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為什么Java中繼承是有害的一

2004-02-15 eNet&Ciweek

    這里,我不是書生氣。在我自己的工作中,我發(fā)現一個直接的相互關系在我OO方法的嚴格之間,快速代碼開發(fā)和容易的代碼實現。無論什么時候我違反中心的OO原則,如實現隱藏,我結果重寫那個代碼(一般因為代碼是不可調試的)。我沒有時間重寫代碼,所以我遵循那些規(guī)則。我關心的完全實用—我對干凈的原因沒有興趣。   

  脆弱的基類問題

  現在,讓我們應用耦合的概念到繼承。在一個用extends的繼承實現系統(tǒng)中,派生類是非常緊密的和基類耦合,當且這種緊密的連接是不期望的。設計者已經應用了綽號“脆弱的基類問題”去描述這個行為?;A類被認為是脆弱的是,因為你在看起來安全的情況下修改基類,但是當從派生類繼承時,新的行為也許引起派生類出現功能紊亂。你不能通過簡單的在隔離下檢查基類的方法來分辨基類的變化是安全的;而是你也必須看(和測試)所有派生類。而且,你必須檢查所有的代碼,它們也用在基類和派生類對象中,因為這個代碼也許被新的行為所打破。一個對于基礎類的簡單變化可能導致整個程序不可操作。

  讓我們一起檢查脆弱的基類和基類耦合的問題。下面的類extends了Java的ArrayList類去使它像一個stack來運轉:

  class Stack extends ArrayList
  { private int stack_pointer = 0;
   public void push( Object article )
   { add( stack_pointer++, article );
   }  

   public Object pop()
   { return remove( --stack_pointer );
   }
  

   public void push_many( Object[] articles )
   { for( int i = 0; i < articles.length; ++i )
   push( articles[i] );
   }
  }  

  甚至一個象這樣簡單的類也有問題。思考當一個用戶平衡繼承和用ArrayList的clear()方法去彈出堆棧時:

  Stack a_stack = new Stack();
  a_stack.push("1");
  a_stack.push("2");
  a_stack.clear();  

  這個代碼成功編譯,但是因為基類不知道關于stack指針堆棧的情況,這個stack對象當前在一個未定義的狀態(tài)。下一個對于push()調用把新的項放入索引2的位置。(stack_pointer的當前值),所以stack有效地有三個元素-下邊兩個是垃圾。(Java的stack類正是有這個問題,不要用它).

  對這個令人討厭的繼承的方法問題的解決辦法是為Stack覆蓋所有的ArrayList方法,那能夠修改數組的狀態(tài),所以覆蓋正確的操作Stack指針或者拋出一個例外。(removeRange()方法對于拋出一個例外一個好的候選方法)。

  這個方法有兩個缺點。第一,如果你覆蓋了所有的東西,這個基類應該真正的是一個interface,而不是一個class。如果你不用任何繼承方法,在實現繼承中就沒有這一點。第二,更重要的是,你不能夠讓一個stack支持所有的ArrayList方法。例如,令人煩惱的removeRange()沒有什么作用。唯一實現無用方法的合理的途徑是使它拋出一個例外,因為它應該永遠不被調用。這個方法有效的把編譯錯誤成為運行錯誤。不好的方法是,如果方法只是不被定義,編譯器會輸出一個方法未找到的錯誤。如果方法存在,但是拋出一個例外,你只有在程序真正的運行時,你才能夠發(fā)現調用錯誤。

  對于這個基類問題的一個更好的解決辦法是封裝數據結構代替用繼承。這是新的和改進的Stack的版本:

  class Stack
  {
   private int stack_pointer = 0;
   private ArrayList the_data = new ArrayList();
   public void push( Object article )
  {
   the_data.add( stack_poniter++, article );
  }  

  public Object pop()
  {
   return the_data.remove( --stack_pointer );
  } 

  public void push_many( Object[] articles )
  {
   for( int i = 0; i < o.length; ++i )
   push( articles[i] );
  }
  }  

  到現在為止,一直都不錯,但是考慮脆弱的基類問題,我們說你想要在stack創(chuàng)建一個變量, 用它在一段周期內跟蹤最大的堆棧尺寸。一個可能的實現也許象下面這樣:
  class Monitorable_stack extends Stack
  {
   private int high_water_mark = 0;
   private int current_size;
   public void push( Object article )
   {
   if( ++current_size > high_water_mark )
   high_water_mark = current_size;
   super.push( article );
   }

   publish Object pop()
   {
   --current_size;
   return super.pop();
   }  

   public int maximum_size_so_far()
   {
   return high_water_mark;
   }
  } 

  這個新類運行的很好,至少是一段時間。不幸的是,這個代碼發(fā)掘了一個事實,push_many()通過調用push()來運行。首先,這個細節(jié)看起來不是一個壞的選擇。它簡化了代碼,并且你能夠得到push()的派生類版本,甚至當Monitorable_stack通過Stack的參考來訪問的時候,以至于high_water_mark能夠正確的更新。

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