【Re: 继承的特性 ??】 侯捷 [email protected] http://www.jjhou.com 2000.04.16 第一次发表於 清大.枫桥驿站（140.114.87.5）.物件导向版（Computer/oop） 本文将於日後整理於 侯捷网站/散文 2000 ---------------------------------------------------------------- 这里有一封 BBS/News OOP 版的贴信，引起我的兴趣。 原信如下： -------------------------------------------↓ 发信人: [email protected] (自是温柔最伤人), 看板: oop 标 题: Re: 继承的特性 ?? 发信站: 元智大学风之塔 (Wed Apr 12 22:01:15 2000) > >有时继承的使用，并不遵守现实上的观念 > >例如: > >圆是一种椭圆 > >所以继承时，应该要先写一个椭圆 > >然後写一个圆去继承椭圆 > 这种继承的方式有可能会违反 Liskov-Substitution Principle > >所以 椭圆 比 圆 多了一个 data member > >故我们会写成 > >椭圆继承了圆 > 这种方式只是为了继承圆的 implementation 更是错误示范. > 既然椭圆不是圆就不该继承圆. > 在这个情形下最好圆跟椭圆不要互相继承, 但可以让两者 > 有一个共同继承的 base class. 恩...王虫兄所言甚是 当初上 侯 Sir 开的课时, 就觉得他举这个例子怪怪ㄉ 但一直找不到什麽说法来解释 现在总算一语道破了说 也就是说 继承树就会变成 Shape | ------------------- | | Basic Rect Basic Ellipse | | -------------- ---------------- | | | | Rect Square Circle Ellipse 恩恩恩恩..... 可是这样会不会增加管理的复杂度啊.... ---------------------------------------------↑ 以下是侯捷的感想： 1. 上课教学所举例子，有时候视当时使用时机（是否为主讲重点， 或只是为了有个继承体系以做其他讲题用途）、讲课对象的程度 （是否有一半以上的人从未听闻所谓 interface inheritance）， 而有不同深度的讨论。如有同学程度超过老师的预期，宜於上课或 下课继续追问疑点，可避免让自己的疑惑一直成为疑惑。 2. 《多型与虚拟》书中亦曾举过类似上述「以椭圆继承圆」的例子， 确属粗糙。然亦不可能於当时剖析 implementation inheritance 和 interface inheritance 的区别。因为当时的情况是希望给一个 「尽量简化」的继承体系，以做为「多型」之操练对象。 3. 粗糙就是粗糙，所以比较好的作法是在举「以椭圆继承圆」的例子 时，加注少量补充说明与提醒。我将於《多型与虚拟》2/e 中这麽做。 4. inheritance 是个复杂的题目，涵盖 public/protected/private base classes，virtual/nonvirtual base classes；virtual/nonvirtual member functions。欲厘清所有这些观念，以网路上的简短讨论做为 学习之道并非智举。最佳办法就是找一本好书。 5. 推荐一本好书：Effective C++ 2/e，其中有一章专论 「继承机制与物件导向设计（Inheritance and Object-Oriented Design）。 内容包括： ---------------------------------------------↓ 条款35：确定你的 public inheritance 模塑出 "isa" 的关系 Item 35: Make sure public inheritance models "isa." 条款36：区分「介面继承（interface inheritance）」和 「实作继承（implementation inheritance）」 Item 36: Differentiate between inheritance of interface and inheritance of implementation. 条款37：绝对不要重新定义一个继承而来的非虚拟函式 Item 37: Never redefine an inherited nonvirtual function. 条款38：绝对不要重新定义一个继承而来的预设参数值 Item 38: Never redefine an inherited default parameter value. 条款39：避免在继承体系中做 cast down（向下转型）的动作 Item 39: Avoid casts down the inheritance hierarchy. 条款40：透过 layering（分层技术）来模塑 has-a 或 is-implemented-in-terms-of 的关系 Item 40: Model "has-a" or "is-implemented-in-terms-of" through layering. 条款41：区分 inheritance 和 templates Item 41: Differentiate between inheritance and templates. 条款42：明智地运用 private inheritance（私有继承） Item 42: Use private inheritance judiciously. 条款43：明智地运用多重继承（multiple inheritance，MI） Item 43: Use multiple inheritance judiciously. 条款44：说出你的意思并了解你所说的每一句话 Item 44: Say what you mean; understand what you're saying. ---------------------------------------------↑ 6. 在「正方形和矩形」（或是椭圆形和圆形）的继承关系上， Effective C++ 2/e item35 有这样的叙述（摘录）： ---------------------------------------------↓ p158~p160 : 或许你会说，你对於鸟类实在缺乏直觉，但是你的几何学学得不错。 喔，是吗？我想说的是，正方形和矩形之间可能有多麽复杂？ 好，请你回答这个问题：class Square 应该以 public 的方式继承 class Rectangle 吗？ 图 『咄！』你说，『当然应该如此！每一个人都知道正方形是一种矩形， 反之则不一定』。这是真理，至少高中数学课本是这麽教的。但是我 不认为你现在还是高中学生。 考虑这份码： .... 现在再考虑这份码，其中使用 public inheritance，允许正方形 被视为一种矩形： .... 欢迎来到 public inheritance 的奇异世界。你在其他领域（包括数学） 学习而得的直觉，在这里恐怕无法如预期般地有所表现。本例的根本困难 是，某些事情可施行於矩形身上（例如宽度可单独被修改），却不可施行 於正方形身上（其宽度总是应该和高度一样）。但是 public inheritance 主张，每一件事情只要能够施行於 base class objects 身上 — 每件事情唷！ — 就一定可以施行於 derived class objects 身上。 在正方形和矩形的例子中（另一个类似的例子是 sets 和 lists，见条款40）， 那样的主张无法保持，所以以 public inheritance 来模塑它们之间的 关系是错误的。编译器会让你通过，但是一如我们所见，这并不保证程式 的行为适当（或正确）。每个程式员都必须学得一个教训：程式码通过 编译，并不表示就可以正确运作。 现在，不要因为你发展经年的软体直觉在与物件导向观念 打交道的过程中失去效用，便心慌意乱起来。那些知识 还是有价值的，但现在你已经为你的军械库加上 inheritance（继承） 这支大炮，你也必须为你的直觉添加新的洞察力，以便引导你适当地运用 inheritance 这支神兵利器。当有一天有人展示一个数页长的函式给你看， 你终将回忆起「令 Penguin 继承 Bird，或是令 Square 继承 Rectangle」 的概念和趣味；这种继承方式有可能接近事实真象，但也有可能不是。 是的，当然，「是一种（isa）」并不是唯一存在於 classes 之间的关系。另两个常见关系是「有一个（has-a）」和「根据 某物实作出（is-implemented-in-terms-of）」。这些关系将在 条款40和42讨论。将上述这些重要的相互关系中的任何一个误塑 为 isa 而造成的错误设计，在 C++ 中实不罕见，所以你应该 确定你确实了解这些「classes 相互关系」间的差异，并且知道 在 C++ 中如何塑造它们。 ---------------------------------------------↑ -- the end  -- ※ Origin: 枫桥驿站<bbs.cs.nthu.edu.tw> ◆ Mail: [email protected]