曾用名:以委托取代继承(Replace Inheritance with Delegation)
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```
class List {...}
class Stack extends List {...}
```
![](https://box.kancloud.cn/a3bed334e2e1f6d1a46c5039deb25af9_91x152.jpeg)
```
class Stack {
constructor() {
this._storage = new List();
}
}
class List {...}
```
### 动机
在面向对象程序中,通过继承来复用现有功能,是一种既强大又便捷的手段。我只要继承一个已有的类,覆写一些功能,再添加一些功能,就能达成目的。但继承也有可能造成困扰和混乱。
在对象技术发展早期,有一个经典的误用继承的例子:让栈(stack)继承列表(list)。这个想法的出发点是想复用列表类的数据存储和操作能力。虽说复用是一件好事,但这个继承关系有问题:列表类的所有操作都会出现在栈类的接口上,然而其中大部分操作对一个栈来说并不适用。更好的做法应该是把列表作为栈的字段,把必要的操作委派给列表就行了。
这就是一个用得上以委托取代超类手法的例子——如果超类的一些函数对子类并不适用,就说明我不应该通过继承来获得超类的功能。
除了“子类用得上超类的所有函数”之外,合理的继承关系还有一个重要特征:子类的所有实例都应该是超类的实例,通过超类的接口来使用子类的实例应该完全不出问题。假如我有一个车模(car model)类,其中有名称、引擎大小等属性,我可能想复用这些特性来表示真正的汽车(car),并在子类上添加VIN编号、制造日期等属性。然而汽车终归不是模型。这是一种常见而又经常不易察觉的建模错误,我称之为“类型与实例名不符实”(type-instance homonym)\[mf-tih\]。
在这两个例子中,有问题的继承招致了混乱和错误——如果把继承关系改为将部分职能委托给另一个对象,这些混乱和错误本是可以轻松避免的。使用委托关系能更清晰地表达“这是另一个东西,我只是需要用到其中携带的一些功能”这层意思。
即便在子类继承是合理的建模方式的情况下,如果子类与超类之间的耦合过强,超类的变化很容易破坏子类的功能,我还是会使用以委托取代超类。这样做的缺点就是,对于宿主类(也就是原来的子类)和委托类(也就是原来的超类)中原本一样的函数,现在我必须在宿主类中挨个编写转发函数。不过还好,这种转发函数虽然写起来乏味,但它们都非常简单,几乎不可能出错。
有些人在这个方向上走得更远,他们建议完全避免使用继承,但我不同意这种观点。如果符合继承关系的语义条件(超类的所有方法都适用于子类,子类的所有实例都是超类的实例),那么继承是一种简洁又高效的复用机制。如果情况发生变化,继承不再是最好的选择,我也可以比较容易地运用以委托取代超类。所以我的建议是,首先(尽量)使用继承,如果发现继承有问题,再使用以委托取代超类。
### 做法
- 在子类中新建一个字段,使其引用超类的一个对象,并将这个委托引用初始化为超类的新实例。
- 针对超类的每个函数,在子类中创建一个转发函数,将调用请求转发给委托引用。每转发一块完整逻辑,都要执行测试。
> 大多数时候,每转发一个函数就可以测试,但一对设值/取值必须同时转移,然后才能测试。
- 当所有超类函数都被转发函数覆写后,就可以去掉继承关系。
### 范例
我最近给一个古城里存放上古卷轴(scroll)的图书馆做了咨询。他们给卷轴的信息编制了一份目录(catalog),每份卷轴都有一个ID号,并记录了卷轴的标题(title)和一系列标签(tag)。
##### class CatalogItem...
```
constructor(id, title, tags) {
this._id = id;
this._title = title;
this._tags = tags;
