• 继承结构的另类实现方式


    不知从何时起,我不太轻易去设计抽象类了,一方面是因为我写的业务确实没有设计抽象类的需求,另一方面则基于以下三个考虑:

    1、面向对象编程中建议多使用“组合”而不是使用“抽象”,原因在于“组合”更加灵活。

    2、因为要公用一个“方法”,就迫不及待的设计出抽象关系,很容易造成抽象类不够SRP,久而久之抽象类成了大杂烩,不忍直视。

    3、抽象设计要符合LSP(里氏替换原则),LSP是指:子类型必须能够替换掉它们的基本类型。

    我们经常说继承关系就是IS-A关系,也就是说,如果一个新类型的对象被认为和一个已有类的对象之间满足IS-A关系,那么这个新类型就可以从已知类派生。

    在《敏捷软件开发 原则、模式与实践》一书中,Robert C.Martin提到了一个关于正方形和矩形的例子让我记忆犹新:

    从一般意义上讲,一个正方形就是一个矩形。因此,把Square视为从Rectangle类派生似乎是符合逻辑的。但是这一设计却会带来微妙的问题:

        public class Rectangle
        {
            protected double Width;
            protected double Height;
    
            public void SetWidth(double width)
            {
                Width = width;
            }
    
            public void SetHeight(double height)
            {
                Height = height;
            }
    
            public double Area
            {
                get { return Height*Width; }
            }
        }
    

    如果我们从Rectangle类派生一个Square类会怎样呢?

    首先Square并不需要Width和Height两个成员,更加严重的问题是SetWidth和SetHeight这两个方法对Square类而言是不合适的,因为正方形的长度和宽度是相等的,不过我们可以复写这两个方法:

        public class Square : Rectangle
        {
            public new void SetWidth(double width)
            {
                Width = Height = width;
            }
    
            public new void SetHeight(double height)
            {
                Width = Height = height;
            }
        }
    

    这样似乎没问题了,但是考虑下面的测试:

            public void TestArea(Rectangle rectangle)
            {
                rectangle.SetHeight(10);
                rectangle.SetWidth(2);
                var area = rectangle.Area;
    
                Debug.Assert(area == 20,"area should be 20");
            }
    

    根据LSP原则,所有基类都可以用子类代替,这意味着我们在这个函数中可以传入一个Square实例,这将导致测试不通过,也就意味着该设计不符合LSP。

    由此可见,一个良好的继承设计并不是将基类标记为abstract这么简单。

    我在再谈扩展方法,从String.IsNullOrEmpty一文中提到过一种继承的替换方案,可以将公共方法扩展在接口上,本文我将再介绍一种带有函数式味道的方案。

    举个栗子:

    1、传统的继承方案

    这是一个使用继承关系的设计方案,基类WebCrawlerProvider提供了三个虚方法,子类可以选择复写,比如写一个专门抓图片的ImageCrawlerProvider子类和一个专门抓取视频的VedioCrawlerProvider子类:

        public class WebCrawlerProvider
        {
            public virtual bool CheckContent(RequestContext context)
            {
                return true;
            }
    
            public virtual Crawler GetCrawler(RequestContext content)
            {
                return new Crawler();
            }
    
            public virtual void SaveContent()
            {
                //save it
            }
    
        }
    
        public class ImageCrawlerProvider:WebCrawlerProvider
        {
            public override bool CheckContent(RequestContext context)
            {
                //if it is image
                return true;
            }
    
            public override void SaveContent()
            {
                //save to D:image
            }
        }
    
        public class VedioCrawlerProvider : WebCrawlerProvider
        {
            public override bool CheckContent(RequestContext context)
            {
                //if it is vedio
                return true;
            }
    
            public override Crawler GetCrawler(RequestContext content)
            {
                return new VedioCrawler();
            }
    
            public override void SaveContent()
            {
                //save to d:vedio
            }
        }
    

    2、带有函数式味道的方案

    相比于使用类继承,接口继承更加稳定和灵活,一般而言使用接口继承基本不会违反“面向对象”的各种原则,所以我们先定义一个接口:

        public interface IWebCrawlerProvider
        {
            Func<RequestContext, bool> CheckContent { get; set; }
            Func<RequestContext, Crawler> GetCrawler { get; set; }
            Action SaveContent { get; set; }
        }
    

    该接口的实现只需要一个通用实现即可:

        public class WebCrawlerProvider : IWebCrawlerProvider
        {
            public Func<RequestContext, bool> CheckContent { get; set; }
            public Func<RequestContext, Crawler> GetCrawler { get; set; }
            public Action SaveContent { get; set; }
    
            public WebCrawlerProvider()
            {
                CheckContent = context => true;
                GetCrawler=context=>new Crawler();
                SaveContent=()=>{/*save to c:default*/};
            }
        }
    

    该实现将之前的方法设计为公共属性,这意味着我们可以直接对该属性赋值,此时如果实现一个ImageCrawlerProvider和VedioCrawlerProvider该当如何?

               //use default WebCrawlerProvider
                var crawlerProvider=new WebCrawlerProvider();
                
                //use image CrawlerProvider
                var imageCrawlerProvider=new WebCrawlerProvider()
                {
                    CheckContent = context =>/*if it is image*/ true,
                    GetCrawler = context=>new Crawler(),
                    SaveContent = () => { /*save it to d:image*/}
                };
    
                //use vedio CrawlerProvider
                var vedioCrawlerProvider = new WebCrawlerProvider()
                {
                    CheckContent = context => /*if it is vedio*/ true,
                    GetCrawler = context => new Crawler(),
                    SaveContent = () =>{/*save it to d:vedio*/}
                };
    

    直观感受,后面的方案比继承方案更加简洁,代码量更少,熟练使用该方案和再谈扩展方法,从String.IsNullOrEmpty一文中提到的方案将会使你的代码增色不少。你觉得该方案相比类继承的方案如何呢?

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