5.多用组合和少继承

5.多用组合和少继承

目录介绍
  • 1.先回答上篇思考题
    • [1.1 上篇遗留三道题](#1.1 上篇遗留三道题 "#11-%E4%B8%8A%E7%AF%87%E9%81%97%E7%95%99%E4%B8%89%E9%81%93%E9%A2%98")
    • [1.2 企鹅会飞的决策事故](#1.2 企鹅会飞的决策事故 "#12-%E4%BC%81%E9%B9%85%E4%BC%9A%E9%A3%9E%E7%9A%84%E5%86%B3%E7%AD%96%E4%BA%8B%E6%95%85")
    • [1.3 维度正交的爆炸](#1.3 维度正交的爆炸 "#13-%E7%BB%B4%E5%BA%A6%E6%AD%A3%E4%BA%A4%E7%9A%84%E7%88%86%E7%82%B8")
    • [1.4 灵魂五连问](#1.4 灵魂五连问 "#14-%E7%81%B5%E9%AD%82%E4%BA%94%E8%BF%9E%E9%97%AE")
  • 2.从一个翻车说起
    • [2.1 鸟类继承谜题](#2.1 鸟类继承谜题 "#21-%E9%B8%9F%E7%B1%BB%E7%BB%A7%E6%89%BF%E8%B0%9C%E9%A2%98")
    • [2.2 层级越拆越乱](#2.2 层级越拆越乱 "#22-%E5%B1%82%E7%BA%A7%E8%B6%8A%E6%8B%86%E8%B6%8A%E4%B9%B1")
    • [2.3 问题的根因](#2.3 问题的根因 "#23-%E9%97%AE%E9%A2%98%E7%9A%84%E6%A0%B9%E5%9B%A0")
  • 3.继承的三宗罪
    • [3.1 强耦合](#3.1 强耦合 "#31-%E5%BC%BA%E8%80%A6%E5%90%88")
    • [3.2 层级膨胀](#3.2 层级膨胀 "#32-%E5%B1%82%E7%BA%A7%E8%86%A8%E8%83%80")
    • [3.3 静态绑定](#3.3 静态绑定 "#33-%E9%9D%99%E6%80%81%E7%BB%91%E5%AE%9A")
  • 4.组合解题
    • [4.1 用接口拆能力](#4.1 用接口拆能力 "#41-%E7%94%A8%E6%8E%A5%E5%8F%A3%E6%8B%86%E8%83%BD%E5%8A%9B")
    • [4.2 用组合复用代码](#4.2 用组合复用代码 "#42-%E7%94%A8%E7%BB%84%E5%90%88%E5%A4%8D%E7%94%A8%E4%BB%A3%E7%A0%81")
    • [4.3 鸟类组合方案](#4.3 鸟类组合方案 "#43-%E9%B8%9F%E7%B1%BB%E7%BB%84%E5%90%88%E6%96%B9%E6%A1%88")
  • 5.绘图程序对比
    • [5.1 继承的爆炸](#5.1 继承的爆炸 "#51-%E7%BB%A7%E6%89%BF%E7%9A%84%E7%88%86%E7%82%B8")
    • [5.2 组合的优雅](#5.2 组合的优雅 "#52-%E7%BB%84%E5%90%88%E7%9A%84%E4%BC%98%E9%9B%85")
    • [5.3 类图对比](#5.3 类图对比 "#53-%E7%B1%BB%E5%9B%BE%E5%AF%B9%E6%AF%94")
  • 6.如何选择
    • [6.1 三大判据](#6.1 三大判据 "#61-%E4%B8%89%E5%A4%A7%E5%88%A4%E6%8D%AE")
    • [6.2 继承适用场景](#6.2 继承适用场景 "#62-%E7%BB%A7%E6%89%BF%E9%80%82%E7%94%A8%E5%9C%BA%E6%99%AF")
    • [6.3 组合适用场景](#6.3 组合适用场景 "#63-%E7%BB%84%E5%90%88%E9%80%82%E7%94%A8%E5%9C%BA%E6%99%AF")
  • 7.设计模式映射
    • [7.1 装饰者模式](#7.1 装饰者模式 "#71-%E8%A3%85%E9%A5%B0%E8%80%85%E6%A8%A1%E5%BC%8F")
    • [7.2 策略模式](#7.2 策略模式 "#72-%E7%AD%96%E7%95%A5%E6%A8%A1%E5%BC%8F")
    • [7.3 模板方法](#7.3 模板方法 "#73-%E6%A8%A1%E6%9D%BF%E6%96%B9%E6%B3%95")
  • 8.总结与延伸
  • 9.综合实战案例
    • [9.1 商品体系需求](#9.1 商品体系需求 "#91-%E5%95%86%E5%93%81%E4%BD%93%E7%B3%BB%E9%9C%80%E6%B1%82")
    • [9.2 继承版类爆炸](#9.2 继承版类爆炸 "#92-%E7%BB%A7%E6%89%BF%E7%89%88%E7%B1%BB%E7%88%86%E7%82%B8")
    • [9.3 能力组合重构](#9.3 能力组合重构 "#93-%E8%83%BD%E5%8A%9B%E7%BB%84%E5%90%88%E9%87%8D%E6%9E%84")
    • [9.4 类图与动态能力](#9.4 类图与动态能力 "#94-%E7%B1%BB%E5%9B%BE%E4%B8%8E%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%83%BD%E5%8A%9B")
    • [9.5 留下三道思考题](#9.5 留下三道思考题 "#95-%E7%95%99%E4%B8%8B%E4%B8%89%E9%81%93%E6%80%9D%E8%80%83%E9%A2%98")
  • 10.认知跃迁总结