}
get id() {return this._id;}
get title() {return this._title;}
hasTag(arg) {return this._tags.includes(arg);}
```
这些古老的卷轴需要日常清扫,因此代表卷轴的`Scroll`类继承了代表目录项的`CatalogItem`类,并扩展出与“需要清扫”相关的数据。
##### class Scroll extends CatalogItem...
```
constructor(id, title, tags, dateLastCleaned) {
super(id, title, tags);
this._lastCleaned = dateLastCleaned;
}
needsCleaning(targetDate) {
const threshold = this.hasTag("revered") ? 700 : 1500;
return this.daysSinceLastCleaning(targetDate) > threshold ;
}
daysSinceLastCleaning(targetDate) {
return this._lastCleaned.until(targetDate, ChronoUnit.DAYS);
}
```
这就是一个常见的建模错误。真实存在的卷轴和只存在于纸面上的目录项,是完全不同的两种东西。比如说,关于“如何治疗灰鳞病”的卷轴可能有好几卷,但在目录上却只记录一个条目。
这样的建模错误很多时候可以置之不理。像“标题”和“标签”这样的数据,我可以认为就是目录中数据的副本。如果这些数据从不发生改变,我完全可以接受这样的表现形式。但如果需要更新其中某处数据,我就必须非常小心,确保同一个目录项对应的所有数据副本都被正确地更新。
就算没有数据更新的问题,我还是希望改变这两个类之间的关系。把“目录项”作为“卷轴”的超类很可能会把未来的程序员搞迷糊,因此这是一个糟糕的模型。
我首先在`Scroll`类中创建一个属性,令其指向一个新建的`CatalogItem`实例。
##### class Scroll extends CatalogItem...
```
constructor(id, title, tags, dateLastCleaned) {
super(id, title, tags);
this._catalogItem = new CatalogItem(id, title, tags);
this._lastCleaned = dateLastCleaned;
}
```
然后对于子类中用到所有属于超类的函数,我要逐一为它们创建转发函数。
##### class Scroll...
```
get id() {return this._catalogItem.id;}
get title() {return this._catalogItem.title;}
hasTag(aString) {return this._catalogItem.hasTag(aString);}
```
最后去除`Scroll`与`CatalogItem`之间的继承关系。
```
class Scroll extends CatalogItem{
constructor(id, title, tags, dateLastCleaned) {
super(id, title, tags);
this._catalogItem = new CatalogItem(id, title, tags);
this._lastCleaned = dateLastCleaned;
}
```
基本的以委托取代超类重构到这里就完成了,不过在这个例子中,我还有一点收尾工作要做。
前面的重构把`CatalogItem`变成了`Scroll`的一个组件:每个`Scroll`对象包含一个独一无二的`CatalogItem`对象。在使用本重构的很多情况下,这样处理就够了。但在这个例子中,更好的建模方式应该是:关于灰鳞病的一个目录项,对应于图书馆中的6份卷轴,因为这6份卷轴都是同一个标题。这实际上是要运用将值对象改为引用对象(256)。
不过在使用将值对象改为引用对象(256)之前,还有一个问题需要先修好。在原来的继承结构中,`Scroll`类使用了`CatalogItem`类的`id`字段来保存自己的ID。但如果我把`CatalogItem`当作引用来处理,那么透过这个引用获得的ID就应该是目录项的ID,而不是卷轴的ID。也就是说,我需要在`Scroll`类上添加`id`字段,在创建`Scroll`对象时使用这个字段,而不是使用来自`CatalogItem`类的`id`字段。这一步既可以说是搬移,也可以说是拆分。
##### class Scroll...
```
constructor(id, title, tags, dateLastCleaned) {
this._id = id;
this._catalogItem = new CatalogItem(null, title, tags);
this._lastCleaned = dateLastCleaned;
}
get id() {return this._id;}
```
用`null`作为ID值创建目录项,这种操作一般而言应该触发警报了,不过这只是我在重构过程中的临时状态,可以暂时忍受。等我重构完成,多个卷轴会指向一个共享的目录项,而后者也会有合适的ID。
当前`Scroll`对象是从一个加载程序中加载的。
##### 加载程序...
```
const scrolls = aDocument
.map(record => new Scroll(record.id,
record.catalogData.title,
record.catalogData.tags,
LocalDate.parse(record.lastCleaned)));
```
将值对象改为引用对象(256)的第一步是要找到或者创建一个仓库对象(repository)。我发现有一个仓库对象可以很容易地导入加载程序中,这个仓库对象负责提供`CatalogItem`对象,并用ID作为索引。我的下一项任务就是要想办法把这个ID值放进`Scroll`对象的构造函数。还好,输入数据中有这个值,不过之前一直被无视了,因为在使用继承的时候用不着。把这些信息都理清楚,我就可以运用改变函数声明(124),把整个目录对象以及目录项的ID都作为参数传给`Scroll`的构造函数。
