在面向对象编程中，继承关系是一种重要的关系类型，它允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。然而，随着软件系统的复杂性不断增加，传统的继承关系可能会导致代码的臃肿和耦合度的增加。为了解决这一问题，我们可以使用组合关系来取代继承关系，将对象的功能模块化，并通过接口定义角色行为，从而实现更加灵活和可维护的设计。本文将探讨面向对象编程中继承关系与组合关系的区别，以及如何合理运用组合关系来优化设计，提高代码的质量和可维护性。
//面向对象（精髓）变继承关系为组和关系 public Employee(String name, int salary) {this.name = name;this.salary = salary;}public void doWork() {
// 更具需求实现功能}....省略...
public class Manager extends Employee {private final List<Employee> reporters;//下属public void doWork() {
// 项目领导工作给下属分配需求工作}Employee employee1 = new Employee("John", 10000);Employee employee2 = new Employee("Mary", 20000);Employee employee3 = new Employee("John", 10000);//employee2 升级成领导Manager 工资增长5w 并管理其他下属
//打印员工晋升为领导前后的工作内容。
思考如果莫员工（employee2 ）升级成领导Manager 怎么优化设计
不推荐写法（继承关系）
public class Employee {private String name;private int salary;// 构造函数public Employee(String name, int salary) {this.name = name;this.salary = salary;}// 工作方法public void doWork() {// 员工的工作逻辑}
}public class Manager extends Employee {// 管理员属性在这里private List<Employee> reporters;// 管理员的工作方法@Overridepublic void doWork() {// 项目领导的工作逻辑}// 获取下属public List<Employee> getReporters() {return reporters;}
}
在不推荐的继承关系写法中，Manager 类继承自 Employee 类。虽然从某种程度上看，Manager 是一种特殊的 Employee，但这种继承关系存在一些缺点：
-
僵化的层次结构：使用继承关系会将
Manager和Employee类紧密耦合在一起，形成了僵化的层次结构。如果未来需要引入其他类型的员工，如实习生或兼职员工，就需要修改现有的继承结构，导致系统的扩展性变差。 -
不符合"IS-A"关系：继承关系应该满足 “IS-A” 关系，即子类对象可以替代父类对象使用。但
Manager和Employee之间的关系不是严格的 “IS-A” 关系。Manager是一种特殊的员工，但并不是所有员工都是经理。 -
职责混淆：
Manager类继承了Employee类中的一些属性和方法，如name和salary，但与之相应的doWork()方法的实现完全不同。这导致了职责的混淆，使得代码难以理解和维护。 -
困难的扩展：在继承关系中，子类继承了父类的全部行为，包括一些可能并不适用于子类的行为。这样就限制了子类的灵活性和可扩展性，使得后续对于子类的修改和扩展变得困难。
综上所述，尽管继承关系在某些情况下很有用，但在这个场景下使用继承关系存在着上述的缺点，因此不推荐使用继承关系来表示 Manager 和 Employee 之间的关系。
推荐写法（组合关系）
// 角色接口
interface Role {void doWork();
}// 工程师角色
class Engineer implements Role {@Overridepublic void doWork() {// 工程师的工作逻辑}
}// 经理角色
class Manager implements Role {private List<Employee> reporters;// 构造函数public Manager(List<Employee> reporters) {this.reporters = reporters;}@Overridepublic void doWork() {// 项目领导的工作逻辑}// 获取下属public List<Employee> getReporters() {return reporters;}
}public class Employee {private String name;private int salary;private Role role; // 当前角色职位// 构造函数public Employee(String name, int salary, Role role) {this.name = name;this.salary = salary;this.role = role;}// 获取当前角色public Role getRole() {return role;}// 执行工作public void doWork() {role.doWork();}}
class Tester{public static void main(String[] args) {Employee employee1 = new Employee("John", 10000);Employee employee2 = new Employee("Mary", 20000);Employee employee3 = new Employee("John", 10000);employee2.doWork();//output 更具需求实现功能...employee2.setRole(new Manager(Arrays.asList(employee1,employee3)));employee2.doWork();//output 项目领导工作给下属分配需求工作...}
}
推荐的组合关系写法采用了 State 模式，相比不推荐的继承关系写法，具有以下优点：
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灵活性和可扩展性：组合关系将角色和功能分离开来，使得系统更加灵活和可扩展。在组合关系中，
Employee类可以根据需要动态地切换不同的角色，而不需要修改现有的代码结构。这样一来，系统可以更加容易地适应需求的变化，保持良好的扩展性。 -
降低耦合度：组合关系降低了对象之间的耦合度，使得系统更加灵活和可维护。在组合关系中，
Employee类与具体的角色实现类之间仅通过接口进行交互，彼此之间相互独立。这样一来，系统的各个部分之间的依赖关系更加清晰，代码的耦合度更低，使得系统更加易于理解和维护。 -
符合"HAS-A"关系：组合关系符合 “HAS-A” 关系，即一个对象包含另一个对象作为其组成部分。在组合关系中，
Employee类包含了一个Role类的引用，表示员工拥有某种角色。这种关系更加贴近现实世界的对象之间的关系，使得系统的设计更加自然和直观。 -
清晰的责任分配：组合关系将不同的职责分配到了不同的类中，使得每个类都专注于自己的核心职责。在组合关系中，
Employee类负责管理员工的基本信息，而Role接口负责定义员工的角色和行为。这样一来，每个类的职责更加清晰明确，代码更加易于理解和维护。
综上所述，推荐的组合关系写法采用了 State 模式，相比不推荐的继承关系写法，具有更高的灵活性、可扩展性、低耦合度和清晰的责任分配。因此，在设计类和对象时，应该优先考虑使用组合关系，以提高代码的质量和可维护性。
总结
在面向对象设计中，推荐使用组合关系而不是继承关系。组合关系将对象的功能和角色分离，使得对象更加灵活和可复用。通过组合关系，可以将不同的角色和功能组合起来，从而实现更加复杂的行为。同时，组合关系也降低了对象之间的耦合度，使得系统更加易于维护和扩展。因此，在设计类和对象时，应该优先考虑使用组合关系，从而提高代码的质量和可维护性。
扩展阅读
| 面向对象主题 | 链接 |
|---|---|
| 类与对象 | 链接 |
| 接口与抽象类 | 链接 |
| 不可变性 | 链接 |
| 变继承为组合（精髓） | 链接 |
完整代码示例
// 定义状态接口
interface Role {void doWork();
}// 具体状态：普通员工
class Engineer implements Role {@Overridepublic void doWork() {System.out.println("更具需求实现功能...");}
}// 具体状态：经理
class Manager implements Role {private List<Employee> reporters;public Manager(List<Employee> reporters) {this.reporters = reporters;}@Overridepublic void doWork() {System.out.println("项目领导工作给下属分配需求工作...");}
}
@Data
@AllArgsConstructor
// 上下文类：员工class Employee {private String name;private int salary;private Role role; // 当前角色状态public Employee(String name, int salary) {this.name = name;this.salary = salary;this.role = new Engineer(); // 默认状态为普通员工}// 设置角色状态public void setRole(Role role) {this.role = role;}// 执行工作public void doWork() {role.doWork();}}class Tester{public static void main(String[] args) {Employee employee1 = new Employee("John", 10000);Employee employee2 = new Employee("Mary", 20000);Employee employee3 = new Employee("John", 10000);employee2.doWork();//output 更具需求实现功能...employee2.setRole(new Manager(Arrays.asList(employee1,employee3)));employee2.doWork();//output 项目领导工作给下属分配需求工作...}
}
