类的组合与继承

在“对象与类”那篇博客中，我们定义了两个类，一个是person，一个是family；在family类中创建person类中的对象，把这个对象视为family类的一个属性，并调用它的方法处理问题，这种复用方法叫“组合”。还有一种复用方式，就是继承。

类与类之间有一种父与子的关系，子类继承父类的属性和方法，称为继承。在继承里，子类拥有父类的方法和属性，同事子类也可以有自己的方法和属性。

我们把那一篇博客中的组合代码用继承来实现，代码如下：

<?php/** * Created by PhpStorm. * User: lightWay * Date: 2017/2/9 * Time: 18:24 */class Person{    public $name = 'Tom';    public $gender;    static $money = 10000;    public function __construct()    {        echo '这就是父类',PHP_EOL;    }    public function say()    {        echo $this->name,"\tis",$this->gender,"\r\n";    }}class Family extends Person{    public $name;    public $gender;    public $age;    static $money = 100000;    public function __construct()    {        parent::__construct(); //调用父类的构造方法        echo '这里是子类',PHP_EOL;    }    public function say()    {        parent::say();        echo $this->name,"\tis\t",$this->gender,"and is\t",$this->age,PHP_EOL;    }    public function cry()    {        echo parent::$money,PHP_EOL;        echo '%>_<%',PHP_EOL;        echo self::$money,PHP_EOL;        echo '(*^_^*)';    }}$poor = new Family();$poor->name = 'Lee';$poor->gender = 'female';$poor->age = 25;$poor->say();$poor->cry();

运行上面的代码，可以得到如下图所示的结果：

从上面代码中可以了解继承的实现。在继承中，用parent指代父类，用self指代自身。使用 “::” 运算符（范围解析操作符）调用父类的方法。“::” 操作符还用来作为类常量和静态方法的调用，不要把这两种应用混淆。

既然提到了静态，就需要强调一点，如果声明类成员或方法为static，就可以不实例化类而直接访问，同时也就不能通过一个对象访问其中的静态成员（静态方法除外），也不能用 “::” 访问一个非静态方法。比如，把上例中的$poor->cry();换成$poor::cry()，按照这个规律，应该是要报错的。可能试验时，并没有报错，而且能够正确输出。这是因为用“::”方式调用一个非静态方法会导致一个E_STRICT级别的错误，而这里的PHP设置默认没有开启这个级别的报错提示。打开PHP安装目录下的php.ini文件，设置如下：

error_reporting = E_ALL|E_STRICTdisplay_errors = On

再次运行，就会看到错误提示。因此，用 “::” 访问一个非静态方法不符合语法，但PHP仍然能够正确地执行代码，这只是PHP所做的一个“兼容”或者说“让步”。在开发时，设置最严格的报错等级，在部署时可适当调低

组合与继承都是提高代码可重用性的手段。在设计对象模型时，可以按照语义识别类之间的组合关系和继承关系。比如，通过一些总结，得出了继承是一种“是、像”的关系，而组合是一种 “需要” 的关系。利用这条规律，就可以很简单地判断出父亲与儿子应该是继承关系，父亲与家庭应该是组合关系。还可以从另外一个角度看，组合偏重于整体与局部的关系，而继承偏重于父与子的关系，如下图所示：

从方法复用角度考虑，如果两个类具有很多相同的代码和方法，可以从这两个类中抽象出一个父类，提供公共方法，然后两个类作为子类，提供个性方法。这时用继承语意更好。继承的UML图如下图所示：

而组合就没有这么多限制。组合之间的类关系（体现为复用代码）很小，甚至没有关系，如下图所示：

然而在编程中，继承与组合的取舍旺旺并不是这么直接明了，很难说说二者是“像”的关系还是“需要”的关系，甚至把它拿到现实世界中建模，还是无法决定应该是继承还是组合。那应该怎么办呢？有什么标准码？的确有，这个标准就是“低耦合”。

耦合是一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量，也就是不同模块之间的依赖关系。

低耦合指模块与模块之间，尽可能地使模块之间独立存在；模块与模块之间的接口尽量少而简单。现代的面向对象的思想不强调为真实世界建模，变得更理性化一些，把目标放到解耦上。

