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java 中復合機制的實例詳解
繼承的缺陷
繼承的缺陷是由它過于強大的功能所導致的。繼承使得子類依賴于超類的實現，從這一點來說，就不符合封裝的原則。
一旦超類隨著版本的發布而有所變化，子類就有可能遭到破壞，即使它的代碼完全沒有改變。
為了說明的更加具體，假設我們現在程序中使用到了HashSet，我們需要增加一個功能，去統計這個HashSet自創建以來一共曾經添加過多少元素。
在還不知道繼承的缺陷的情況下，我們設計了一個類，繼承了HashSet，添加了一個屬性addCount來進行統計，并且復寫了add和addAll方法，在方法里面修改addCount的值，
代碼如下：
public class InstrumentedHashSet<E> extends HashSet<E> {
// The number of attempted element insertions
private int addCount = 0;
public InstrumentedHashSet() {
}
public InstrumentedHashSet(int initCap, float loadFactor) {
super(initCap, loadFactor);
}
@Override public boolean add(E e) {
addCount++;
return super.add(e);
}
@Override public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
addCount += c.size();
return super.addAll(c);
}
public int getAddCount() {
return addCount;
}
}
這個類看起了合情合理，但是它并不能正常工作，執行這段代碼：
public static void main(String[] args) {
InstrumentedHashSet<String> s =
new InstrumentedHashSet<String>();
s.addAll(Arrays.asList("Snap", "Crackle", "Pop"));
System.out.println(s.getAddCount()); // expect 3 but 6
}
因為只插入了三個元素，我們期望getAddCount方法應該返回3，然后事實卻是返回6，哪里出錯了？
其實，在HashSet內部，addAll方法是基于add方法來實現的，因此，使用addAll添加三個元素，會調用一次addAll，三次add。
再看看我們復寫的方法，也就明白為什么getAddCount返回6了。
當然，你會說，既然HashSet是這樣實現的，那么我們就不要復寫addAll方法就行了。是的，沒錯。
但是這樣雖然可以正常工作，但是它的正確性卻依賴于這樣的事實：HashSet的addll方法是在add方法上實現的。
一旦超類修改了實現細節，我們的功能就會有可能受影響。
總的來說，繼承存在三個天然缺陷，這些缺陷會導致軟件非常脆弱：
1） 子類如果調用了父類的方法，那么就會對父類形成依賴，一旦父類做了改動，子類就很可能不能正常工作。
2） 如果父類新增了方法，而子類恰好已經提供了一個簽名相同但是返回值不同的方法，那么子類將無法通過編譯。
3） 在不應該繼承的時候使用繼承，會暴露不必要的API給子類。這一點，Java平臺就犯過錯，典型的例子就是Properties繼承了HashTable，這是不合理的，屬性列表不是散列表，但是Java代碼里的Properties卻繼承了HashTable，導致用戶創建Properties實例后，有put和setProperties兩個方法，有get和getProperties兩個方法，而put和get方法是不應該給用戶暴露的。
因為在Properties里，key和value都應該是String，而HashMap可以是其他類型甚至是對象。
public class TestProperty {
public static void main(String[] args) {
Properties properties = new Properties();
properties.setProperty("aaa", "aaa");
properties.put("aaa", new TestPropertyObj());
System.out.println(properties.getProperty("aaa")); // null
System.out.println(properties.get("aaa")); // com.hzy.effjava.chp3.item16.TestProperty$TestPropertyObj@5f4fcc96
}
static class TestPropertyObj {
}
}
復合 繼承的替代方案
上一節講了繼承的缺陷，這一節就讓我們來看看解決這個問題的方案——復合。
首先我們需要一個持有Set對象的一個類，這個類實現了Set接口，實現方法里調用了所持有的Set對象的對應的方法，因此我們也叫它轉發類：
public class ForwardingSet<E> implements Set<E> {
private final Set<E> s;
public ForwardingSet(Set<E> s) { this.s = s; }
public void clear() { s.clear(); }
public boolean contains(Object o) { return s.contains(o); }
public boolean isEmpty() { return s.isEmpty(); }
public int size() { return s.size(); }
public Iterator<E> iterator() { return s.iterator(); }
public boolean add(E e) { return s.add(e); }
public boolean remove(Object o) { return s.remove(o); }
public boolean containsAll(Collection<?> c)
{ return s.containsAll(c); }
public boolean addAll(Collection<? extends E> c)
{ return s.addAll(c); }
public boolean removeAll(Collection<?> c)
{ return s.removeAll(c); }
public boolean retainAll(Collection<?> c)
{ return s.retainAll(c); }
public Object[] toArray() { return s.toArray(); }
public <T> T[] toArray(T[] a) { return s.toArray(a); }
@Override public boolean equals(Object o)
{ return s.equals(o); }
@Override public int hashCode() { return s.hashCode(); }
@Override public String toString() { return s.toString(); }
}
接著，我們就可以設計具有統計功能的類了，只需要去繼承我們剛剛創建的轉發類，然后統計的邏輯代碼的編寫即可：
public class InstrumentedSet<E> extends ForwardingSet<E> {
private int addCount = 0;
public InstrumentedSet(Set<E> s) {
super(s);
}
@Override public boolean add(E e) {
addCount++;
return super.add(e);
}
@Override public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
addCount += c.size();
return super.addAll(c);
}
public int getAddCount() {
return addCount;
}
public static void main(String[] args) {
InstrumentedSet<String> s =
new InstrumentedSet<String>(new HashSet<String>());
s.addAll(Arrays.asList("Snap", "Crackle", "Pop"));
System.out.println(s.getAddCount());
}
}
這樣的實現方式，避免了上一節講的所有問題，由于不使用繼承，它不依賴于超類的實現邏輯，也不用擔心超類新增新的方法對我們的影響。
而且這樣寫還有一個好處，這個類可以給所有實現了Set接口的類添加統計功能，而不僅僅是HashSet，還包括TreeSet等其他Set。
其實，這就是裝飾模式，InstrumentedSet對Set進行了修飾，給它增加了計數屬性。
總結
繼承會破壞類的封裝性，導致子類非常脆弱，容易受到破壞。
使用復合的方式，對超類進行修飾，使得子類更加的健壯，同時功能更加強大。
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