Change Unidirectional Association to Bidirectional

Summary:两个类都需要使用对方特性,但其间只有一条单向连接。添加一个反向指针,并使修改函数能够同时更新两条连接。

Change Unidirectional Association to Bidirectional                                               

动机:

  开发初期,你可能会在两个类之间建立一条单向连接,使其中一个类可以引用另一个类。随着时间推移,你可能发现被引用类需要得到其引用者以便进行某些处理。也就是说它需要一个反向指针。但指针是一种单向连接,你不可能反向操作它。通常你可以绕道而行,虽然会耗费一些计算时间,成本还算合理,然后你可以在被引用类中建立一个函数专门负责此行为。但是,有时候想绕过这个问题并不容易,此时就需要建立双向引用关系,或称为反向指针。如果使用不当,反向指针很容易造成混乱;但只要你习惯了这种手法,它们其实并不是太复杂。

“反向指针”手法有点棘手,所以在你能够自如运用之前,应该由相应的测试。通常我不花心思去测试访问函数,因为普通访问函数的风险没有高到需要测试的地步,但本重构要求测试访问函数,所以它是极少数需要添加测试的重构手法之一。

本重构运用反向指针实现双向关联。其他技术(例如连接对象)需要其他重构手法。

做法:

1.在被引用类中增加一个字段,用以保存反向指针。

2.决定由哪个类引用端还是被引用端控制关联关系

3.在被控端建立一个辅助函数,其命名应该清楚指出它的有限用途。

4.如果既有的修改函数在控制端,让它负责更新反向指针。

5.如果既有的修改函数在被控端,就在控制端建立一个控制函数,并让既有的修改函数调用这个新建的控制函数。

范例:

 下面是一段简单程序,其中有两个类:表示“订单”的Order和表示“客户”的Customer。Order引用了Customer,Customer并没有引用Order:

class Order ...
Customer getCustomer(){
    return _customer;
}
void setCustomer (Customer arg){
    _customer = arg;
}
Cusotmer _customer;

首先,要为Customer添加一个字段。由于一个客户可以拥有多份订单,所以这个新增字段应该是个集合。我们不希望同一份订单在同一个集合中出现一次以上,所以这里适合使用set:

class Customer{
    private Set _orders = new HashSet();

现在,我们需要决定由哪一个类负责控制关联关系。我比较喜欢让但各类来操控,因为这样就可以将所有处理关联关系的逻辑集中安置于一地。我将按下列步骤做出这一决定。

 1.如果两者都是引用对象,而其间的关联是“一对多”关系,那么就由“拥有单一引用”的那一方承担“控制着”角色。以本例而言,如果一个客户可拥有多份订单,那么就有Order类来控制关联关系。

2.如果某个对象是组成另一个对象的部件,那么由后者负责控制关联关系。

3.如果两者都是引用对象,而其间的关联是“多对多”关系,那么随便其中哪个对象来控制关联关系,都无所谓。

本例之中,由于Order负责控制关联关系,所以我必须为Customer添加一个辅助函数,让Order可以直接访问_orders集合。Order的修改过函数将使用这个辅助函数对指针两端对象进行同步通知。我们将这个辅助函数命名为friendOrders(),

表示这个函数只能在这种特殊情况下使用。此外,如果Order和Customer位在同一个包内,我们可以将friendOrders()声明为保内可见,使其可见度降到最低。但如果这两个类不再同一个包内,我们就只好把friendOrders() 声明为public了。

class Customer ...
    set friendOrders(){
        /**should only be used by Order when modifying the association*/
        return _orders;
    }

现在,我们要改变修改函数,令它同时更新反向指针:

class Order ...
    void setCustomer(Sustomer arg){
        if(_customer != null){
            _customer.friendOrders().remove(this);
        }
        _customer = arg;
        if(_customer !=null){
            _customer.friendOrders().add(this);
        }
    }

类之间的关联关系是各式各样的,因此修改函数的代码也会随之有所差异。如果_customer的值不可能是null,那么可以拿掉上述的第一个null检查,但任然需要检查传入参数是否为null。不过基本形式总是相同的:先让对方删除指向你的指针,再将你的指针指向一个新的对象,最后让那个心对象把它的指针指向你。

如果你希望在Customer中也能修改连接,就让它调用控制函数:

class Customer...
    void addOrder(Order arg){
        arg.setCustomer(this);
    }

如果一份订单也可以对应多个客户,那么你多面临的就是一个“多对多”情况,重构后的函数可能是下面这样:

class Order ...//controlling methods
    void addCustomer(Customer arg){
        arg.friendOrders().add(this);
        _customers.add(arg);
    }
    void removeCustomer(Customer arg){
        arg.friendOrders().remove(arg);
        _customers.remove(arg);
    }
    
 class Customer...
     void addOrder(Order arg){
         arg.addCustomer(this);
     }
     void removeOrder(Order arg){
         arg.removeCustomer(this);
     }


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