高质量C++/C编程指南--类的继承与组合

　　对象（Object）是类（Class）的一个实例（Instance）。如果将对象比作房子，那么类就是房子的设计图纸。所以面向对象设计的重点是类的设计，而不是对象的设计。
　
　　对于C++程序而言，设计孤立的类是比较容易的，难的是正确设计基类及其派生类。本章仅仅论述“继承”（Inheritance）和“组合”（Composition）的概念。
　
　　注意，当前面向对象技术的应用热点是COM和CORBA，这些内容超出了C++教材的范畴，请阅读COM和CORBA相关论著。
　
　　10.1 继承
　
　　如果A是基类，B是A的派生类，那么B将继承A的数据和函数。例如：
　

class A 　 { 　 public: 　　 void Func1(void); 　　 void Func2(void); 　 }; class B : public A 　 { 　 public: 　　 void Func3(void); 　　 void Func4(void); 　 }; main() { B b;  b.Func1(); // B从A继承了函数Func1 b.Func2(); // B从A继承了函数Func2 b.Func3(); b.Func4(); }

　　这个简单的示例程序说明了一个事实：C++的“继承”特性可以提高程序的可复用性。正因为“继承”太有用、太容易用，才要防止乱用“继承”。我们应当给“继承”立一些使用规则。

　　　【规则10-1-1】如果类A和类B毫不相关，不可以为了使B的功能更多些而让B继承A的功能和属性。不要觉得“白吃白不吃”，让一个好端端的健壮青年无缘无故地吃人参补身体。

　　【规则10-1-2】若在逻辑上B是A的“一种”(a kind of )，则允许B继承A的功能和属性。例如男人(Man)是人(Human)的一种，男孩(Boy)是男人的一种。那么类Man可以从类Human派生，类Boy可以从类Man派生。

class Human 　 { 　 … 　 }; class Man : public Human 　 { 　 … 　 }; class Boy : public Man 　 { 　 … 　 };

　　注意事项

　　【规则10-1-2】看起来很简单，但是实际应用时可能会有意外，继承的概念在程序世界与现实世界并不完全相同。

　　例如从生物学角度讲，鸵鸟(Ostrich)是鸟(Bird)的一种，按理说类Ostrich应该可以从类Bird派生。但是鸵鸟不能飞，那么Ostrich::Fly是什么东西？

class Bird 　 { 　 public:  　　 virtual void Fly(void); 　　 … 　 }; class Ostrich : public Bird 　 { 　 … 　 };

　　例如从数学角度讲，圆（Circle）是一种特殊的椭圆（Ellipse），按理说类Circle应该可以从类Ellipse派生。但是椭圆有长轴和短轴，如果圆继承了椭圆的长轴和短轴，岂非画蛇添足？

　　所以更加严格的继承规则应当是：若在逻辑上B是A的“一种”，并且A的所有功能和属性对B而言都有意义，则允许B继承A的功能和属性。

　　10.2 组合

　　【规则10-2-1】若在逻辑上A是B的“一部分”(a part of)，则不允许B从A派生，而是要用A和其它东西组合出B。

　　例如眼(Eye)、鼻(Nose)、口(Mouth)、耳(Ear)是头(Head)的一部分，所以类Head应该由类Eye、Nose、Mouth、Ear组合而成，不是派生而成。如示例10-2-1所示。

　

class Eye { public: 　 void Look(void);  };	class Nose { public: 　 void Smell(void);  };
class Mouth 　 { 　 public: 　　 void Eat(void);  　 };	class Ear 　 { 　 public: 　　 void Listen(void);  　 };
// 正确的设计，虽然代码冗长。  class Head 　 { 　 public: 　　 void Look(void) { m_eye.Look(); } 　　 void Smell(void) { m_nose.Smell(); } 　　 void Eat(void) { m_mouth.Eat(); } 　　 void Listen(void) { m_ear.Listen(); } 　 private: 　　 Eye m_eye; 　　 Nose m_nose; 　　 Mouth m_mouth; 　　 Ear m_ear; 　 };

　　示例10-2-1 Head由Eye、Nose、Mouth、Ear组合而成
　
　　如果允许Head从Eye、Nose、Mouth、Ear派生而成，那么Head将自动具有Look、 Smell、Eat、Listen这些功能。示例10-2-2十分简短并且运行正确，但是这种设计方法却是不对的。
　

// 功能正确并且代码简洁，但是设计方法不对。 class Head : public Eye, public Nose, public Mouth, public Ear 　 { 　 };

　　示例10-2-2 Head从Eye、Nose、Mouth、Ear派生而成
　
　　一只公鸡使劲地追打一只刚下了蛋的母鸡，你知道为什么吗？
　
　　因为母鸡下了鸭蛋。
　
　　很多程序员经不起“继承”的诱惑而犯下设计错误。“运行正确”的程序不见得是高质量的程序，此处就是一个例证。