类的组合

1. 概述

不同于继承，组合是将旧类对象作为新类的成员变量组合进来，用以实现新类的功能，用户看到的是新类的方法，而不能看到被组合对象的方法。因此，通常需要在新类里使用private修饰被组合的旧类对象。

组合与继承都是类的重用，它们有一个共同的特点：在组合的整体类中，包含着部件类的子对象；在继承的派生类的对象中，包含着超类的子对象。

组合表达“包含”关系，继承表达“属于”关系。

• 继承的写法：

  public class InheritTest {
      public static void main(String[] args) {
          Bird b = new Bird();
          b.breath();
          b.fly();
          Wolf w = new Wolf();
          w.breath();
          w.run();
      }
  }
  
  class Animal {
      private void beat() {
          System.out.println("心脏跳动...");
      }
      public void breath() {
          beat();
          System.out.println("吸一口气，吐一口气，呼吸中...");
      }
  }
  
  // 继承Animal，直接复用父类的breath()方法
  class Bird extends Animal {
      public void fly() {
          System.out.println("我在天空自在地飞翔...");
      }
  }
  
  // 继承Animal，直接复用父类的breath()方法
  class Wolf extends Animal {
      public void run() {
          System.out.println("我在陆地上的快速奔跑...");
      }
  }

• 组合的写法：

  public class CompositeTest {
      public static void main(String[] args) {
          Animal a1 = new Animal(), a2 = new Animal();
          Bird b = new Bird(a1);
          b.breath();
          b.fly();
          Wolf w = new Wolf(a2);
          w.breath();
          w.run();
      }
  }
  
  class Animal {
      private void beat() {
          System.out.println("心脏跳动...");
      }
      public void breath() {
          beat();
          System.out.println("吸一口气，吐一口气，呼吸中...");
      }
  }
  
  // 将原来的父类组合到原来的子类，作为子类的一个组合成分
  class Bird {
      private Animal a;
      public Bird(Animal a) {
          this.a = a;
      }
      public void breath() {
          // 直接复用Animal提供的breath()方法来实现Bird的breath()方法
          a.breath();
      }
      public void fly() {
          System.out.println("我在天空自在地飞翔...");
      }
  }
  
  // 将原来的父类组合到原来的子类，作为子类的一个组合成分
  class Wolf {
      private Animal a;
      public Wolf(Animal a) {
          this.a = a;
      }
      public void breath() {
          // 直接复用Animal提供的breath()方法来实现Wolf的breath()方法
          a.breath();
      }
      public void run() {
          System.out.println("我在天空自在地飞翔...");
      }
  }

上述使用组合关系来实现复用时，需要创建两个animal对象，但要意识到这不意味着使用组合关系时系统的开销更大。因为之前已经介绍到，当创建一个子类对象时，系统不仅需要为该子类定义的实例变量分配内存空间，而且需要为它的父类所定义的实例变量分配内存空间。综合而言，继承设计与组合设计的系统开销不会有本质的区别。

2. 何时用继承，何时用组合？

• 继承是对已有的类做一番改造，以此获得一个特殊的版本，即，将一个较为抽象的类改造成能适用于某些特定需求的类。因此，上面对于Wolf和Animal的关系，使用继承更能表达其现实意义；
• 组合适用于两个类之间有明确的整体、部分的关系，如Person类需要复用Arm类的方法，此时就应采用组合关系来实现复用，借助Arm来实现Person。
• 继承是一种 is-a 的关系，组合是一种 has-a 的关系。
• 有些问题既能用组合来表示，又能用属于来表示，这种情况下首选组合，因为组合的语法更简单一些。