条款 38：通过复合塑模出 has-a 或 “根据某物实现出”

《Effective C++ 中文版 第三版》读书笔记

条款 38：通过复合塑模出 has-a 或 “根据某物实现出”

复合（composition）是类型之间的一种关系，当某种类型的对象内含它种类型的对象，便是这种关系：

class Address {...}; 

class PhoneNumber {...}; 

class Person { 
public: 
    ... 
private: 
    std::string name; // 合成成分物 
    Address address; // 合成成分物 
    PhoneNumber voiceNumber; // 合成成分物 
    PhoneNumber faxNumber; // 合成成分物 
};

public 继承带有 is-a 的意义。复合也有它自己的意义。实际上它有两个意义。复合意味 has-a 或 is-implemented-in-terms-of。那是因为你正打算在你的软件中处理两个不同的领域。程序中的对象其实相当于你所塑造的世界中的某些事物，例如人、汽车、等等。这样的对象属于应用域（application domain）部分。其他对象则纯粹是实现细节上的人工制品，像是缓冲区、互斥器、查找树等等。这些对象相当于你的软件的实现域（implementation domain）。当复合发生在应用域内的对象之间，表现出 has-a 的关系；当复合发生在实现域内则是表现 is-implemented-in-term-of 的关系。

上述的 Person class 示范的是 has-a 关系。

比较麻烦的是区分 is-a 和 is-implemented-in-term-of 这两种对象关系。

假如你想制造出一组 class 用来表现有不重复对象组成的 sets。而 stl 中 sets 以平衡查找树（balanced search trees）实现而成，每个元素耗用 3 个额外指针。而你的程序空间比速度重要。所以你决定复用 list template 采用 linked lists 来实现自己的 set。

你想让 set 继承 stl::list：

template<typename T> 
class Set : public std::list<T>{...}; // 将 list 应用于 set。错误做法。

public 继承是 is-a 关系，但 set 不是一种 list，因为对 list 为真的某些事情对 set 对象并不为真。例如，list 可以内含重复元素，如果 30 被安插到 list<int> 两次，那个 list 将内含两笔 30，如果 30 被安插到 set<int> 两次，set 只内含一笔 30。

所以这两个 classes 之间并非 is-a 关系。不应该是 public 继承，正确的做法是，set对象可根据一个 list 对象实现出来：

template<typename T> 

class Set { 

public: 
    bool member(const T& item) const; 
    void insert(const T& item); 
    void remove(const T& item); 
    std::size_t size() const; 

private: 
    std::list<T> rep; // 用来表述 set 的数据 
};

set 的成员函数可以大量依赖 list 及标准程序库其他部分来完成，所以其实现很直观也很简单，只要你熟悉 stl 编写程序：

template<typename T> 
bool Set<T>::member(const T& item) const 
{ 
    return std::find(rep.begin(), rep.end(), item) != rep.end(); 
}

template<typename T> 
void Set<T>::insert(const T& item) 
{ 
    if(!member(item)) 
        rep.push_back(item); 
}

template<typename T> 
void Set<T>::remove(const T& item) 
{ 
    typename std::list<T>::iterator it = std::find(rep.begin(), rep.end(), item); 
    if (it != rep.end()) 
        rep.erase(it); 
}

template<typename T> 
std::size_t Set<T>::size() const 
{ 
    return rep.size(); 
}

请记住：

1. 复合（composition）的意义和 public 继承完全不同。
2. 在应用域（application domain），复合意味着 has-a（有一个）。在实现域（implementation domain），复合意味 is-implementation-in-terms-of（根据某物实现出）。