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java 中復(fù)合機(jī)制的實(shí)例詳解

更新時(shí)間：2017年09月08日 14:33:15 投稿：lqh

這篇文章主要介紹了java 中復(fù)合機(jī)制的實(shí)例詳解的相關(guān)資料,希望通過(guò)本文大家能了解繼承和復(fù)合的區(qū)別并應(yīng)用復(fù)合這種機(jī)制，需要的朋友可以參考下

java 中復(fù)合機(jī)制的實(shí)例詳解

繼承的缺陷

繼承的缺陷是由它過(guò)于強(qiáng)大的功能所導(dǎo)致的。繼承使得子類(lèi)依賴(lài)于超類(lèi)的實(shí)現(xiàn)，從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，就不符合封裝的原則。
一旦超類(lèi)隨著版本的發(fā)布而有所變化，子類(lèi)就有可能遭到破壞，即使它的代碼完全沒(méi)有改變。

為了說(shuō)明的更加具體，假設(shè)我們現(xiàn)在程序中使用到了HashSet，我們需要增加一個(gè)功能，去統(tǒng)計(jì)這個(gè)HashSet自創(chuàng)建以來(lái)一共曾經(jīng)添加過(guò)多少元素。

在還不知道繼承的缺陷的情況下，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)類(lèi)，繼承了HashSet，添加了一個(gè)屬性addCount來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并且復(fù)寫(xiě)了add和addAll方法，在方法里面修改addCount的值，

代碼如下：

public class InstrumentedHashSet<E> extends HashSet<E> { 
  // The number of attempted element insertions 
  private int addCount = 0; 
 
  public InstrumentedHashSet() { 
  } 
 
  public InstrumentedHashSet(int initCap, float loadFactor) { 
    super(initCap, loadFactor); 
  } 
 
  @Override public boolean add(E e) { 
    addCount++; 
    return super.add(e); 
  } 
 
  @Override public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { 
    addCount += c.size(); 
    return super.addAll(c); 
  } 
 
  public int getAddCount() { 
    return addCount; 
  } 
 
}

這個(gè)類(lèi)看起了合情合理，但是它并不能正常工作，執(zhí)行這段代碼：

public static void main(String[] args) { 
  InstrumentedHashSet<String> s = 
    new InstrumentedHashSet<String>(); 
  s.addAll(Arrays.asList("Snap", "Crackle", "Pop"));   
  System.out.println(s.getAddCount()); // expect 3 but 6 
}

因?yàn)橹徊迦肓巳齻€(gè)元素，我們期望getAddCount方法應(yīng)該返回3，然后事實(shí)卻是返回6，哪里出錯(cuò)了？

其實(shí)，在HashSet內(nèi)部，addAll方法是基于add方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，使用addAll添加三個(gè)元素，會(huì)調(diào)用一次addAll，三次add。
再看看我們復(fù)寫(xiě)的方法，也就明白為什么getAddCount返回6了。

當(dāng)然，你會(huì)說(shuō)，既然HashSet是這樣實(shí)現(xiàn)的，那么我們就不要復(fù)寫(xiě)addAll方法就行了。是的，沒(méi)錯(cuò)。

但是這樣雖然可以正常工作，但是它的正確性卻依賴(lài)于這樣的事實(shí)：HashSet的addll方法是在add方法上實(shí)現(xiàn)的。

一旦超類(lèi)修改了實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，我們的功能就會(huì)有可能受影響。

總的來(lái)說(shuō)，繼承存在三個(gè)天然缺陷，這些缺陷會(huì)導(dǎo)致軟件非常脆弱：

1）子類(lèi)如果調(diào)用了父類(lèi)的方法，那么就會(huì)對(duì)父類(lèi)形成依賴(lài)，一旦父類(lèi)做了改動(dòng)，子類(lèi)就很可能不能正常工作。
2）如果父類(lèi)新增了方法，而子類(lèi)恰好已經(jīng)提供了一個(gè)簽名相同但是返回值不同的方法，那么子類(lèi)將無(wú)法通過(guò)編譯。
3）在不應(yīng)該繼承的時(shí)候使用繼承，會(huì)暴露不必要的API給子類(lèi)。這一點(diǎn)，Java平臺(tái)就犯過(guò)錯(cuò)，典型的例子就是Properties繼承了HashTable，這是不合理的，屬性列表不是散列表，但是Java代碼里的Properties卻繼承了HashTable，導(dǎo)致用戶(hù)創(chuàng)建Properties實(shí)例后，有put和setProperties兩個(gè)方法，有g(shù)et和getProperties兩個(gè)方法，而put和get方法是不應(yīng)該給用戶(hù)暴露的。
因?yàn)樵赑roperties里，key和value都應(yīng)該是String，而HashMap可以是其他類(lèi)型甚至是對(duì)象。

public class TestProperty { 
  public static void main(String[] args) { 
    Properties properties = new Properties(); 
    properties.setProperty("aaa", "aaa"); 
    properties.put("aaa", new TestPropertyObj()); 
    System.out.println(properties.getProperty("aaa")); // null 
    System.out.println(properties.get("aaa")); // com.hzy.effjava.chp3.item16.TestProperty$TestPropertyObj@5f4fcc96 
  } 
  static class TestPropertyObj { 
     
