设计: 为什么要慎用继承?

如果你是个不喜欢看细节的人，这篇文章主要说两点:

1. 慎用继承

2. 即使要继承，也请尽量让子类仅依赖父类的公有接口，而不要依赖父类的具体实现

正文

面向对象设计里有一个原则叫组合复用原则(Composition/Aggregate Reuse Principle, CARP)，是说尽量使用对象组合，而不是继承来达到复用的目的。

从语言支持来看，C++支持继承多重继承，Java只支持单继承，Golang不支持继承。

继承好像很不被待见。

但在日常中工作，还是经常看到滥用继承的情况，造成了不必要的复杂性和不灵活。本文打算说说我看到的继承设计的问题。

复用

据我观察，大多数BUG都来自不合理的复用，分为两种情况:

1. 该复用的没有复用(没有做到DRY): ”呀，只改了这几处，还有一处忘记改了'

2. 不该复用的复用了(或者说以不合理的方式复用了): “噫，我只改了这处，没想到那里出问题了”

继承和组合是复用的两种最基本的方式。可以从三方面理解复用的好处:

1. 方便理解，复用一般是复用已经封装好的逻辑，只要理解逻辑的输入输出，不用理解逻辑的实现

2. 方便维护，一个改动，只用改一处，而不用改多处

3. 保持灵活性，只要接口稳定，可以灵活调整复用逻辑的实现

理由一: 继承更不好理解

继承的复用是隐式的，组合是显示的。继承不仅复用逻辑，还复用状态。组合一般会给复用的对象起个名字，有助于理解。对于支持多重继承的语言来说，如果设计成菱形继承关系，就更坑了。

理由二: 继承容易滥用，破坏封装

和组合相比，继承容易被滥用为“白盒”复用，破坏封装性。

来看个具体的例子(用python描述):

从这个例子中可以看到几个问题:

1. 父类和子类的实现相互耦合，无法脱离父类单独理解子类(不仅要理解父类的公有接口，还要理解父类的具体实现)。而且，整个public_func的实现在父类和子类间跳来跳去(public_func -> _impl_func -> _support_func)，增加理解难度，这还只是一层继承的情况，想想如果有多层继承，状态(如_param)和逻辑(如_pubic_func)分散在各个层级，需要理解每一层的实现，并且要在各层间跳来跳去，会多么复杂！

2. _support_func和_param是父类的具体实现，由于子类的存在，这些实现不能随意调整，导致不够灵活。支持protected的语言稍微好点，但protected的字段和方法也是不能随意调整的，除了表达的设计意图和public有区别，应该和public的成员一样对待。

理由三: 继承更不灵活

除了被子类依赖的实现不能随意调整，继承不够灵活还体现在以下几方面:

1. 继承关系是静态的，应用不能在运行时，根据一些条件，动态更换父类

2. 继承关系是静态层级结构，不能任意组合

3. 继承复用的粒度太粗，all or nothing，组合可以只复用需要复用部分的逻辑

怎么合理使用继承?

继承是面向对象设计的三大特性之一，只是其太容易被滥用，导致很不受待见。不过，我们还是在很多设计里看到其身影，特别是客户端相关库的设计，比如Java Swing的JComponent系列，Android的View系列，iOS的UIView系列等，Android的Activity机制也是通过继承来定义生命周期管理的，这些设计有共同的特点:

1. 极大限制了子类对父类实现的耦合，只通过良好定义的机制扩展，子类基本只依赖父类的公有接口

2. 每一层父类，都是一个完备的抽象，经过良好的封装，基本可以独立理解

事实上，虽然我们很多时候继承这些类，但我们基本不用关心这些类的实现。在我们自己进行继承设计时，遵从这些约束，也会产出更高质量的设计。

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