合成复用原则

合成复用原则 (Composite Reuse Principle, CRP)

合成复用原则（Composite Reuse Principle, CRP），也被称为组合/聚合复用原则，是面向对象设计中的一条重要原则。它的核心思想是：优先使用对象组合/聚合，而不是通过继承来实现代码复用。该原则旨在提高代码的灵活性和可维护性，减少类之间的紧密耦合。

1. 原则解释

合成复用原则强调，通过组合或聚合多个对象来实现新的功能，而不是通过继承来扩展类的功能。它建议在设计系统时，尽量使用组合或聚合来构建复杂对象，只有在明确需要继承的情况下才使用继承。

继承：表示类与类之间的“是一个”的关系（is-a）。子类继承父类的所有特性和行为，是一种强耦合关系。
组合：表示类与类之间的“有一个”的关系（has-a）。一个类通过包含其他类的实例来实现功能，是一种松耦合关系。
聚合：表示类与类之间的“整体-部分”的关系（whole-part）。类似于组合，但更加松散。

2. 违反合成复用原则的例子

假设我们有一个简单的动物系统，包括鸟类和鱼类。我们可能会首先设计一个基类 Animal，并通过继承来扩展不同的动物类：

public class Animal {public void move() {System.out.println("Animal moves");}
}public class Bird extends Animal {@Overridepublic void move() {System.out.println("Bird flies");}
}public class Fish extends Animal {@Overridepublic void move() {System.out.println("Fish swims");}
}

在这个设计中，Bird 和 Fish 类继承了 Animal 类，并分别重写了 move 方法。然而，如果我们需要进一步扩展，例如添加更多的行为（如吃饭、睡觉），这种设计会变得复杂且难以维护。

3. 遵循合成复用原则的改进

为了遵循合成复用原则，我们可以通过组合的方式来实现新的功能，而不是通过继承。下面是一个改进的设计：

// 移动行为接口
public interface MoveBehavior {void move();
}// 飞行行为
public class FlyBehavior implements MoveBehavior {@Overridepublic void move() {System.out.println("Bird flies");}
}// 游泳行为
public class SwimBehavior implements MoveBehavior {@Overridepublic void move() {System.out.println("Fish swims");}
}// 动物类
public class Animal {private MoveBehavior moveBehavior;public Animal(MoveBehavior moveBehavior) {this.moveBehavior = moveBehavior;}public void performMove() {moveBehavior.move();}public void setMoveBehavior(MoveBehavior moveBehavior) {this.moveBehavior = moveBehavior;}
}// 主类
public class Main {public static void main(String[] args) {Animal bird = new Animal(new FlyBehavior());bird.performMove();Animal fish = new Animal(new SwimBehavior());fish.performMove();// 动态改变行为bird.setMoveBehavior(new SwimBehavior());bird.performMove();}
}

在这个改进后的设计中，我们定义了一个 MoveBehavior 接口，并实现了具体的移动行为（FlyBehavior 和 SwimBehavior）。Animal 类通过组合 MoveBehavior 来实现不同的移动行为。这样，我们可以在运行时动态地改变动物的行为，而不需要修改或继承类。

4. 具体使用示例

让我们来看一个更复杂的例子，展示如何在实际开发中遵循合成复用原则。

// 支付方式接口
public interface PaymentMethod {void pay(double amount);
}// 信用卡支付
public class CreditCardPayment implements PaymentMethod {@Overridepublic void pay(double amount) {System.out.println("Paid " + amount + " using Credit Card");}
}// 支付宝支付
public class AlipayPayment implements PaymentMethod {@Overridepublic void pay(double amount) {System.out.println("Paid " + amount + " using Alipay");}
}// 用户类
public class User {private PaymentMethod paymentMethod;public User(PaymentMethod paymentMethod) {this.paymentMethod = paymentMethod;}public void makePayment(double amount) {paymentMethod.pay(amount);}public void setPaymentMethod(PaymentMethod paymentMethod) {this.paymentMethod = paymentMethod;}
}// 主类
public class Main {public static void main(String[] args) {User user = new User(new CreditCardPayment());user.makePayment(100.0);// 动态改变支付方式user.setPaymentMethod(new AlipayPayment());user.makePayment(200.0);}
}

在这个例子中，我们定义了一个 PaymentMethod 接口，并实现了不同的支付方式（CreditCardPayment 和 AlipayPayment）。User 类通过组合 PaymentMethod 来实现支付功能。这样，我们可以在运行时动态地改变用户的支付方式，而不需要修改或继承类。