1.2 什么是繼承

本節(jié)將介紹以下內(nèi)容：

·什么是繼承？

·繼承的實(shí)現(xiàn)本質(zhì)

·繼承的分類(lèi)與規(guī)則

·繼承與聚合

·繼承的局限

1.2.1 引言

繼承，一個(gè)熟悉而容易產(chǎn)生誤解的話(huà)題。這是大部分人對(duì)繼承最直觀的感受。說(shuō)它熟悉，是因?yàn)樽鳛槊嫦驅(qū)ο蟮娜笠刂坏睦^承，每個(gè)技術(shù)研究者都會(huì)在職業(yè)生涯中不斷地重復(fù)關(guān)于繼承的話(huà)題；說(shuō)它容易產(chǎn)生誤解，是因?yàn)樗偸呛头庋b、多態(tài)交織在一起，形成復(fù)雜的局面。以繼承為例，如何理清多層繼承的機(jī)制，如何了解實(shí)現(xiàn)繼承與接口繼承的異同，如何體會(huì)繼承與多態(tài)的關(guān)系，似乎都不是件簡(jiǎn)單的事情。

本節(jié)希望將繼承中最為頭疼，最為復(fù)雜的問(wèn)題統(tǒng)統(tǒng)拿出來(lái)曬一曬，以防時(shí)間久了，不知不覺(jué)在使用者那里發(fā)霉生蟲(chóng)。

本節(jié)不會(huì)花太多筆墨做系統(tǒng)性的論述，如有需要請(qǐng)參考其他技術(shù)專(zhuān)著上更詳細(xì)的分析。我們將從關(guān)于繼承的熱點(diǎn)出發(fā)，逐個(gè)擊破，最后總結(jié)規(guī)律，期望用這種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)繼承全面的了解，讓你掌握什么才是繼承。

1.2.2 基礎(chǔ)為上

正如引言所述，繼承是個(gè)容易產(chǎn)生誤解的技術(shù)話(huà)題。那么，對(duì)于繼承，就應(yīng)該著手從這些容易誤解與引起爭(zhēng)論的話(huà)題來(lái)尋找關(guān)于全面認(rèn)識(shí)和了解繼承的答案。一點(diǎn)一滴擺出來(lái)，最后再對(duì)分析的要點(diǎn)做歸納，形成一種系統(tǒng)化認(rèn)識(shí)。這是一種探索問(wèn)題的方式，用于剖析繼承這一話(huà)題真是再恰當(dāng)不過(guò)了。

不過(guò)，解密之前，我們還是按照技術(shù)分析的慣例，從基本出發(fā)，以簡(jiǎn)潔的方式來(lái)快速了解關(guān)于繼承最基本的概念。首先，認(rèn)識(shí)一張比較簡(jiǎn)單的動(dòng)物分類(lèi)圖（圖1-1），以便引入我們對(duì)繼承概念的介紹。

從圖1-1中，我們可以獲得的信息包括：

·動(dòng)物繼承關(guān)系是以一定的分類(lèi)規(guī)則進(jìn)行的，將相同屬性和特征的動(dòng)物及其類(lèi)別抽象為一類(lèi)，類(lèi)別與類(lèi)別之間的關(guān)系反映為對(duì)相似或者對(duì)不相似的某種抽象關(guān)系，例如鳥(niǎo)類(lèi)一般都能飛，而魚(yú)類(lèi)一般都生活在水中。

·位于繼承圖下層的類(lèi)別繼承了上層所有類(lèi)別的特性，形成一種IS-A的關(guān)系，例如我們可以說(shuō)，人類(lèi)IS-A哺乳類(lèi)、人類(lèi)IS-A脊椎類(lèi)。但是這種關(guān)系是單向的，所以我們不能說(shuō)鳥(niǎo)類(lèi)IS-A雞。

·動(dòng)物繼承圖自上而下是一種逐層具體化過(guò)程，而自下而上是一種逐層抽象化過(guò)程，這種抽象化關(guān)系反映為上下層之間的繼承關(guān)系。例如，最高層的動(dòng)物具有最普遍的特征，而最低層的人則具有較具體的特征。