# 章节 主题 关键案例 关键图表
01 面向对象设计思想 范式之别 双 11 雪崩订单系统 网状 vs 线性流程图
02 面向对象的特性 封装/抽象/继承/多态 钱包余额对不上排查 vtable 内存布局图
03 接口vs抽象类比较 何时选哪个 日志器 47 次改动复盘 决策树、模板时序图
04 接口而非实现编程 依赖抽象不依赖具体 云迁移 6 万行连锁修改 三步重构演化图
05 多用组合和少继承 继承陷阱与组合优雅 企鹅会飞继承翻车 类爆炸 vs 正交组合
06 设计原则全景图 SOLID + 23 模式 8000 行上帝类失控 SOLID 关系图
07 SOLID 原则案例汇 SOLID 在战场上 团队三年 SOLID 之争 滥用现场扫描图
08 反模式与坏味道 30+ 嗅觉清单 PR 被驳回 17 次 坏味道地图
09 重构十二式实战 12 个最常用手法 1200 行结算函数救援 重构节奏循环
10 可测试性设计 OOP 的硬验收 95% 覆盖率上线即崩 测试金字塔
11 DDD 与战术建模 从代码到业务 需求文档 70% 失真 限界上下文图
12 综合实战图片框架 完整系统实现 图片处理系统实战 完整架构图

1.先回答上篇思考题

1.1 上篇遗留三道题

上一篇 04.接口而非实现编程 末尾留下了三道题:

  • 🟢 Map<Carrier, CarrierTracker> vs List<CarrierTracker>本质区别?
  • 🟡 SfTracker 应该 extends SfApiClient 还是 含有 SfApiClient 字段?
  • 🔴 三家快递 80% 共同逻辑如何复用?

本篇要回答的是后两道题:

本篇答案
🟢 Map = 根据快递公司路由List = 多实现同时生效。这是「路由 vs 广播」两种多态语义
🟡 本篇答 含有字段(组合)。理由看§02 「继承的三宗罪」
🔴 本篇答 提炼能力、用组合 ,三家都拼装 [认证, 限流, 重试, HttpCaller],而不是控制一个 RestApiBase 抽象类

这三道题几乎在问同一个问题:当你看到两个类"很像"时,是该走继承还是该走组合?