##### 加载程序...
```
const scrolls = aDocument
.map(record => new Scroll(record.id,
record.catalogData.title,
record.catalogData.tags,
LocalDate.parse(record.lastCleaned),
record.catalogData.id,
catalog));
```
##### class Scroll...
```
constructor(id, title, tags, dateLastCleaned, catalogID, catalog) {
this._id = id;
this._catalogItem = new CatalogItem(null, title, tags);
this._lastCleaned = dateLastCleaned;
}
```
然后修改`Scroll`的构造函数,用传入的`catalogID`来查找对应的`CatalogItem`对象,并引用这个对象(而不再新建`CatalogItem`对象)。
##### class Scroll...
```
constructor(id, title, tags, dateLastCleaned, catalogID, catalog) {
this._id = id;
this._catalogItem = catalog.get(catalogID);
this._lastCleaned = dateLastCleaned;
}
```
`Scroll`的构造函数已经不再需要传入`title`和`tags`这两个参数了,所以我用改变函数声明(124)把它们去掉。
##### 加载程序...
```
const scrolls = aDocument
.map(record => new Scroll(record.id,
record.catalogData.title,
record.catalogData.tags,
LocalDate.parse(record.lastCleaned),
record.catalogData.id,
catalog));
```
##### class Scroll...
```
constructor(id, title, tags, dateLastCleaned, catalogID, catalog) {
this._id = id;
this._catalogItem = catalog.get(catalogID);
this._lastCleaned = dateLastCleaned;
}
```
- 第1章 重构,第一个示例
- 1.1 起点
- 1.2 对此起始程序的评价
- 1.3 重构的第一步
- 1.4 分解statement函数
- 1.5 进展:大量嵌套函数
- 1.6 拆分计算阶段与格式化阶段
- 1.7 进展:分离到两个文件(和两个阶段)
- 1.8 按类型重组计算过程
- 1.9 进展:使用多态计算器来提供数据
- 1.10 结语
- 第2章 重构的原则
- 2.1 何谓重构
- 2.2 两顶帽子
- 2.3 为何重构
- 2.4 何时重构
- 2.5 重构的挑战
- 2.6 重构、架构和YAGNI
- 2.7 重构与软件开发过程
- 2.8 重构与性能
- 2.9 重构起源何处
- 2.10 自动化重构
- 2.11 延展阅读
- 第3章 代码的坏味道
- 3.1 神秘命名(Mysterious Name)
- 3.2 重复代码(Duplicated Code)
- 3.3 过长函数(Long Function)
- 3.4 过长参数列表(Long Parameter List)
- 3.5 全局数据(Global Data)
- 3.6 可变数据(Mutable Data)
- 3.7 发散式变化(Divergent Change)
- 3.8 霰弹式修改(Shotgun Surgery)
- 3.9 依恋情结(Feature Envy)
- 3.10 数据泥团(Data Clumps)
- 3.11 基本类型偏执(Primitive Obsession)
- 3.12 重复的switch (Repeated Switches)
- 3.13 循环语句(Loops)
- 3.14 冗赘的元素(Lazy Element)
- 3.15 夸夸其谈通用性(Speculative Generality)
- 3.16 临时字段(Temporary Field)
- 3.17 过长的消息链(Message Chains)
- 3.18 中间人(Middle Man)
- 3.19 内幕交易(Insider Trading)
- 3.20 过大的类(Large Class)
- 3.21 异曲同工的类(Alternative Classes with Different Interfaces)
- 3.22 纯数据类(Data Class)
- 3.23 被拒绝的遗赠(Refused Bequest)
- 3.24 注释(Comments)
- 第4章 构筑测试体系
- 4.1 自测试代码的价值
- 4.2 待测试的示例代码
- 4.3 第一个测试
- 4.4 再添加一个测试
- 4.5 修改测试夹具
- 4.6 探测边界条件
- 4.7 测试远不止如此
- 第5章 介绍重构名录
- 5.1 重构的记录格式
- 5.2 挑选重构的依据
- 第6章 第一组重构
- 6.1 提炼函数(Extract Function)