·下層類(lèi)型只能從上層類(lèi)型中的某一個(gè)類(lèi)別繼承，例如鯨類(lèi)的上層只能是哺乳類(lèi)一種，因此是一種單繼承形式。

·這種繼承關(guān)系中，層與層的特性是向下傳遞的，例如鳥(niǎo)類(lèi)具有脊椎類(lèi)的特征，鶴類(lèi)也具有脊椎類(lèi)的特征，而所有的類(lèi)都具有動(dòng)物的特征，因此說(shuō)動(dòng)物是這個(gè)層次關(guān)系的根。

我們將這種現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象抽象化，就形成了面向?qū)ο笫澜绲睦^承機(jī)制。因此，關(guān)于繼承，我們可以定義為：

繼承，就是面向?qū)ο笾蓄?lèi)與類(lèi)之間的一種關(guān)系。繼承的類(lèi)稱(chēng)為子類(lèi)、派生類(lèi)，而被繼承類(lèi)稱(chēng)為父類(lèi)、基類(lèi)或超類(lèi)。通過(guò)繼承，使得子類(lèi)具有父類(lèi)的屬性和方法，同時(shí)子類(lèi)也可以通過(guò)加入新的屬性和方法或者修改父類(lèi)的屬性和方法建立新的類(lèi)層次。

繼承機(jī)制體現(xiàn)了面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的復(fù)用性、擴(kuò)展性和安全性。為面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)與模塊化軟件架構(gòu)提供了最基本的技術(shù)基礎(chǔ)。

在.NET中，繼承按照其實(shí)現(xiàn)方式的不同，一般分類(lèi)如下。

·實(shí)現(xiàn)繼承：派生類(lèi)繼承了基類(lèi)的所有屬性和方法，并且只能有一個(gè)基類(lèi)，在.NET中System.Object是所有類(lèi)型的最終基類(lèi)，這種繼承方式稱(chēng)為實(shí)現(xiàn)繼承。

·接口繼承：派生類(lèi)繼承了接口的方法簽名。不同于實(shí)現(xiàn)繼承的是，接口繼承允許多繼承，同時(shí)派生類(lèi)只繼承了方法簽名而沒(méi)有方法實(shí)現(xiàn)，具體的實(shí)現(xiàn)必須在派生類(lèi)中完成。因此，確切地說(shuō)，這種繼承方式應(yīng)該稱(chēng)為接口實(shí)現(xiàn)。

CLR支持實(shí)現(xiàn)單繼承和接口多繼承。本節(jié)重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象的實(shí)現(xiàn)繼承，關(guān)于接口繼承，我們將在1.5節(jié)“玩轉(zhuǎn)接口”中做詳細(xì)論述。另外，值得關(guān)注的是繼承的可見(jiàn)性問(wèn)題，.NET通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的控制規(guī)則，這些訪(fǎng)問(wèn)修飾符主要包括：public、protected、internal和private。

下面，我們就以動(dòng)物繼承情況為例，實(shí)現(xiàn)一個(gè)最簡(jiǎn)單的繼承實(shí)例，如圖1-2所示。

在這個(gè)繼承體系中，我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的三層繼承層次，Animal類(lèi)是所有類(lèi)型的基類(lèi)，在此將其構(gòu)造為抽象類(lèi)，抽象了所有類(lèi)型的普遍特征行為：Eat方法和ShowType方法，其中ShowType方法為虛函數(shù)，其具體實(shí)現(xiàn)在子類(lèi)Chicken和Eagle中給出。這種在子類(lèi)中實(shí)現(xiàn)虛函數(shù)的方式，稱(chēng)為方法的動(dòng)態(tài)綁定，是實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο罅硪惶匦裕憾鄳B(tài)的基本機(jī)制。另外，Eagle類(lèi)實(shí)現(xiàn)了接口繼承，使得Eagle實(shí)例可以實(shí)現(xiàn)Fly這一特性，接口繼承的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的：通過(guò)IFlyable接口，實(shí)現(xiàn)了對(duì)象與行為的分離，這樣我們無(wú)須擔(dān)心因?yàn)槔^承不當(dāng)而使Chicken有Fly的能力，保護(hù)了系統(tǒng)的完整性。