1.2 企鹅会飞的决策事故

某动物园业务系统中发生了一起「企鹅起飞」的荐题。

java 复制代码
public abstract class AbstractBird {
    public void fly() { /* 默认会飞 */ }
    public void layEgg() { ... }
    public void chirp() { ... }
}

public class Penguin extends AbstractBird { /* 使用默认 fly */ }

代码主人以为「企鹅不会飞」是常识,谁都不会调。直到一名实习生写了:

java 复制代码
zoo.allBirds().forEach(Bird::fly);   // 果然,企鹅也"飞"起来了

后果是企鹅馆的展示屏出现了"企鹅正在飞行"的字样。这不是笑话,是在 GitHub 能搜到的真实事故调例

这里骨子里不是「Penguin 应该重写 fly() 让它 throw 异常」,那只是「补丁」。

骨子里的错误是「把 fly() 放进了所有鸟都能看到的地方」,也就是继承体系的"公共套餐"设计。不适合的能力被「继承」这个机制强加到了子类身上。

企鹅会飞是"继承给了不该有的能力",单一能力错配。但工程中更常见的噩梦是反面:一个对象天然拥有多种能力(会飞、会走、会游),继承树却无法在单一层级里同时容纳它们。单一能力错配是尴尬,多重能力正交是爆炸。下面看一个更极端的案例。

1.3 维度正交的爆炸

企鹅的问题是「继承给了不该有的能力」。但继续沿着鸟类往下想,问题会从"尴尬"升级为"爆炸"。

现实中的鸟的能力矩阵,每只鸟拥有的能力都不同:

复制代码
企鹅:      会游泳、会叫、(不会飞)
麻雀:会飞、        会叫、(不会游)
鸭子:会飞、 会游泳、会叫
鸵鸟:             会叫、(不会飞、不会游)

如果坚持用继承树表达这三种能力的所有合法组合:

erlang 复制代码
AbstractBird
 ├── FlyableBird
 │    ├── Sparrow                  (飞+叫)
 │    └── ...
 ├── SwimmableBird
 │    ├── Penguin                  (游+叫)
 │    └── ...
 ├── TweetingBird                  (只叫)
 ├── FlySwimBird
 │    └── Duck                     (飞+游+叫)
 ├── FlyTweetBird                  (飞+叫、不游)
 ├── SwimTweetBird                 (游+叫、不飞)
 └── FlySwimTweetBird              (飞+游+叫)

3 种能力,产生 2³ = 7 种可能的中间抽象类。再加「会潜水」「会上树」?每多一种能力维度,中间类的数量翻一倍。

这不是"设计得不够好",是用 is-a(继承)去建模正交能力组合,数学上注定爆炸。

实际重构中,开发者经历了五次挣扎:

重构 1:为 DuckFlySwimBird → 出现了 SwimTweetBird(企鹅场景),继续抽

重构 2:当 Sparrow 需要时抽 FlyTweetBird → 中间类开始膨胀

重构 3:表面能跑,但 PM 说"加一种'会潜水'的鸟" → 继承树重来

重构 4:改为 interface CanFly / CanSwim / CanTweet → 发现 3 种能力的实现代码里,普遍存在重复逻辑(如所有飞行实现都要做「起飞前高度校验」)

重构 5:最终落定为 「能力接口 + 能力对象组合」class Duck { flyer; swimmer; tweeter; }

五个版本走完,结论只有一句:单一能力错配用继承可以打补丁,正交能力组合用继承是死路

1.4 灵魂五连问

arduino 复制代码
Q1 ── 为什么继承、这么学院派的工具,在工程里却如此危险?
       └─→ §02 三宗罪
Q2 ── 组合不也是依赖吗?为什么耦合更低?
       └─→ §03.1 / §03.2 能力维度划分
Q3 ── 什么时候继承反而是最佳选择?
       └─→ §05.2 继承适用场景
Q4 ── 设计模式中哪些是"伪装成继承的组合"?
       └─→ §06 三个模式反面例
Q5 ── 「能力组合」与「领域驱动」有什么关系?
       └─→ §08 末尾伏笔,对接第 11 篇 DDD

