合（Composition） 和 聚合（Aggregation） 是面向对象编程中的两种常见关系，它们都表示“整体-部分”或“拥有”的关系

组合（Composition） 和 聚合（Aggregation） 是面向对象编程中的两种常见关系，它们都表示“整体-部分”或“拥有”的关系，但在语义和实现方式上有所不同。理解这两者有助于更好地设计类之间的关系和结构。

1. 组合（Composition）

基本概念

• 组合表示一种强的“整体-部分”关系，通常也称为“has-a”关系。一个类作为整体（Whole），由多个部分（Part）构成。
• 组合关系中的部分对象完全依赖于整体对象的存在。如果整体对象被销毁，部分对象也会随之销毁。

实现方式

• 在组合中，部分对象通常作为整体对象的成员变量被包含在类中。部分对象的生命周期由整体对象管理，通常是在整体对象创建时初始化，并在整体对象销毁时销毁。

示例

#include 

class Engine {
public:
    Engine() {
        std::cout << "Engine created" << std::endl;
    }
    ~Engine() {
        std::cout << "Engine destroyed" << std::endl;
    }
};

class Car {
private:
    Engine engine;  // Engine 是 Car 的一部分

public:
    Car() {
        std::cout << "Car created" << std::endl;
    }
    ~Car() {
        std::cout << "Car destroyed" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Car myCar;  // 当 Car 对象创建时，Engine 对象也会创建
    return 0;   // 当 Car 对象销毁时，Engine 对象也会销毁
}

解释：

• 在这个例子中，Car 类中包含了一个 Engine 对象，表示组合关系。
• 当 Car 对象创建时，Engine 对象也随之创建；当 Car 对象销毁时，Engine 对象也随之销毁。这表明 Engine 对象的生命周期完全依赖于 Car 对象。

2. 聚合（Aggregation）

基本概念

• 聚合也表示“整体-部分”关系，但它是一种较弱的关系。部分对象可以独立存在于整体对象之外，整体对象与部分对象之间存在“has-a”关系，但不是“拥有”关系。
• 在聚合关系中，部分对象的生命周期独立于整体对象。即使整体对象销毁，部分对象仍然可以继续存在。

实现方式

• 在聚合中，部分对象通常作为整体对象的成员变量，但它们是通过外部传递进来的（例如通过构造函数、setter方法等），而非由整体对象直接创建和销毁。

示例

#include 

class Engine {
public:
    Engine() {
        std::cout << "Engine created" << std::endl;
    }
    ~Engine() {
        std::cout << "Engine destroyed" << std::endl;
    }
};

class Car {
private:
    Engine* engine;  // Engine 通过指针被 Car 引用，表示聚合关系

public:
    Car(Engine* eng) : engine(eng) {
        std::cout << "Car created" << std::endl;
    }
    ~Car() {
        std::cout << "Car destroyed" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Engine* myEngine = new Engine();  // Engine 独立创建
    Car myCar(myEngine);              // Car 使用外部的 Engine 对象
    delete myEngine;                  // 手动销毁 Engine 对象
    return 0;
}

解释：

• 在这个例子中，Engine 对象是独立创建的，Car 类通过指针引用这个 Engine 对象，表示聚合关系。
• Engine 对象的生命周期不依赖于 Car 对象，哪怕 Car 对象销毁了，Engine 对象仍然可以存在或被其他对象使用。

3. 区别总结

• 生命周期依赖性：

  • 组合：部分对象的生命周期完全依赖于整体对象，整体对象销毁时，部分对象也会销毁。
  • 聚合：部分对象的生命周期独立于整体对象，部分对象可以在整体对象销毁后继续存在。

• 所有权：

  • 组合：整体对象“拥有”部分对象，整体对象负责创建和销毁部分对象。
  • 聚合：整体对象与部分对象之间没有强的所有权关系，部分对象通常是外部传递进来的，并且外部可能仍然持有对部分对象的控制权。

• 实现方式：

  • 组合：部分对象作为类的成员变量直接包含在整体对象中。
  • 聚合：部分对象通过指针或引用传递到整体对象中，并在整体对象中存储其引用。

4. 何时使用组合与聚合？

• 使用组合：

  • 当部分对象不能独立存在，且其生命周期应该完全依赖于整体对象时，例如：Person 类和 Heart 类，Heart 是 Person 的一部分，不能独立存在。

• 使用聚合：

  • 当部分对象可以独立存在，并且可能会被多个整体对象共享时，例如：Library 类和 Book 类，Book 可以独立存在，并且可以属于不同的 Library 对象。

5. 总结

组合和聚合都是表示类之间“整体-部分”关系的概念。组合强调部分对象依赖于整体对象，而聚合则允许部分对象独立于整体对象存在。在设计类之间的关系时，根据需求选择使用组合或聚合，可以帮助构建更清晰、逻辑更合理的系统。