從圖1-2所示的UML圖中可知，通過(guò)繼承我們輕而易舉地實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)用和擴(kuò)展，同時(shí)通過(guò)重載（overload）、覆寫(xiě)（override）、接口實(shí)現(xiàn)等方式實(shí)現(xiàn)了封裝變化，隱藏私有信息等面向?qū)ο蟮幕疽?guī)則。通過(guò)繼承，輕易地實(shí)現(xiàn)了子類(lèi)對(duì)父類(lèi)共性的繼承，例如，Animal類(lèi)中實(shí)現(xiàn)了方法Eat（），那么它的所有子類(lèi)就都具有了Eat（）特性。同時(shí)，子類(lèi)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)基類(lèi)的擴(kuò)展和改寫(xiě)，主要有兩種方式：一是通過(guò)在子類(lèi)中添加新方法，例如Bird類(lèi)中就添加了新方法ShowColor用于現(xiàn)實(shí)鳥(niǎo)類(lèi)的毛色；二是通過(guò)對(duì)父類(lèi)方法的重新改寫(xiě)，在.NET中稱(chēng)為覆寫(xiě)，例如Eagle類(lèi)中的ShowColor（）方法。

1.2.3 繼承本質(zhì)論

了解了關(guān)于繼承的基本概念，我們回歸本質(zhì)，從編譯器運(yùn)行的角度來(lái)揭示.NET繼承中的運(yùn)行本源，來(lái)發(fā)現(xiàn)子類(lèi)對(duì)象如何實(shí)現(xiàn)對(duì)父類(lèi)成員與方法的繼承，以簡(jiǎn)單的示例揭示繼承的實(shí)質(zhì)，來(lái)闡述繼承機(jī)制是如何被執(zhí)行的。

public abstract class Animal
{
   public abstract void ShowType（）；
   public void Eat（）
   {
      Console.WriteLine（"Animal always eat."）；
   }
}
public class Bird: Animal
{
   private string type = "Bird"；
   public override void ShowType（）
   {
      Console.WriteLine（"Type is {0}", type）；
   }
   private string color；
   public string Color
   {
      get { return color； }
      set { color = value； }
   }
}
public class Chicken : Bird
{
   private string type = "Chicken"；
   public override void ShowType（）
   {
      Console.WriteLine（"Type is {0}", type）；
   }
   public void ShowColor（）
   {
      Console.WriteLine（"Color is {0}", Color）；
   }
}

然后，在測(cè)試類(lèi)中創(chuàng)建各個(gè)類(lèi)對(duì)象，由于Animal為抽象類(lèi)，我們只創(chuàng)建Bird對(duì)象和Chicken對(duì)象。

public class TestInheritance
{
   public static void Main（）
   {
      Bird bird = new Bird（）；
      Chicken chicken = new Chicken（）；
   }
}

下面我們從編譯角度對(duì)這一簡(jiǎn)單的繼承示例進(jìn)行深入分析，從而了解.NET內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)我們強(qiáng)調(diào)的繼承機(jī)制的。

（1）我們簡(jiǎn)要地分析一下對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程：

Bird bird = new Bird（）；

Bird bird創(chuàng)建的是一個(gè)Bird類(lèi)型的引用，而new Bird（）完成的是創(chuàng)建Bird對(duì)象，分配內(nèi)存空間和初始化操作，然后將這個(gè)對(duì)象引用賦給bird變量，也就是建立bird變量與Bird對(duì)象的關(guān)聯(lián)。

（2）我們從繼承的角度來(lái)分析CLR在運(yùn)行時(shí)如何執(zhí)行對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程，因?yàn)槔^承的本質(zhì)正體現(xiàn)于對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程中。