2.从一个翻车说起

2.1 鸟类继承谜题

定义抽象类 AbstractBird,所有鸟都继承它,并提供 fly() 方法:

java 复制代码
public abstract class AbstractBird {
    public void fly() { /* 默认会飞 */ }
}
public class Sparrow extends AbstractBird { /* 麻雀,会飞 */ }
public class Ostrich extends AbstractBird {  // 鸵鸟,不会飞
    @Override public void fly() {
        throw new UnsupportedOperationException("鸵鸟不会飞");
    }
}

第一处尴尬出现:鸵鸟仍然继承了 fly() 方法,只能靠抛异常"撇清" 。这违反里氏替换原则,客户端拿到一个 AbstractBird 调用 fly(),结果 RuntimeException。

2.2 层级越拆越乱

为了精确建模,再加一层:

markdown 复制代码
AbstractBird
   ├── AbstractFlyableBird(会飞)
   │      ├── Sparrow
   │      └── Crow
   └── AbstractUnflyableBird(不会飞)
          ├── Ostrich
          └── Penguin

需求继续叠加:"是否会叫?是否会游泳?",继续按维度切,类的数量呈笛卡尔积爆炸

ini 复制代码
能力组合 = 飞? × 叫? × 游? = 2 × 2 × 2 = 8 个抽象类
再加哺乳/卵生 = 16 个
再加......

2.3 问题的根因

flowchart LR A[继承用来表达<br/>具有某种能力] --> B[每加一种能力维度] B --> C[就要再切一层继承] C --> D[层级爆炸] D --> E[可读性差<br/>耦合度高]

根本错误 :用 is-a 关系(继承)去建模 has-a 关系(能力)。鸵鸟"是一种鸟"成立,但"是否会飞"是能力维度,不该用类型层级表达。


3.继承的三宗罪

3.1 强耦合

子类与父类是编译期绑定

java 复制代码
// 父类改一行:
public abstract class AbstractBird {
    public void fly() {
        System.out.println("拍翅膀");   // 后来改为日志埋点
        flap();
    }
}
// 所有子类的 fly() 行为都被影响,但子类作者可能毫不知情

子类透视到了父类的内部实现,这正好破坏了封装。

3.2 层级膨胀

flowchart TB Bird --> Flyable Bird --> Unflyable Flyable --> FlyTweet[FlyTweet] Flyable --> FlyMute[FlyMute] Unflyable --> UnflyTweet[UnflyTweet] Unflyable --> UnflyMute[UnflyMute] FlyTweet --> FlyTweetSwim[...] FlyTweet --> FlyTweetNoSwim[...]

每多一个正交维度 ,层级就要乘上一倍。这不是"复用",是自虐

3.3 静态绑定

继承结构在编译期就钉死,运行时不可改

java 复制代码
// 想让一只鸵鸟暂时"会飞"(魔法状态)→ 不可能
ostrich.fly();   // 永远抛异常,除非改类层级重新编译

4.组合解题

4.1 用接口拆能力

把"能力"用接口表达:

java 复制代码
public interface Flyable   { void fly();   }
public interface Tweetable { void tweet(); }
public interface Swimmable { void swim();  }

每只鸟按需实现:

java 复制代码
public class Sparrow implements Flyable, Tweetable { /* ... */ }
public class Ostrich implements Tweetable, Swimmable { /* 不实现 Flyable */ }
public class Penguin implements Swimmable { /* ... */ }

接口让能力维度正交,加一种能力只需加一个接口,不动任何已有类。

4.2 用组合复用代码

接口只声明,没复用代码。把行为实现抽成"能力对象",再组合 + 委托

java 复制代码
public class FlyAbility {
    public void fly() { /* 拍翅膀飞行的通用逻辑 */ }
}
public class TweetAbility {
    public void tweet() { /* 鸣叫逻辑 */ }
}

public class Sparrow implements Flyable, Tweetable {
    private final FlyAbility   fly   = new FlyAbility();    // 组合
    private final TweetAbility tweet = new TweetAbility();  // 组合

    @Override public void fly()   { fly.fly();     }       // 委托
    @Override public void tweet() { tweet.tweet(); }
}

