请求简单的 C++ 组合与继承示例

Question

我想了解 C++ 中组合和继承之间的语法差异。

我希望有人能提供两个简单的例子。一个使用组合的 class 示例和一个使用继承的 class 示例。

Answer 1

当然可以，为什么不呢？既然我喜欢机器人，那我们就做一个能走动能抓东西的机器人吧。我们将使用继承制作一个机器人，使用组合制作另一个机器人：

class Legs
{
public:
   void WalkAround() {... code for walking around goes here...}
};

class Arms
{
public:
   void GrabThings() {... code for grabbing things goes here...}
};

class InheritanceRobot : public Legs, public Arms
{
public:
   // WalkAround() and GrabThings() methods are implicitly
   // defined for this class since it inherited those
   // methods from its two superclasses
};

class CompositionRobot
{
public:
   void WalkAround() {legs.WalkAround();}
   void GrabThings() {arms.GrabThings();}

private:
   Legs legs;
   Arms arms;
};

请注意，至少对于此示例，CompositionRobot 通常被认为是更好的方法，因为继承意味着 is-a 关系，而机器人不是特定类型的 Arms 并且机器人不是特定类型的 Legs（而是机器人 has-arms 和 has-legs）。

Answer 2

为了扩展@jeremy-friesner 的答案（并且主要重用他的代码），很多时候组合是使用比这更多的 classes 来实现的。本质上，Legs 和 Arms classes 将是接口的实现。这使得注入这些依赖项变得容易，因此，在对复合对象进行单元测试时 mock/stub 将它们移除。然后你会得到类似的东西（忽略虚拟析构函数......）：

class Walker // interface
{
public:
    virtual void Walk() = 0;
}

class Legs : public Walker
{
public:
    void Walk() {... code for walking around goes here...}
}

class Grabber // Interface
{
public:
    virtual void GrabThings() = 0;
}

class Arms : public Grabber
{
public:
    void GrabThings() {... code for grabbing things goes here...}
}

class InheritanceRobot : public Legs, public Arms
{
public:
    // Walk() and GrabThings() methods are implicitly
    // defined for this class since it inherited those
    // methods from its two superclasses
};

class CompositionRobot
{
public:
    CompositionRobot(Walker& walker, Grabber& grabber) 
        : legs(walker), 
          arms(grabber) 
    {} 
    void Walk() {legs.Walk();}
    void GrabThings() {arms.GrabThings();}

private:
    Walker& legs;
    Grabber& arms;
};

所以用于腿和手臂的实际实现可以设置在运行时间而不是编译时间。

顺便说一句，我只是把它写成一个答案，而不是对 Jeremy 的答案的评论，以便从代码格式中受益，所以如果你想投票，请也投票给 Jeremy。

HTH

2021 年 9 月 14 日更新：

我在这个答案中注意到的一件事是我将组合和聚合混为一谈。在组合中，如果父对象不复存在，那么子对象也不复存在，而在聚合中，子对象可能在父对象被销毁后存在。在我给出的描述中，在 CompositionRobot 构造函数中传递对子对象实例的引用意味着聚合关系而不是组合。但是，如果您在定义参数和创建对象时使用 std::unique_ptr()，并且在将它们存储在 CompositionRobot 的构造函数中时使用 std::move()，则效果与在 Jeremy 的回答中，对象（而不是指针或对它们的引用）被定义为 class 成员。

请求简单的 C++ 组合与继承示例

A Request for Simple C++ Composition vs. Inheritance Examples

c++

oop

inheritance

class

composition