在此我們以Chicken對(duì)象的創(chuàng)建為例，首先是字段，對(duì)象一經(jīng)創(chuàng)建，會(huì)首先找到其父類(lèi)Bird，并為其字段分配存儲(chǔ)空間，而B(niǎo)ird也會(huì)繼續(xù)找到其父類(lèi)Animal，為其分配存儲(chǔ)空間，依次類(lèi)推直到遞歸結(jié)束，也就是完成System.Object內(nèi)存分配為止。我們可以在編譯器中用單步執(zhí)行的方法來(lái)大致了解其分配的過(guò)程和順序，因此，對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程是按照順序完成了對(duì)整個(gè)父類(lèi)及其本身字段的內(nèi)存創(chuàng)建，并且字段的存儲(chǔ)順序是由上到下排列，最高層類(lèi)的字段排在最前面。其原因是如果父類(lèi)和子類(lèi)出現(xiàn)了同名字段，則在子類(lèi)對(duì)象創(chuàng)建時(shí)，編譯器會(huì)自動(dòng)認(rèn)為這是兩個(gè)不同的字段而加以區(qū)別。

然后，是方法表的創(chuàng)建，必須明確的一點(diǎn)是方法表的創(chuàng)建是類(lèi)第一次加載到AppDomain時(shí)完成的，在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)只是將其附加成員TypeHandle指向方法列表在Loader Heap上的地址，將對(duì)象與其動(dòng)態(tài)方法列表相關(guān)聯(lián)起來(lái)，因此方法表是先于對(duì)象而存在的。類(lèi)似于字段的創(chuàng)建過(guò)程，方法表的創(chuàng)建也是父類(lèi)在先子類(lèi)在后，原因是顯而易見(jiàn)的，類(lèi)Chicken生成方法列表時(shí)，首先將Bird的所有虛方法復(fù)制一份，然后和Chicken本身的方法列表做對(duì)比，如果有覆寫(xiě)的虛方法則以子類(lèi)方法覆蓋同名的父類(lèi)方法，同時(shí)添加子類(lèi)的新方法，從而創(chuàng)建完成Chicken的方法列表。這種創(chuàng)建過(guò)程也是逐層遞歸到Object類(lèi)，并且方法列表中也是按照順序排列的，父類(lèi)在前子類(lèi)在后，其原因和字段大同小異，留待讀者自己體味。不言而喻，任何類(lèi)型方法表中，開(kāi)始的4個(gè)方法總是繼承自System.Object類(lèi)型的虛方法，它們是：ToString、Equals、GetHashCode和Finalize，詳見(jiàn)9.1節(jié)“萬(wàn)物歸宗：System.Object”所述。

結(jié)合我們的分析過(guò)程，現(xiàn)在將對(duì)象創(chuàng)建的過(guò)程以圖例來(lái)揭示其在內(nèi)存中的分配情形，如圖1-3所示。

從我們的分析和上面的對(duì)象創(chuàng)建過(guò)程中，我們應(yīng)對(duì)繼承的本質(zhì)有了以下更明確的認(rèn)識(shí)：

·繼承是可傳遞的，子類(lèi)是對(duì)父類(lèi)的擴(kuò)展，必須繼承父類(lèi)方法，同時(shí)可以添加新方法。

·子類(lèi)可以調(diào)用父類(lèi)方法和字段，而父類(lèi)不能調(diào)用子類(lèi)方法和字段。

·虛方法如何實(shí)現(xiàn)覆寫(xiě)操作，使得父類(lèi)指針可以指向子類(lèi)對(duì)象成員。

·子類(lèi)不光繼承父類(lèi)的公有成員，同時(shí)繼承了父類(lèi)的私有成員，只是在子類(lèi)中不被訪(fǎng)問(wèn)。

·new關(guān)鍵字在虛方法繼承中的阻斷作用。

你是否已經(jīng)找到了理解繼承、理解動(dòng)態(tài)編譯的不二法門(mén)？

通過(guò)上面的講述與分析，我們基本上對(duì).NET在編譯期的實(shí)現(xiàn)原理有了大致的了解，但是還有以下的問(wèn)題，可能會(huì)引起疑惑，那就是：

Bird bird2 = new Chicken（）；

這種情況下，bird2.ShowType應(yīng)該返回什么值呢？而bird2.type又該是什么值呢？有兩個(gè)原則，是.NET專(zhuān)門(mén)用于解決這一問(wèn)題的。