4.3 鸟类组合方案

classDiagram class Flyable { <<interface>> +fly() } class Tweetable { <<interface>> +tweet() } class Swimmable { <<interface>> +swim() } class FlyAbility { +fly() } class TweetAbility { +tweet() } class SwimAbility { +swim() } class Sparrow { -FlyAbility fly -TweetAbility tweet } class Ostrich { -TweetAbility tweet -SwimAbility swim } Flyable <|.. Sparrow Tweetable <|.. Sparrow Tweetable <|.. Ostrich Swimmable <|.. Ostrich Sparrow ..> FlyAbility : 组合 Sparrow ..> TweetAbility : 组合 Ostrich ..> TweetAbility : 组合 Ostrich ..> SwimAbility : 组合

继承的三个职能,类型表达、多态、代码复用,被分别交给:

职能 替代方案
类型表达(is-a) 接口(has-a / can-do)
多态 接口多态
代码复用 组合 + 委托

5.绘图程序对比

上面用鸟类展示了「能力维度正交」的解法,用接口 + 组合取代继承树。下面换个场景再看一遍:当两个维度完全正交且同等重要时,继承的爆炸会更快。绘图系统里「形状」和「颜色」就是这样的正交维度。

5.1 继承的爆炸

绘图系统:形状 × 颜色 → 类爆炸:

java 复制代码
class RedCircle extends Circle { /* ... */ }
class BlueCircle extends Circle { /* ... */ }
class RedRectangle extends Rectangle { /* ... */ }
class BlueRectangle extends Rectangle { /* ... */ }
// 加一种颜色 → 形状数 × 1 个新类
// 加一种形状 → 颜色数 × 1 个新类

5.2 组合的优雅

把"颜色"作为正交维度,组合进形状:

java 复制代码
interface Color { void apply(); }
class Red  implements Color { public void apply() { /* 红 */ } }
class Blue implements Color { public void apply() { /* 蓝 */ } }

abstract class Shape {
    protected final Color color;     // 组合
    Shape(Color color) { this.color = color; }
    abstract void draw();
}
class Circle extends Shape {
    Circle(Color c) { super(c); }
    void draw() { color.apply(); /* 画圆 */ }
}
class Rectangle extends Shape {
    Rectangle(Color c) { super(c); }
    void draw() { color.apply(); /* 画矩形 */ }
}

// 使用
Shape s = new Circle(new Red());

类的数量从 N×M 降为 N+M。这正是桥接模式的精髓。

5.3 类图对比

flowchart LR subgraph 继承-类爆炸 Sh[Shape] Sh --> C[Circle] Sh --> R[Rectangle] C --> RC[RedCircle] C --> BC[BlueCircle] R --> RR[RedRect] R --> BR[BlueRect] end subgraph 组合-正交 Sh2[Shape] --> C2[Circle] Sh2 --> R2[Rect] C2 -.->|组合| Col[Color 接口] R2 -.->|组合| Col Col --> Red[Red] Col --> Blue[Blue] end

6.如何选择

6.1 三大判据

flowchart TD Q1[要建模 is-a?] -->|是| Q2[继承层级是否稳定?] Q1 -->|否| Comp[组合] Q2 -->|是<br/>且层级浅| Q3[父类是否完全可控?] Q2 -->|否| Comp Q3 -->|是| Inh[继承] Q3 -->|否| Comp

继承的安全姿势:层级 ≤ 2 层,关系稳定,父类自己写。三者缺一就改组合。

6.2 继承适用场景

场景 例子
模板方法骨架 Wallet 父类提供 consume 流程,CreditWallet 覆写 isAllowed
框架钩子 抽象类定义生命周期,子类填空(如之前文章中的 AbstractPaymentGateway.doPay
浅层稳定层级 一条继承链 ≤ 2 层,且未来不会出现正交维度

6.3 组合适用场景

场景 例子
能力维度正交 鸟(飞/叫/游)、商品(可发货/预售/限购/组合)
行为可运行时切换 Order 持有 DiscountPolicy,随时换策略
可叠加多个能力 装饰者模式,给商品动态叠加限购+预售
跨业务领域复用 RateLimiter 被支付网关和商品查询各自持有