解耦是要解除模块与模块之间的依赖。

按照这个思想，继承与组合二者语义上难以区分，在二者均可使用的情况下，更倾向于使用组合。为什么呢？继承存在什么问题呢？

1. 继承破坏封装性。

   比如，定义鸟类为父类，具有羽毛属性和飞翔方法，其子类天鹅、鸭子、鸵鸟等继承鸟这个类。显然，鸭子和鸵鸟不需要飞翔这个方法，但作为子类，他们却可以无区别地使用飞翔这个方法，显然破坏了类的封装性。而组合，从语义上来说，要优于继承。

2. 继承是紧耦合的。

   继承使得子类和父类捆绑在一起。组合仅通过唯一接口和外部进行通信，耦合度要低于继承。

3. 继承扩展复杂

   随着继承层数的增加和子类的增加，讲涉及及大量方法重写。使用组合，可以根据类型约束，实现动态组合，减少代码。

4. 不恰当地使用继承可能违反现实世界中的逻辑。

   比如，人作为父类，雇员、经理、学生作为子类，可能存在这样的问题，经理一定是雇员，学生也可能是雇员，而使用继承的话，一个人就无法拥有多个角色。这种问题归结起来就是“角色”和“权限”问题。在权限系统中很可能存在这样的问题，经理权利和职位大于主管，但出于分工和安全的考虑，经理没有权限直接操作主管所负责的资源，技术部经理也没权限直接命令市场部主管。这就要求角色和权限几桶的设计要更灵活。不恰当的继承可能导致逻辑混乱，而使用组合就可以较好地解决这个问题。

当然，组合并非没有缺点。在创建组合对象时，组合需要一一创建局部对象，这一定程度上增加了一些代码，而继承则不需要这一步，因为子类自动有了父类的方法，代码如下所示：

<?php/** * Created by PhpStorm. * User: lightWay * Date: 2017/2/10 * Time: 16:16 */class Car{    public function addoil()    {        echo "Add oil \r\n";    }}//继承实现class Bmw extends Car{}//组合实现class Benz{    public $car;    public function __construct()    {        $this->car = new Car();    }    public function addoil()    {        $this->car->addoil();    }}$bmw = new Bmw();$bmw->addoil();$benz = new benz();$benz->addoil();

显然，组合比继承增加了代码量。组合还有其他的一些缺点，不过总体来说，是优点大于缺点。

继承最大的有点事扩展简单，但是其缺点大于优点，所以在设计时，需要慎重考虑。那应该如何使用继承呢？

• 精心设计专门用于被继承的类，继承树的抽象层应该比较稳定，一般不要多于三层。
• 对于不是专门用于被继承的类，禁止其被继承，也就是使用final修饰符。使用final修饰符既可以防止重要方法被非法覆写，又能给编辑器寻找优化的机会。
• 优先考虑用组合关系提高代码的可重用性。
• 子类是一种特殊的类型，而不只是父类的一个角色。
• 子类扩展，而不是覆盖或者使父类的功能失效。
• 底层代码多用组合，顶层/业务层代码多用继承。底层用组合可以提高效率，避免臃肿。顶层代码用继承可以提高灵活性，让业务使用更方便。

继承并非一无是处，而组合也不是完美无缺的。如果既要组合的灵活，又要继承的简洁，可以做到吗？

当然可以，譬如多重继承，就具有这个特性。多重继承里一个类可以同时继承多个父类，组合两个父类的功能。C++里就是使用的这种模型来增强继承的灵活性的，但是多重继承过于灵活，并且会带来“菱形问题”，故为其使用带来了不少困难，模型变得复杂起来，因此在大多数语言中，都放弃了多重继承这一模型。

多重继承太复杂，那么还有其他方式能比较好地解决这个问题吗？PHP5.4引入的新的语法结构Traits就是一种很好的解决方案。Traits的思想来源于C++和Ruby里的Mixin以及Seala里的Traits，可以方便我们实现对象的扩展，是除extend、implement外的另外一种扩展对象的方式。Traits既可以使单继承模式的语言获得多重继承的灵活，又可以避免多重继承带来的种种问题。