这两个问题都源于重写方法。 如果仅仅添加新的方法并且不要重写现有的方法,可能会认为继承一个类是安全的。 虽然这种扩展更为安全,但这并非没有风险。 如果父类在后续版本中添加了一个新的方法,并且你不幸给了子类一个具有相同签名和不同返回类型的方法,那么你的子类编译失败[JLS,8.4.8.3]。 如果已经为子类提供了一个与新的父类方法具有相同签名和返回类型的方法,那么你现在正在重写它,因此将遇到前面所述的问题。 此外,你的方法是否会履行新的父类方法的约定,这是值得怀疑的,因为在你编写子类方法时,这个约定还没有写出来。
幸运的是,有一种方法可以避免上述所有的问题。不要继承一个现有的类,而应该给你的新类增加一个私有属性,该属性是 现有类的实例引用,这种设计被称为组合(composition),因为现有的类成为新类的组成部分。新类中的每个实例方法调用现有类的包含实例上的相应方法并返回结果。这被称为转发(forwarding),而新类中的方法被称为转发方法。由此产生的类将坚如磐石,不依赖于现有类的实现细节。即使将新的方法添加到现有的类中,也不会对新类产生影响。为了具体说用,下面代码使用组合和转发方法替代InstrumentedHashSet类。请注意,实现分为两部分,类本身和一个可重用的转发类,其中包含所有的转发方法,没有别的方法:
// Reusable forwarding class import java.util.Collection; import java.util.Iterator; import java.util.Set; public class ForwardingSet<E> implements Set<E> { private final Set<E> s; public ForwardingSet(Set<E> s) { this.s = s; } public void clear() { s.clear(); } public boolean contains(Object o) { return s.contains(o); } public boolean isEmpty() { return s.isEmpty(); } public int size() { return s.size(); } public Iterator<E> iterator() { return s.iterator(); } public boolean add(E e) { return s.add(e); } public boolean remove(Object o) { return s.remove(o); } public boolean containsAll(Collection<?> c) { return s.containsAll(c); } public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { return s.addAll(c); } public boolean removeAll(Collection<?> c) { return s.removeAll(c); } public boolean retainAll(Collection<?> c) { return s.retainAll(c); } public Object[] toArray() { return s.toArray(); } public <T> T[] toArray(T[] a) { return s.toArray(a); } @Override public boolean equals(Object o) { return s.equals(o); } @Override public int hashCode() { return s.hashCode(); } @Override public String toString() { return s.toString(); } } // Wrapper class - uses composition in place of inheritance import java.util.Collection; import java.util.Set; public class InstrumentedSet<E> extends ForwardingSet<E> { private int addCount = 0; public InstrumentedSet(Set<E> s) { super(s); } @Override public boolean add(E e) { addCount++; return super.add(e); } @Override public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { addCount += c.size(); return super.addAll(c); } public int getAddCount() { return addCount; } }InstrumentedSet类的设计是通过存在的Set接口来实现的,该接口包含HashSet类的功能特性。除了功能强大,这个设计是非常灵活的。InstrumentedSet类实现了Set接口,并有一个构造方法,其参数也是Set类型的。本质上,这个类把Set转换为另一个类型Set, 同时添加了计数的功能。与基于继承的方法不同,该方法仅适用于单个具体类,并且父类中每个需要支持构造方法,提供单独的构造方法,所以可以使用包装类来包装任何Set实现,并且可以与任何预先存在的构造方法结合使用:
Set<Instant> times = new InstrumentedSet<>(new TreeSet<>(cmp)); Set<E> s = new InstrumentedSet<>(new HashSet<>(INIT_CAPACITY));InstrumentedSet类甚至可以用于临时替换没有计数功能下使用的集合实例:
static void walk(Set<Dog> dogs) { InstrumentedSet<Dog> iDogs = new InstrumentedSet<>(dogs); ... // Within this method use iDogs instead of dogs }InstrumentedSet类被称为包装类,因为每个InstrumentedSet实例都包含(“包装”)另一个Set实例。 这也被称为装饰器模式[Gamma95],因为InstrumentedSet类通过添加计数功能来“装饰”一个集合。 有时组合和转发的结合被不精确地地称为委托(delegation)。 从技术上讲,除非包装对象把自身传递给被包装对象,否则不是委托[Lieberman86;Gamma95]。