·關(guān)注對(duì)象原則：調(diào)用子類(lèi)還是父類(lèi)的方法，取決于創(chuàng)建的對(duì)象是子類(lèi)對(duì)象還是父類(lèi)對(duì)象，而不是它的引用類(lèi)型。例如Bird bird2 = new Chicken（）時(shí)，我們關(guān)注的是其創(chuàng)建對(duì)象為Chicken類(lèi)型，因此子類(lèi)將繼承父類(lèi)的字段和方法，或者覆寫(xiě)父類(lèi)的虛方法，而不用關(guān)注bird2的引用類(lèi)型是否為Bird。引用類(lèi)型的區(qū)別決定了不同的對(duì)象在方法表中不同的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。

注意

根據(jù)關(guān)注對(duì)象原則，下面的兩種情況又該如何區(qū)別呢？

Bird bird2 = new Chicken（）；
Chicken chicken = new Chicken（）；

根據(jù)上文的分析，bird2對(duì)象和chicken對(duì)象在內(nèi)存布局上是一樣的，差別就在于其引用指針的類(lèi)型不同：bird2為Bird類(lèi)型指針，而chicken為Chicken類(lèi)型指針。以方法調(diào)用為例，不同的類(lèi)型指針在虛擬方法表中有不同的附加信息作為標(biāo)志來(lái)區(qū)別其訪(fǎng)問(wèn)的地址區(qū)域，稱(chēng)為offset。不同類(lèi)型的指針只能在其特定地址區(qū)域內(nèi)執(zhí)行，子類(lèi)覆蓋父類(lèi)時(shí)會(huì)保證其訪(fǎng)問(wèn)地址區(qū)域的一致性，從而解決了不同的類(lèi)型訪(fǎng)問(wèn)具有不同的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限問(wèn)題。

·執(zhí)行就近原則：對(duì)于同名字段或者方法，編譯器是按照其順序查找來(lái)引用的，也就是首先訪(fǎng)問(wèn)離它創(chuàng)建最近的字段或者方法，例如上例中的bird2，是Bird類(lèi)型，因此會(huì)首先訪(fǎng)問(wèn)Bird_type（注意編譯器是不會(huì)重新命名的，在此是為區(qū)分起見(jiàn)），如果type類(lèi)型設(shè)為public，則在此將返回“Bird”值。這也就是為什么在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)必須將字段按順序排列，而父類(lèi)要先于子類(lèi)編譯的原因了。

思考

1.上面我們分析到bird2.type的值是“Bird”，那么bird2.ShowType（）會(huì)顯示什么值呢？答案是“Type is Chicken”，根據(jù)上面的分析，想想到底為什么？

2.關(guān)于new關(guān)鍵字在虛方法動(dòng)態(tài)調(diào)用中的阻斷作用，也有了更明確的理論基礎(chǔ)。在子類(lèi)方法中，如果標(biāo)記new關(guān)鍵字，則意味著隱藏基類(lèi)實(shí)現(xiàn)，其實(shí)就是創(chuàng)建了與父類(lèi)同名的另一個(gè)方法，在編譯中這兩個(gè)方法處于動(dòng)態(tài)方法表的不同地址位置，父類(lèi)方法排在前面，子類(lèi)方法排在后面。

1.2.4 秘境追蹤

通過(guò)對(duì)繼承的基本內(nèi)容的討論和本質(zhì)揭示，是時(shí)候?qū)⑽覀兊难酃廪D(zhuǎn)移到繼承應(yīng)用中的熱點(diǎn)問(wèn)題了，主要是從面向?qū)ο蟮慕嵌葘?duì)繼承進(jìn)行討論，就像追蹤繼承中的秘境，在迷失的森林中尋找出口。

