《面向对象设计实践指南:Ruby语言描述》—第8章 8.1节组合对象-阿里云开发者社区

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《面向对象设计实践指南:Ruby语言描述》—第8章 8.1节组合对象

简介: 本章会对OO组合技术进行讲解。在开始时举了一个示例,接着会对组合与继承的相对优缺点进行讨论,然后得出如何选择替代设计技术的建议作为结论。

本节书摘来自异步社区《面向对象设计实践指南:Ruby语言描述》一书中的第8章,第8.1节组合对象,作者【美】Sandi Metz,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

第8章 组合对象
面向对象设计实践指南:Ruby语言描述

组合(composition)是指将不同的部分结合成一个复杂整体的行为,这样整体会变得比单个部分的总和还要大。例如,音乐就是组合而成的。

你可不能将软件当作是音乐,那只是一种类比。贝多芬的第五交响曲乐谱是一长串独特而又独立的记号。你只听一遍就会明白:尽管它包含的是一些记号,但它不是记号。它是另一回事。

你可以按同样的方式来创建软件,使用面向对象的组合技术来将简单、独立的对象组合成更大、更复杂的整体。在组合过程中,较大的那个对象通过“有一个”关系与其部分相连。一辆自行车有多个零件。自行车就是那个包含对象,而零件则被包含在自行车里。“组合”定义的中心思想是:自行车不仅有多个零件,它还要通过接口与它们进行通信。零件是一个角色,而自行车很乐意与任何扮演这个角色的对象进行合作。

本章会对OO组合技术进行讲解。在开始时举了一个示例,接着会对组合与继承的相对优缺点进行讨论,然后得出如何选择替代设计技术的建议作为结论。

8.1 Parts组合成Bicycle
面向对象设计实践指南:Ruby语言描述
本节接着从第6章结尾那个Bicycle示例开始。如果你对那段代码已没了印象,那么请翻回到第6章的末尾,并温习一下。本节会利用这个示例,通过多次重构来推动它的更新,同时逐渐地使用组合来取代继承。

8.1.1 更新Bicycle类
在继承层次结构里,Bicycle类目前还是一个抽象父类。现在,想要将它转换来使用组合技术。第一步是忘掉现有的代码,然后好好想想应该如何组合出一辆自行车。

Bicycle类负责响应spares消息。这条信息应该返回一个备件列表。自行车有多个零件,因此“自行车—零件”关系很自然会让人感觉像组合。如果你创建了一个用于容纳所有自行车零件的对象,那么你就可以将备件信息委托给这个新对象。

将这个新类命名为Parts非常合理。Parts对象可以负责容纳自行车零件列表,并负责了解哪些零件需要备件。请注意,这个对象代表了一堆的零件,而不是单个零件。

图8-1里的那张时序图展示了这种思想。其中,Bicycle向它的Parts对象发送了spares消息。

每一个Bicycle都需要一个Parts对象。所谓零件,其意思是说,Bicycle有一个Parts。图8-2里的那张图展示了这种关系。


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这张图所展示的是:Bicycle与Parts类通过一根线连接在一起。这根线的黑色菱形那一端连接的是Bicycle。黑色菱形表示的是“组合”(composition),即它意味着Bicycle由Parts组合而成。在这根线的Parts那端有数字“1”。它表示的是每一个Bicycle都只有一个Parts对象。

将已有的Bicycle类转换成这种新的设计比较容易。删除其大部分代码,添加一个parts变量用于保存Parts对象,并将spares委托给parts。下面是新的Bicycle类:

1  class Bicycle
2    attr_reader :size, :parts
3  
4    def initialize/screenshow?(args ={})
5     @size  = args[:size]
6     @parts  = args[:parts]
7    end  
8  
9    def spares
10     parts.spares
11    end
12  end

Bicycle现在要负责三件事情:知道其size、保存Parts并回答spares。

8.1.2 创建Parts层次结构
上面那个很容易做到,不过那只是因为:在开始的时候,Bicycle类里并没有太多与自行车相关的行为(Bicycle的大部分代码都在处理parts)。你仍然需要那些刚从Bicycle里移除的parts行为。而让这段代码可以再次工作的最简单方法,就是简单地将这些代码转移到一个新的Parts层次结构,如下所示。

1  class Parts
2    attr_reader :chain, :tire_size
3  
4    def initialize(args ={})
5     @chain     = args[:chain]      || default_chain
6     @tire_size = args[:tire_size] || default_tire_size
7     post_initialize(args)
8    end
9  
10    def spares
11     { tire_size: tire_size,
12        chain:     chain}.merge(local_spares)
13    end
14  
15    def default_tire_size
16      raise NotImplementedError
17    end
18  
19    # 子类可以改写
20    def post_initialize(args)
21      nil
22    end
23  
24    def local_spares
25      {}
26    end
27  
28    def default_chain
29      '10-speed'
30    end
31  end
32  
33  class RoadBikeParts < Parts
34    attr_reader :tape_color
35  
36    def post_initialize(args)
37     @tape_color = args[:tape_color]
38    end
39  
40    def local_spares
41     {tape_color: tape_color}
42    end
43  
44    def default_tire_size
45       '23'
46    end
47  end
48  
49  class MountainBikeParts< Parts
50    attr_reader :front_shock, :rear_shock
51  
52    def post_initialize(args)
53     @front_shock = args[:front_shock]
54     @rear_shock = args[:rear_shock]
55    end
56  
57    def local_spares
58     {rear_shock: rear_shock}
59    end
60  
61    def default_tire_size
62     '2.1'
63    end
64  end

这段代码是几乎就是第6章的那个层次结构的翻版,不同之处在于类的名字被改了,并且删除了size变量。

图8-3里的类图展示了这种转变。现在有一个抽象的Parts类。Bicycle由Parts组合。Parts有两个子类:RoadBikeParts和MountainBikeParts。


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在这个重构之后,所有事情都还可以正常地工作。如下面所示,不管它拥有的是RoadBikeParts还是MountainBikeParts,Bicycle对象都可以正确地回答出其size和spares。
1  road_bike =
2    Bicycle.new(
3     size: 'L',
4     parts: RoadBikeParts.new(tape_color: 'red'))
5  
6  road_bike.size  # -> 'L'
7  
8  road_bike.spares
9  # -> {:tire_size=>"23",
10  #   :chain=>"10-speed",
11  #   :tape_color=>"red"}
12  
13  mountain_bike =
14    Bicycle.new(
15     size: 'L',
16     parts: MountainBikeParts.new(rear_shock: 'Fox'))
17  
18  mountain_bike.size  # -> 'L'
19  
20  mountain_bike.spares
21  # -> {:tire_size=>"2.1",
22  #   :chain=>"10-speed",
23  #   :rear_shock=>"Fox"}

这个变化不大,并且没做大的改进。不过,这种重构揭示了一件很有用的事情,即,很明显,在开始时与Bicycle有关的代码非常少。上面的大部分代码都在处理单个零件,那个Parts层次结构现在迫切需要进行另外的重构。

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