何时该使用"委托"(Delegation)?

    技术2022-05-11  132

    由于类别继承和物件组合是物件导向软体设计的两个主要方法﹔在不便使用继承的场合里﹐常使用物件组合﹐此时也常用委托观念。

     

     

         物件A 把外界传来的讯息" 转送" 给物件B ﹐由B 处理之﹐我们称物件A 委托物件B 。当一群物件互相沟通分工合作时常用妥托观念。虽然C++ 并未直接支援委托功能﹐但能间接地表达出来。由于类别继承(Class Inheritance) 和物件组合(Object Composition)是物件导向软体设计的两个主要方法﹔在不便使用继承的场合里﹐常使用物件组合﹐此时也常用委托观念。例如﹐有个" 长方形" 类别﹕

         

        接着想设计个" 正方形" 类别﹐大多数人会先想到继承功能﹕

            

    如此就可重复使用(Reuse) Area()函数了。

        这个继承结构有些美中不足之处﹐例如SquareRectangle 继承了SetWidth()SetHeight() 函数﹐对Square()而言是无用而且有害。万一呼叫到SquareSetWidth()﹐则Square4 边就不等长了﹗这时﹐可改用物件组合方式来代替继承﹕

     

       Square之物件接到外界传来的Area()讯息时﹐就委托Rectangle 之物件代为处理。以C++ 表达如下﹕

     

    Rectangle

    class Rectangle {

           double width, height;

         public:

           void SetWidth(double w)

                   { width=w; }

           void SetHeight(double h) 

                   { height=h; }

           double Area()

             { return width*height; }

       };

    class Square {

        Rectangle *rectangle;

      public:

        Square() { rectangle = new Rectangle; }

        void SetLength(double len)

          { rectangle->SetWidth(len);

            rectangle->SetHeight(len);

          }

        double Area()

          { return rectangle->Area(); }

     };

     

        SetWidth()SetHeight() 不属于Square类别﹐就无上述的副作用了。但也些缺点﹕rectangle 值是在程式执行时才确定的﹐也就是委托关系是在执行时才建立起来。一旦rectangle 值改变了﹐就改变委托的对象。所以委托是很有弹性的,但却常令程式更复杂。反过来,继承关系是在程式编译时就确定了﹐能使程式较清楚﹐但在执行时无法改变继承关系﹐弹性较小。因之﹐继承和委托皆能达到重复使用(Reuse)之目的﹐各有所长各有所短﹐相辅相成才是完美的。简单规则是﹕

     

       「优先考虑使用继承﹐若觉得牵强﹐

         就考虑用委托」

     

    请看下述例子﹐有个" 圆形" 类别以及" 正方形" 类别﹐共同衍生出CR类别﹕

     

        CR类别的Draw()会先呼叫Square::Draw()绘出正方形﹐再呼叫Circle::Draw()绘出正方形的内接圆。以C++ 表示为﹕

     

    Circle

    class Circle

     {

      protected:

        int x, y, r;

      public:

        Circle(int a, int b, int)

             :x(a), y(b), z(c) {}

           void Draw()  { .... }

     };

     

    Square

    class Square

     {

       public:

         virtual int GetX()=0;

         virtual int GetY()=0;

         virtual int GetLength()=0;

         void Draw()

             {  GetX()

                GetY()

                ....

             }

       };

     

    class CR

    class CR : public Circle,  public Square

     {

      public:

        virtual int GetX()

                 { return x; }

        virtual int GetY()

                 { return y; }

        virtual int GetLength() 

                 { return r*2; }

        void Draw() { ... }

     };

        SquareDraw()函数绘图时﹐会先从CR取得正方形的中心点座标(x,y) 值﹐且取得正方形的边长﹐然后才画出正方形。

        一般而言﹐多重继承(Multiple Inheritance)常有些副作用﹐例如名称的冲突等。为了避免上述双重继承﹐可改用委托方法,如下图。

     

    C++ 表示如下﹕

     

    Square

    class Square

       {

         Draw(CR *pcr)

           {  pcr->GetX()

              pcr->GetY()

              ....

           }

       };

     

    class CR : public Circle

      {

        Square *square;

       public:

        int GetX()  { return x; }

        int GetY()  { return y; }

        int GetLength  { return r*2; }

        void Draw()

              { square->Draw(this); }

        ........

      };

     

     

        继承和委托都是重复使用另一类别或物件中的函数。例如﹐CR继承Square时﹐CR使用SquareDraw()来绘出正方形﹔当继承改为委托时﹐也是一样由SquareDraw()来担任绘正方形的工作。所以﹐若觉得CR继承Square有些麻烦时﹐应可考虑使用委托。虽然委托会令程式复杂些﹐但勉强使用继承﹐后遗症将更大。因为副作用可能会延续到CR的各子孙类别﹗


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