1.實(shí)現(xiàn)繼承與接口繼承

實(shí)現(xiàn)繼承通常情況下表現(xiàn)為對(duì)抽象類(lèi)的繼承，而其與接口繼承在規(guī)則上有以下幾點(diǎn)歸納：

·抽象類(lèi)適合于有族層概念的類(lèi)間關(guān)系，而接口最適合為不同的類(lèi)提供通用功能。

·接口著重于CAN-DO關(guān)系類(lèi)型，而抽象類(lèi)則偏重于IS-A式的關(guān)系。

·接口多定義對(duì)象的行為；抽象類(lèi)多定義對(duì)象的屬性。

·如果預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)版本問(wèn)題，可以創(chuàng)建“抽象類(lèi)”。例如，創(chuàng)建了狗（Dog）、雞（Chicken）和鴨（Duck），那么應(yīng)該考慮抽象出動(dòng)物（Animal）來(lái)應(yīng)對(duì)以后可能出現(xiàn)馬和牛的事情。而向接口中添加新成員則會(huì)強(qiáng)制要求修改所有派生類(lèi)，并重新編譯，所以版本式的問(wèn)題最好以抽象類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

·因?yàn)橹殿?lèi)型是密封的，所以只能實(shí)現(xiàn)接口，而不能繼承類(lèi)。

關(guān)于實(shí)現(xiàn)繼承與接口繼承的更詳細(xì)的討論與規(guī)則，請(qǐng)參見(jiàn)8.4節(jié)“面向抽象編程：接口和抽象類(lèi)”。

2.聚合還是繼承，這是個(gè)問(wèn)題

類(lèi)與類(lèi)的關(guān)系，通常有以下幾種情況，我們分別以?xún)蓚€(gè)簡(jiǎn)單類(lèi)Class1和Class2的UML圖來(lái)表示如下。

（1）繼承

如圖1-4所示，Class2繼承自Class1，任何對(duì)基類(lèi)Class1的更改都有可能影響到子類(lèi)Class2，繼承關(guān)系的耦合度較高。

（2）聚合

如圖1-5所示。

聚合分為三種類(lèi)型，依次為無(wú)、共享和復(fù)合，其耦合度逐級(jí)遞增。無(wú)聚合類(lèi)型關(guān)系，類(lèi)的雙方彼此不受影響；共享型關(guān)系，Class2不需要對(duì)Class1負(fù)責(zé)；而復(fù)合型關(guān)系，Class1會(huì)受控于Class2的更改，因此耦合度更高。總之，聚合關(guān)系是一種HAS-A式的關(guān)系，耦合度沒(méi)有繼承關(guān)系高。

（3）依賴(lài)

依賴(lài)關(guān)系表明，如果Class2被修改，則Class1會(huì)受到影響，如圖1-6所示。

通過(guò)上述三類(lèi)關(guān)系的比較，我們知道類(lèi)與類(lèi)之間的關(guān)系，通常以耦合度來(lái)描述，也就是表示類(lèi)與類(lèi)之間的依賴(lài)關(guān)系程度。沒(méi)有耦合關(guān)系的系統(tǒng)是根本不存在的，因?yàn)轭?lèi)與類(lèi)、模塊與模塊、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間或多或少要發(fā)生相互交互，設(shè)計(jì)應(yīng)力求將類(lèi)與類(lèi)之間的耦合關(guān)系降到最低。而面向?qū)ο蟮幕驹瓌t之一就是實(shí)現(xiàn)低耦合、高內(nèi)聚的耦合關(guān)系，在2.1節(jié)“OO原則綜述”中所述的合成/聚合復(fù)用原則正是對(duì)這一思想的直接體現(xiàn)。

顯然，將耦合的概念應(yīng)用到繼承機(jī)制上，通常情況下子類(lèi)都會(huì)對(duì)父類(lèi)產(chǎn)生緊密的耦合，對(duì)基類(lèi)的修改往往會(huì)對(duì)子類(lèi)產(chǎn)生一系列的不良反應(yīng)。繼承之毒瘤主要體現(xiàn)在：

·繼承可能造成子類(lèi)的無(wú)限膨脹，不利于類(lèi)體系的維護(hù)和安全。

·繼承的子類(lèi)對(duì)象確定于編譯期，無(wú)法滿(mǎn)足需要運(yùn)行期才確定的情況，而類(lèi)聚合很好地解決了這一問(wèn)題。

·隨著繼承層次的復(fù)雜化和子類(lèi)的多樣化，不可避免地會(huì)出現(xiàn)對(duì)父類(lèi)的無(wú)效繼承或者有害繼承。子類(lèi)部分的繼承父類(lèi)的方法或者屬性，更能適應(yīng)實(shí)際的設(shè)計(jì)需求。

