【设计模式】合成复用原则

以下内容来自《Java设计模式》

1 合成复用原则

合成复用原则又称为组合/聚合复用原则(Composition/Aggregate Reuse Principle, CARP),其定 义如下:

合成复用原则(Composite Reuse Principle, CRP):尽量使用对象组合,而不是继承来达到复 用的目的。

合成复用原则就是在一个新的对象里通过关联关系(包括组合关系和聚合关系)来使用一些 已有的对象,使之成为新对象的一部分;新对象通过委派调用已有对象的方法达到复用功能 的目的。简言之:复用时要尽量使用组合/聚合关系(关联关系),少用继承

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造成的影响相对较少;其次才考虑继承,在使 用继承时,需要严格遵循里氏代换原则,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,因此需要慎重使用继 承复用。

通过继承来进行复用的主要问题在于继承复用会破坏系统的封装性,因为继承会将基类的实 现细节暴露给子类,由于基类的内部细节通常对子类来说是可见的,所以这种复用又称“白 箱”复用,如果基类发生改变,那么子类的实现也不得不发生改变;从基类继承而来的实现是 静态的,不可能在运行时发生改变,没有足够的灵活性;而且继承只能在有限的环境中使用 (如类没有声明为不能被继承)。

一般而言,如果两个类之间是“Has-A”的关系应使用组合或聚合,如果是“Is-A”关系可使用继 承。"Is-A"是严格的分类学意义上的定义,意思是一个类是另一个类的"一种";而"Has-A"则不 同,它表示某一个角色具有某一项责任。

2 合成复用原则案例

下面通过一个简单实例来加深对合成复用原则的理解:

Sunny软件公司开发人员在初期的CRM系统设计中,考虑到客户数量不多,系统采用MySQL 作为数据库,与数据库操作有关的类如CustomerDAO类等都需要连接数据库,连接数据库的 方法getConnection()封装在DBUtil类中,由于需要重用DBUtil类的getConnection()方法,设计人 员将CustomerDAO作为DBUtil类的子类,初始设计方案结构如图1所示:


图1 初始设计方案结构图

随着客户数量的增加,系统决定升级为Oracle数据库,因此需要增加一个新的OracleDBUtil类 来连接Oracle数据库,由于在初始设计方案中CustomerDAO和DBUtil之间是继承关系,因此在 更换数据库连接方式时需要修改CustomerDAO类的源代码,将CustomerDAO作为OracleDBUtil 的子类,这将违反开闭原则。【当然也可以修改DBUtil类的源代码,同样会违反开闭原 则。】

现使用合成复用原则对其进行重构。

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承复用,重构后的结构如图2所示:


图2 重构后的结构图

在图2中,CustomerDAO和DBUtil之间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对象注入到CustomerDAO中,可以使用构造注入,也可以使用Setter注入。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。由于CustomerDAO针对DBUtil编程,根据里氏代换原则,DBUtil子类的对象可以覆盖 DBUtil对象,只需在CustomerDAO中注入子类对象即可使用子类所扩展的方法。例如在 CustomerDAO中注入OracleDBUtil对象,即可实现Oracle数据库连接,原有代码无须进行修改,而且还可以很灵活地增加新的数据库连接方式。

3 设计模式的七大原则

【设计模式】单一职责原则
【设计模式】开闭原则
【设计模式】里氏替换原则
【设计模式】依赖倒转原则
【设计模式】接口隔离原则
【设计模式】合成复用原则
【设计模式】迪米特法则

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