  } 
}

復(fù)合繼承的替代方案

上一節(jié)講了繼承的缺陷，這一節(jié)就讓我們來(lái)看看解決這個(gè)問(wèn)題的方案——復(fù)合。

首先我們需要一個(gè)持有Set對(duì)象的一個(gè)類(lèi)，這個(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)了Set接口，實(shí)現(xiàn)方法里調(diào)用了所持有的Set對(duì)象的對(duì)應(yīng)的方法，因此我們也叫它轉(zhuǎn)發(fā)類(lèi)：

public class ForwardingSet<E> implements Set<E> { 
  private final Set<E> s; 
  public ForwardingSet(Set<E> s) { this.s = s; } 
 
  public void clear()        { s.clear();      } 
  public boolean contains(Object o) { return s.contains(o); } 
  public boolean isEmpty()     { return s.isEmpty();  } 
  public int size()         { return s.size();   } 
  public Iterator<E> iterator()   { return s.iterator(); } 
  public boolean add(E e)      { return s.add(e);   } 
  public boolean remove(Object o)  { return s.remove(o);  } 
  public boolean containsAll(Collection<?> c) 
                  { return s.containsAll(c); } 
  public boolean addAll(Collection<? extends E> c) 
                  { return s.addAll(c);   } 
  public boolean removeAll(Collection<?> c) 
                  { return s.removeAll(c);  } 
  public boolean retainAll(Collection<?> c) 
                  { return s.retainAll(c);  } 
  public Object[] toArray()     { return s.toArray(); } 
  public <T> T[] toArray(T[] a)   { return s.toArray(a); } 
  @Override public boolean equals(Object o) 
                    { return s.equals(o); } 
  @Override public int hashCode()  { return s.hashCode(); } 
  @Override public String toString() { return s.toString(); } 
}

接著，我們就可以設(shè)計(jì)具有統(tǒng)計(jì)功能的類(lèi)了，只需要去繼承我們剛剛創(chuàng)建的轉(zhuǎn)發(fā)類(lèi)，然后統(tǒng)計(jì)的邏輯代碼的編寫(xiě)即可：

public class InstrumentedSet<E> extends ForwardingSet<E> { 
  private int addCount = 0; 
 
  public InstrumentedSet(Set<E> s) { 
    super(s); 
  } 
 
  @Override public boolean add(E e) { 
    addCount++; 
    return super.add(e); 
  } 
  @Override public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { 
    addCount += c.size(); 
    return super.addAll(c); 
  } 
  public int getAddCount() { 
    return addCount; 
  } 
 
  public static void main(String[] args) { 
    InstrumentedSet<String> s = 
      new InstrumentedSet<String>(new HashSet<String>()); 
    s.addAll(Arrays.asList("Snap", "Crackle", "Pop"));   
    System.out.println(s.getAddCount()); 
  } 
}

這樣的實(shí)現(xiàn)方式，避免了上一節(jié)講的所有問(wèn)題，由于不使用繼承，它不依賴(lài)于超類(lèi)的實(shí)現(xiàn)邏輯，也不用擔(dān)心超類(lèi)新增新的方法對(duì)我們的影響。

而且這樣寫(xiě)還有一個(gè)好處，這個(gè)類(lèi)可以給所有實(shí)現(xiàn)了Set接口的類(lèi)添加統(tǒng)計(jì)功能，而不僅僅是HashSet，還包括TreeSet等其他Set。

其實(shí)，這就是裝飾模式，InstrumentedSet對(duì)Set進(jìn)行了修飾，給它增加了計(jì)數(shù)屬性。

總結(jié)

繼承會(huì)破壞類(lèi)的封裝性，導(dǎo)致子類(lèi)非常脆弱，容易受到破壞。

使用復(fù)合的方式，對(duì)超類(lèi)進(jìn)行修飾，使得子類(lèi)更加的健壯，同時(shí)功能更加強(qiáng)大。

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