7.设计模式映射

组合优于继承,并不是抽象口号,23 种设计模式中绝大多数都基于组合

7.1 装饰者模式

动态叠加能力,以商品系统为例,同一个 SKU 在不同阶段可能需要动态附加"限购"、"预售"标签:

java 复制代码
Product p = new BaseProduct("SKU-101", price);
p = new PurchaseLimitedDecorator(p, maxPerUser=2);   // 叠加限购
p = new PreSaleDecorator(p, deliveryDate=...);        // 再叠加预售
// p 仍然是一个 Product,调用方完全不知它被装饰了几层

每层都"组合"前一层,行为可在运行时拼装。靠继承做不到

7.2 策略模式

java 复制代码
public class Order {
    private DiscountPolicy discount;   // 组合策略
    public void setDiscount(DiscountPolicy p) { this.discount = p; }   // 运行时切换
}

策略对象作为字段被持有,热替换毫无压力。

7.3 模板方法

模板方法是继承的合法用法,父类定义骨架,子类填空:

java 复制代码
abstract class HttpClient {
    public final Response send(Request req) {
        beforeSend(req);
        Response r = doSend(req);   // 子类填
        afterSend(r);
        return r;
    }
    protected abstract Response doSend(Request req);
}

这种"骨架 + 钩子"的固定流程,正是继承的擅长场景。你在 03 篇AbstractPaymentGateway.doPay 里见过完全相同的结构 ,支付网关的公共骨架用抽象类,差异化的 doPay 留给子类填空。

flowchart LR 设计模式 --> 装饰者[装饰者-组合] 设计模式 --> 策略[策略-组合] 设计模式 --> 适配器[适配器-组合] 设计模式 --> 桥接[桥接-组合] 设计模式 --> 组合模式[组合模式-组合] 设计模式 --> 模板[模板-继承]

8.总结与延伸

维度 继承 组合
关系 is-a(编译期) has-a(运行期)
耦合度 强(父类暴露给子类) 弱(仅依赖接口)
灵活性 静态、不可换 动态、可热插拔
复用粒度 整块复用 细粒度组合
复杂度 易爆炸 类多但关系扁平

"多用组合少用继承" 不是"杜绝继承",而是把继承用在对的场景,浅层、稳定、可控。其他时候,组合永远是更安全的默认选项。

到此为止,前 5 篇构成了一条主线:

flowchart LR 一[01 思想<br/>对象 vs 过程] --> 二[02 特性<br/>四大基石] 二 --> 三[03 接口vs抽象类<br/>选哪个] 三 --> 四[04 接口编程<br/>不锁死实现] 四 --> 五[05 组合优于继承<br/>避开继承陷阱]

有了对象、特性、契约、依赖与组合,就具备了写出"高内聚低耦合"代码的全部砖头。但砖头怎么砌成稳健的房子?这需要更高层的指导原则,SOLID 五大原则与 23 种设计模式。

下一篇 06.设计原则全景图 将以此前案例为线索,串联 SOLID 与设计模式,把面向对象设计推向工程落地。


9.综合实战案例

主线接力,04 篇货运推送用接口解了「调用方锁死」,本篇要解「能力拼装」:商品类型体系。

9.1 商品体系需求

电商上架需求:

markdown 复制代码
1. 普通实物商品:需要发货
2. 虚拟商品(课程/会员卡):不发货,不运费
3. 亲邮商品:走包裹个量限制
4. 预售商品:需推迟发货
5. 组合商品:含多个子商品
6. 后续会不断增加「会员专享」「限购」「需预约」等能力...

9.2 继承版类爆炸

工程师以为「这不是类的经典选择题吗」,当场画了一棵类继承树:

markdown 复制代码
Product
 ├─ PhysicalProduct
 │    ├─ NormalPhysical
 │    ├─ PreSalePhysical
 │    ├─ OverseasPhysical
 │    └─ BundlePhysical
 └─ VirtualProduct
      ├─ Course
      └─ Membership

第一次迫重构出现在 PM 说「虚拟会员卡也能预售」:

arduino 复制代码
PreSaleVirtualProduct?
OverseasVirtualProduct?  // 如果也要呢?
BundleVirtualProduct?    // 组合 × 虚拟...

