C++:组合和继承的区别

news2024/9/20 16:54:52

组合介绍以及与继承对比

什么是组合
(1)composition，组合，就是在一个class内使用其他多个class的对象作为成员
(2)用class tree做案例讲解
(3)组合也是一种代码复用方法，本质也是结构体包含

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

// Leaf 类
class Leaf {
public:
    Leaf(const std::string& color) : color_(color) {
        std::cout << "Leaf constructor called: " << color_ << std::endl;
    }

    ~Leaf() {
        std::cout << "Leaf destructor called: " << color_ << std::endl;
    }

    void display() const {
        std::cout << "Leaf color: " << color_ << std::endl;
    }

private:
    std::string color_;
};

// Branch 类
class Branch {
public:
    Branch(int length) : length_(length) {
        std::cout << "Branch constructor called: " << length_ << " cm" << std::endl;
    }

    ~Branch() {
        std::cout << "Branch destructor called: " << length_ << " cm" << std::endl;
    }

    void display() const {
        std::cout << "Branch length: " << length_ << " cm" << std::endl;
    }

private:
    int length_;
};

// Tree 类，包含 Leaf 和 Branch 对象
class Tree {
public:
    Tree(const std::string& leafColor, int branchLength) 
        : leaf_(leafColor), branch_(branchLength) {
        std::cout << "Tree constructor called" << std::endl;
    }

    ~Tree() {
        std::cout << "Tree destructor called" << std::endl;
    }

    void display() const {
        leaf_.display();
        branch_.display();
    }

private:
    Leaf leaf_;
    Branch branch_;
};

int main() {
    Tree tree("Green", 150);
    tree.display();
    return 0;
}

在这里插入图片描述

继承与组合的特点对比
(1)继承是a kind of（is a）关系，具有传递性,不具有对称性。
(2)组合是a part of（has a）的关系，
(3)继承是白盒复用。因为类继承允许我们根据自己的实现来覆盖重写父类的实现细节，父类的实现对于子类是可见的。
(4)继承的白盒复用特点，一定程度上破坏了类的封装特性，因为这会将父类的实现细节暴露给子类
(5)组合属于黑盒复用。被包含对象的内部细节对外是不可见的，所以它的封装性相对较好，实现上相互依赖比较小
(6)组合中被包含类会随着包含类创建而创建，消亡而消亡。组合属于黑盒复用，并且可以通过获取其它具有相同类型的对象引用或指针，在运行期间动态的定义组合。而缺点就是致使系统中的对象过多。
(7)OO设计原则是优先组合，而后继承

多继承及其二义性问题

多继承
(1)多继承就是一个子类有多个父类
(2)多继承演示
(3)多继承和单继承的原理，效果并无明显区别
(4)多继承会导致二义性问题
多继承的二义性问题1
(1)场景：C多继承自A和B，则C中调用A和B的同名成员时会有二义性
(2)原因：C从A和B各自继承了一个同名（不同namespace域）成员，所以用C的对象来调用时编译器无法确定我们想调用的是哪一个
(3)解决办法1：避免出现，让A和B的public成员命名不要重复冲突。但这个有时不可控。
(4)解决办法2：编码时明确指定要调用哪一个，用c.A::func()明确指定调用的是class A的func而不是class B的
(5)解决办法3：在C中重定义func，则调用时会调用C中的func，A和B中的都被隐藏了
(6)总结：能解决，但是都没有很好的解决。

多继承的二义性问题2
(1)场景：菱形继承问题。即A为祖类，B1:A, B2:A, C:B1,B2，此时用C的对象调用A中的某个方法时会有二义性
(2)分析：c.func()有二义性，c.A::func()也有二义性，但是c.B1::func()和c.B2::func()却没有二义性
(3)解决办法：和问题1中的一样，但是问题2更隐蔽，也更难以避免

在这里插入图片描述

// 祖类
class Aa {
 public:
  void show() { std::cout << "A's method" << std::endl; }
};

// 派生类 B1 和 B2，从 A 继承
class B1 : public Aa {
 public:
  void show() { std::cout << "B1's show" << std::endl; }
  void showB1() { std::cout << "B1's method" << std::endl; }
};

class B2 : public Aa {
 public:
  void show() { std::cout << "B2's show" << std::endl; }
  void showB2() { std::cout << "B2's method" << std::endl; }
};

// 派生类 C，从 B1 和 B2 继承
class C : public B1, public B2 {
 public:
  void showC() { std::cout << "C's method" << std::endl; }
};

int test070103() {
  C c;
  // c.Aa::show();    // 调用 A 的方法 不可以
  c.Aa::B1::show();  // 调用 A 的方法 不可以
  c.B2::Aa::show();  // 调用 A 的方法 不可以
  c.B1::show();      // 调用 B1 的方法
  c.B2::show();      // 调用 B2 的方法
  c.showB1();        // 调用 B1 的方法
  c.showB2();        // 调用 B2 的方法
  c.showC();         // 调用 C 的方法
  return 0;
}