设计模式——合成复用原则

合成复用原则

原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承

设计原则核心思想

1. 找出应用中可能需要变化之处，把它们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。
2. 针对接口编程，而不是针对实现编程。
3. 为了交互对象之间的松耦合设计而努力

合成案例

假设我们有一个汽车类（Car），其中包含引擎类（Engine）。下面是使用合成的代码描述：

public class Demo1 {public static void main(String[] args) {Car car = new Car("V8");car.startCar();car.stopCar();}
}// 引擎类
class Engine {private String type;public Engine(String type) {this.type = type;}public void start() {System.out.println("Engine started");}public void stop() {System.out.println("Engine stopped");}
}// 汽车类
class Car {private Engine engine; // 使用合成关系，将引擎组合到汽车中public Car(String engineType) {engine = new Engine(engineType); // 在构造函数中创建引擎对象}public void startCar() {engine.start(); // 调用引擎对象的启动方法}public void stopCar() {engine.stop(); // 调用引擎对象的停止方法}
}

在上面的代码中，我在汽车类中添加了一个静态的main方法。在main方法中，我创建了一辆汽车对象，并指定了引擎类型为"V8"。然后，我调用了汽车对象的启动方法和停止方法，以展示汽车的功能。

您可以运行这个Java程序，看到在控制台输出的结果，显示汽车的启动和停止过程。
这个示例展示了如何在汽车类中使用合成关系，将引擎对象组合到汽车中，并通过main方法来演示汽车的使用

聚合案例

public class Demo2 {public static void main(String[] args) {School school = new School(); // 创建一个学校对象// 创建学生对象Student student1 = new Student("Alice");Student student2 = new Student("Bob");Student student3 = new Student("Charlie");// 将学生对象添加到学校中school.addStudent(student1);school.addStudent(student2);school.addStudent(student3);// 显示学校中的学生school.displayStudents();}
}//学生类
class Student {private String name;public Student(String name) {this.name = name;}public String getName() {return name;}
}//学校类
class School {private List<Student> students; // 使用聚合关系，将学生聚合到学校中public School() {students = new ArrayList<>(); // 在构造函数中创建学生列表对象}public void addStudent(Student student) {students.add(student); // 将学生对象添加到学生列表中}public void displayStudents() {for (Student student : students) {System.out.println(student.getName());}}
}

在上面的代码中，学校类（School）使用聚合关系，将学生对象（Student）聚合到学校中。学校类通过添加学生对象到学生列表中，并提供了显示学生的方法。

学生类（Student）是一个简单的类，表示学生。它有一个姓名属性和获取姓名的方法。
通过使用聚合关系，我们可以实现学校类的代码复用和灵活性。学校类通过聚合学生对象来管理学生。这种设计方式避免了继承关系的局限性，使系统更加灵活和可维护。

在main方法中，我创建了一个学校对象，并创建了几个学生对象。然后，我将学生对象添加到学校中，并调用学校对象的显示学生方法，以展示学校中的学生信息。

这个示例展示了如何在学校类中使用聚合关系，将学生对象聚合到学校中，并通过main方法来演示学校的学生管理。

继承案例

class Animal {private String name;public Animal(String name) {this.name = name;}public void makeSound() {System.out.println("The animal makes a sound.");}
}class Dog extends Animal {public Dog(String name) {super(name);}@Overridepublic void makeSound() {System.out.println("The dog barks.");}
}class Cat extends Animal {public Cat(String name) {super(name);}@Overridepublic void makeSound() {System.out.println("The cat meows.");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Animal animal1 = new Dog("Buddy");Animal animal2 = new Cat("Whiskers");animal1.makeSound(); // Output: The dog barks.animal2.makeSound(); // Output: The cat meows.}
}

在上面的代码中，Animal 类是一个基类，它有一个私有的 name 属性和一个 makeSound 方法。Dog 类和 Cat 类都继承自 Animal 类，并重写了 makeSound 方法，以实现各自的特定声音。

在 main 方法中，我们创建了一个 Dog 对象和一个 Cat 对象，并将它们赋值给 Animal 类型的变量。然后，我们调用这些对象的 makeSound 方法，分别输出狗的吠声和猫的喵声。

这个示例展示了如何使用继承来创建一个动物类的继承体系。通过继承，我们可以在派生类中重用基类的属性和方法，并根据需要进行定制化。继承提供了代码的复用和扩展性，但也需要注意继承关系的合理使用，避免过度继承和耦合。

优缺点

与继承关系相比，合成复用原则具有以下优点：

• 更加灵活：通过合成或聚合关系，可以在运行时动态地改变对象的行为，而不需要修改代码。
• 降低耦合性：合成或聚合关系可以减少类之间的依赖关系，降低耦合性，使系统更加灵活和可维护。
• 更好的代码复用：通过合成或聚合关系，可以将现有的类组合在一起，创建新的类来实现代码的复用，避免了继承关系的局限性。