- 6.2 内联函数(Inline Function)
- 6.3 提炼变量(Extract Variable)
- 6.4 内联变量(Inline Variable)
- 6.5 改变函数声明(Change Function Declaration)
- 6.6 封装变量(Encapsulate Variable)
- 6.7 变量改名(Rename Variable)
- 6.8 引入参数对象(Introduce Parameter Object)
- 6.9 函数组合成类(Combine Functions into Class)
- 6.10 函数组合成变换(Combine Functions into Transform)
- 6.11 拆分阶段(Split Phase)
- 第7章 封装
- 7.1 封装记录(Encapsulate Record)
- 7.2 封装集合(Encapsulate Collection)
- 7.3 以对象取代基本类型(Replace Primitive with Object)
- 7.4 以查询取代临时变量(Replace Temp with Query)
- 7.5 提炼类(Extract Class)
- 7.6 内联类(Inline Class)
- 7.7 隐藏委托关系(Hide Delegate)
- 7.8 移除中间人(Remove Middle Man)
- 7.9 替换算法(Substitute Algorithm)
- 第8章 搬移特性
- 8.1 搬移函数(Move Function)
- 8.2 搬移字段(Move Field)
- 8.3 搬移语句到函数(Move Statements into Function)
- 8.4 搬移语句到调用者(Move Statements to Callers)
- 8.5 以函数调用取代内联代码(Replace Inline Code with Function Call)
- 8.6 移动语句(Slide Statements)
- 8.7 拆分循环(Split Loop)
- 8.8 以管道取代循环(Replace Loop with Pipeline)
- 8.9 移除死代码(Remove Dead Code)
- 第9章 重新组织数据
- 9.1 拆分变量(Split Variable)
- 9.2 字段改名(Rename Field)
- 9.3 以查询取代派生变量(Replace Derived Variable with Query)
- 9.4 将引用对象改为值对象(Change Reference to Value)
- 9.5 将值对象改为引用对象(Change Value to Reference)
- 第10章 简化条件逻辑
- 10.1 分解条件表达式(Decompose Conditional)
- 10.2 合并条件表达式(Consolidate Conditional Expression)
- 10.3 以卫语句取代嵌套条件表达式(Replace Nested Conditional with Guard Clauses)
- 10.4 以多态取代条件表达式(Replace Conditional with Polymorphism)
- 10.5 引入特例(Introduce Special Case)
- 10.6 引入断言(Introduce Assertion)
- 第11章 重构API
- 11.1 将查询函数和修改函数分离(Separate Query from Modifier)
- 11.2 函数参数化(Parameterize Function)
- 11.3 移除标记参数(Remove Flag Argument)
- 11.4 保持对象完整(Preserve Whole Object)
- 11.5 以查询取代参数(Replace Parameter with Query)
- 11.6 以参数取代查询(Replace Query with Parameter)
- 11.7 移除设值函数(Remove Setting Method)
- 11.8 以工厂函数取代构造函数(Replace Constructor with Factory Function)
- 11.9 以命令取代函数(Replace Function with Command)
- 11.10 以函数取代命令(Replace Command with Function)
- 第12章 处理继承关系
- 12.1 函数上移(Pull Up Method)
- 12.2 字段上移(Pull Up Field)
- 12.3 构造函数本体上移(Pull Up Constructor Body)
- 12.4 函数下移(Push Down Method)
- 12.5 字段下移(Push Down Field)
- 12.6 以子类取代类型码(Replace Type Code with Subclasses)
- 12.7 移除子类(Remove Subclass)
- 12.8 提炼超类(Extract Superclass)
- 12.9 折叠继承体系(Collapse Hierarchy)
- 12.10 以委托取代子类(Replace Subclass with Delegate)
- 12.11 以委托取代超类(Replace Superclass with Delegate)
- 参考文献
- 重构列表
- 坏味道与重构手法速查表