《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

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。

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

4 def initialize/screenshow?(args ={})

5 @size = args[:size]

6 @parts = args[:parts]

7 end 

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

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

10 def spares

11 { tire_size: tire_size,

12 chain: chain}.merge(local_spares)

13 end

15 def default_tire_size

16 raise NotImplementedError

17 end

19 # 子类可以改写

20 def post_initialize(args)

21 nil

22 end

24 def local_spares

25 {}

26 end

28 def default_chain

29 10-speed

30 end

31 end

33 class RoadBikeParts Parts

34 attr_reader :tape_color

36 def post_initialize(args)

37 @tape_color = args[:tape_color]

38 end

40 def local_spares

41 {tape_color: tape_color}

42 end

44 def default_tire_size

45 23

46 end

47 end

49 class MountainBikeParts Parts

50 attr_reader :front_shock, :rear_shock

52 def post_initialize(args)

53 @front_shock = args[:front_shock]

54 @rear_shock = args[:rear_shock]

55 end

57 def local_spares

58 {rear_shock: rear_shock}

59 end

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。

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))

6 road_bike.size # - L

8 road_bike.spares

9 # - {:tire_size= "23",

10 # :chain= "10-speed",

11 # :tape_color= "red"}

13 mountain_bike =

14 Bicycle.new(

15 size: L,

16 parts: MountainBikeParts.new(rear_shock: Fox))

18 mountain_bike.size # - L

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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