那么，通過(guò)上面的分析，我們深知繼承機(jī)制在滿(mǎn)足更加柔性的需求方面有一些弊端，從而可能造成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的漏洞與失衡。解決問(wèn)題的辦法當(dāng)然是多種多樣的，根據(jù)不同的需求進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)變更，例如將對(duì)象與行為分離抽象出接口實(shí)現(xiàn)來(lái)避免大基類(lèi)設(shè)計(jì)，以聚合代替繼承實(shí)現(xiàn)更柔性的子類(lèi)需求等。

面向?qū)ο蟮幕驹瓌t

多聚合，少繼承。

低耦合，高內(nèi)聚。

聚合與繼承通常體現(xiàn)在設(shè)計(jì)模式的偉大思想中，在此以Adapter模式的兩種方式為例來(lái)比較繼承和聚合的適應(yīng)場(chǎng)合與柔性較量。首先對(duì)Adapter模式進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。Adapter模式主要用于將一個(gè)類(lèi)的接口轉(zhuǎn)換為另外一個(gè)接口，通常情況下在不改變?cè)畜w系的條件下應(yīng)對(duì)新的需求變化，通過(guò)引入新的適配器類(lèi)來(lái)完成對(duì)既存體系的擴(kuò)展和改造。Adapter模式就其實(shí)現(xiàn)方式主要包括：

·類(lèi)的Adapter模式。通過(guò)引入新的類(lèi)型來(lái)繼承原有類(lèi)型，同時(shí)實(shí)現(xiàn)新加入的接口方法。其缺點(diǎn)是耦合度高，需要引入過(guò)多的新類(lèi)型。

·對(duì)象的Adapter模式。通過(guò)聚合而非繼承的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)原有系統(tǒng)的擴(kuò)展，松散耦合，較少的新類(lèi)型。

下面，我們回到動(dòng)物體系中，為鳥(niǎo)兒加上鳴叫ToTweet這一行為，為自然界點(diǎn)綴更多美麗的聲音。當(dāng)然不同的鳥(niǎo)叫聲是不同的，雞鳴鷹嘶，各有各的范兒。因此，在Bird類(lèi)的子類(lèi)都應(yīng)該對(duì)ToTweet有不同的實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在我們的要求是在不破壞原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上來(lái)為Bird實(shí)現(xiàn)ITweetable接口，理所當(dāng)然，以Adapter模式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一需求，通過(guò)類(lèi)的Adapter模式和對(duì)象的Adapter模式兩種方式來(lái)感受其差別。

首先是類(lèi)的Adpater模式，其設(shè)計(jì)UML圖表示為圖1-7。

在這一新設(shè)計(jì)體系中，兩個(gè)新類(lèi)型ChickenAdapter和EagleAdapter就是類(lèi)的Adapter模式中新添加的類(lèi)，它們分別繼承自原有的類(lèi)，從而保留原有類(lèi)型特性與行為，并實(shí)現(xiàn)添加ITweetable接口的新行為T(mén)oTweet（）。我們沒(méi)有破壞原有的Bird體系，同時(shí)添加了新的行為，這是繼承的魔力在Adapter模式中的應(yīng)用。我們?cè)诳蛻?hù)端應(yīng)用新的類(lèi)型來(lái)為Chicken調(diào)用新的方法，如圖1-8所示，原有繼承體系中的方法和新的方法對(duì)對(duì)象ca都是可見(jiàn)的。

我們輕松地完成了這一難題，是否該輕松一下？不。事實(shí)上還早著呢，要知道自然界里的鳥(niǎo)兒們都有美麗的歌喉，我們只為Chicken和Eagle配上了鳴叫的行為，那其他成千上萬(wàn)的鳥(niǎo)兒們都有意見(jiàn)了。怎么辦呢？以目前的實(shí)現(xiàn)方式我們不得不為每個(gè)繼承自Bird類(lèi)的子類(lèi)提供相應(yīng)的適配類(lèi)，這樣太累了，有沒(méi)有更好的方式呢？