在添加第 4 个能力「限购 」后,以简单乘法计算:4 个能力×2 个大类 = 16 个叶子类型。「加一项能力」的代价是「叶子类型翻倍」。

这是「能力中多选」场景用继承的必然下场:正交能力的乘积爆炸

9.3 能力组合重构

重构的核心是三个判断

  1. 这些变化点是"is-a"还是"can"?,都是 "can"(可发货/可限购/可预售)
  2. 有多少维度?,有3+个独立变化维度
  3. 是否运行期可变?,同一 SKU 在不同阶段可能被动态加上「限购」

三个都是 "是",「能力组合」是唯一答案。

java 复制代码
// 能力接口(只表达「能干什么」)
public interface Shippable      { ShippingPlan plan(); }
public interface PreSalable     { LocalDateTime deliveryDate(); }
public interface PurchaseLimited{ int maxPerUser(); }
public interface Bundling       { List<Product> children(); }

// 商品仅是"能力代理人"
public class Product {
    private final String id;
    private final Money  price;
    private final List<ProductCapability> caps;   // 组合

    public boolean is(Class<? extends ProductCapability> c) {
        return caps.stream().anyMatch(c::isInstance);
    }
    public <T extends ProductCapability> T as(Class<T> c) {
        return caps.stream().filter(c::isInstance).map(c::cast).findFirst().orElseThrow();
    }
}

// 调用例
if (product.is(Shippable.class)) {
    ShippingPlan p = product.as(Shippable.class).plan();
    ...
}

深刻变化

场景 继承版 组合版
加一个能力 叶子类×2 加1个接口
动态上架「限购」 需重新创建实例 caps.add(new PurchaseLimited(...))
测试 继承树越深 mock 越难 能力独立 mock
业务表达力 OverseasPreSaleBundlePhysical [跨境, 预售, 组合, 可发货]

9.4 类图与动态能力

classDiagram class Product { -id String -price Money -caps List~Capability~ +is(Class) bool +as(Class) T } class Shippable { <<interface>> +plan() ShippingPlan } class PreSalable { <<interface>> +deliveryDate() } class PurchaseLimited { <<interface>> +maxPerUser() int } class Bundling { <<interface>> +children() List } Product o-- Shippable Product o-- PreSalable Product o-- PurchaseLimited Product o-- Bundling

注意关系使用了菱形空心o-- (组合/聚合)而非三角<|--(继承)。这不是 UML 语义的细节,是设计哲学的本质差别

9.5 留下三道思考题

答案在第 06 篇开头揭晓。

🟢 易 :上面的商品设计里,Product.caps 我写了类型为 List<ProductCapability>。为什么不写成 SetMap<Class, Capability>?答案其实是"可以都写,但三者的语义不同",你能说出区别吗?

🟡 中 :「限购」能力可以被运行期动态加上 。但这样一来,Product 变得可变。怎么扣住「不变量」又保证「运行期可加能力」?写下你的技术方案。

🔴 难 :现在设计中「Product.is(Shippable.class)」这种调用依然是「类型检查」。你认为这是设计问题吗?如果是,能不能不需要类型检查也能表达『可发货』这件事? 提示:这道题是「设计原则」与「多态」的交叉,是下一篇《设计原则全景图》的入口问题。


10.认知跃迁总结

回到开篇企鹅会飞、鸟类能力正交爆炸、商品体系类爆炸三件事。它们表面不同,本质都是「谁都不能预言『未来会出现哪些能力组合』」。继承需要设计者提前看准层级表,而组合允许心安理得说「以后再说」。

一句话:继承是面向过去的联姻,组合是面向未来的联姻。代码的生命周期里"未来不可预言"是常态,于是在多数场合里"多用组合」胜在了"少用继承"。

到这里,你已经拥有了面向对象的全部「砖块」:对象、特性、契约、依赖、组合。但砖块怎么砥成稳健的房子?这需要一份带骨架的"施工手册",下一篇 06.设计原则全景图 会从「吃 8000 行上帝类」的事故进入 SOLID 与设计模式的全景。

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