答案是當(dāng)然有，這就是對(duì)象的Adapter模式。類(lèi)的Adapter模式以繼承方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，而對(duì)象的Adapter模式則以聚合的方式來(lái)完成，詳情如圖1-9所示。

具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)為：

interface ITweetable
{
   void ToTweet（）；
}
public class BirdAdapter : ITweetable
{
   private Bird _bird；
   public BirdAdapter（Bird bird）
   {
      _bird = bird；
   }
   public void ShowType（）
   {
      _bird.ShowType（）；
   }
   ……部分省略……
   public void ToTweet（）
   {
      //為不同的子類(lèi)實(shí)現(xiàn)不同的ToTweet行為
   }
}

客戶(hù)端調(diào)用為：

public class TestInheritance
{
   public static void Main（）
   {
      BirdAdapter ba = new BirdAdapter（new Chicken（））；
      ba.ShowType（）；
      ba.ToTweet（）；
   }
}

現(xiàn)在可以松口氣了，我們以聚合的方式按照對(duì)象的Adapter模式思路來(lái)解決為Bird類(lèi)及其子類(lèi)加入ToTweet（）行為的操作，在沒(méi)有添加過(guò)多新類(lèi)型的基礎(chǔ)上十分輕松地解決了這一問(wèn)題。看起來(lái)一切都很完美，新的BirdAdapter類(lèi)與Bird類(lèi)型之間只有松散的耦合關(guān)系而不是緊耦合。

至此，我們以一個(gè)幾乎完整的動(dòng)物體系類(lèi)設(shè)計(jì)，基本完成了對(duì)繼承與組合問(wèn)題的探討，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜、兼顧、重構(gòu)的過(guò)程，不管是繼承還是聚合，都是系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中必不可少的技術(shù)基礎(chǔ)，采取什么樣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)完全取決于具體的需求情況。根據(jù)面向?qū)ο蠖嘟M合、少繼承的原則，對(duì)象的Adapter模式更能體現(xiàn)松散的耦合關(guān)系，應(yīng)用更靈活。

1.2.5 規(guī)則制勝

根據(jù)本節(jié)的所有討論，行文至此，我們很有必要對(duì)繼承進(jìn)行歸納總結(jié)，將繼承概念中的重點(diǎn)內(nèi)容和重點(diǎn)規(guī)則做系統(tǒng)地梳理，對(duì)我們來(lái)說(shuō)這些規(guī)則條款是掌握繼承的金科玉律，主要包括：

·密封類(lèi)不可以被繼承。

·繼承關(guān)系中，我們更多的是關(guān)注其共性而不是特性，因?yàn)楣残允菍哟螐?fù)用的基礎(chǔ)，而特性是系統(tǒng)擴(kuò)展的基點(diǎn)。

·實(shí)現(xiàn)單繼承，接口多繼承。

·從宏觀來(lái)看，繼承多關(guān)注于共通性；而多態(tài)多著眼于差異性。

·繼承的層次應(yīng)該有所控制，否則類(lèi)型之間的關(guān)系維護(hù)會(huì)消耗更多的精力。

·面向?qū)ο笤瓌t：多組合，少繼承；低耦合，高內(nèi)聚。

1.2.6 結(jié)論

在.NET中，如果創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)，則該類(lèi)總是在繼承。這緣于.NET的面向?qū)ο筇匦裕械念?lèi)型都最終繼承自共同的根System.Object類(lèi)。可見(jiàn)，繼承是.NET運(yùn)行機(jī)制的基礎(chǔ)技術(shù)之一，一切皆為對(duì)象，一切皆于繼承。對(duì)于什么是繼承這個(gè)話(huà)題，希望每個(gè)人能從中尋求自己的答案，理解繼承、關(guān)注封裝、品味多態(tài)、玩轉(zhuǎn)接口是理解面向?qū)ο蟮钠瘘c(diǎn)，也希望本節(jié)是這一旅程的起點(diǎn)。