在面向对象编程中，有一条非常经典的设计原则，那就是：组合优于继承，多用组合少用继承。
为什么不推荐使用继承？组合相比继承有哪些优势？如何判断该用组合还是继承？今天，我们就围绕着这三个问题，来详细讲解一下这条设计原则。
话不多说，让我们正式开始今天的学习吧！

为什么不推荐使用继承？

继承是面向对象的四大特性之一，用来表示类之间的 is-a 关系，可以解决代码复用的问题。
虽然继承有诸多作用，但继承层次过深、过复杂，也会影响到代码的可维护性。所以，对于是否应该在项目中使用继承，网上有很多争议。

很多人觉得继承是一种反模式，应该尽量少用，甚至不用。
为什么会有这样的争议？我们通过一个例子来解释一下。
假设我们要设计一个关于鸟的类。我们将“鸟类”这样一个抽象的事物概念，定义为一个抽象类 AbstractBird。所有更细分的鸟，比如麻雀、鸽子、乌鸦等，都继承这个抽象类。
我们知道，大部分鸟都会飞，那我们可不可以在 AbstractBird 抽象类中，定义一个 fly() 方法呢？答案是否定的。尽管大部分鸟都会飞，但也有特例，比如鸵鸟就不会飞。鸵鸟继承具有 fly() 方法的父类，那鸵鸟就具有“飞”这样的行为，这显然不符合我们对现实世界中事物的认识。当然，你可能会说，我在鸵鸟这个子类中重写（override）fly() 方法，让它抛出 UnSupportedMethodException 异常不就可以了吗？
具体的代码实现如下所示：

public class AbstractBird {
    //... 省略其他属性和方法...
    public void fly() { //... }
    }
    // 鸵鸟
    public class Ostrich extends AbstractBird {
        //... 省略其他属性和方法...
        public void fly() {
            throw new UnSupportedMethodException("I can't fly.'");
        }
    }
}

这种设计思路虽然可以解决问题，但不够优美。
因为除了鸵鸟之外，不会飞的鸟还有很多，比如企鹅。对于这些不会飞的鸟来说，我们都需要重写 fly() 方法，抛出异常。这样的设计：

一方面，徒增了编码的工作量；
另一方面，也违背了我们之后要讲的最小知识原则（Least Knowledge Principle，也叫最少知识原则或者迪米特法则），暴露不该暴露的接口给外部，增加了类使用过程中被误用的概率。

你可能又会说，那我们再通过 AbstractBird 类派生出两个更加细分的抽象类：

会飞的鸟类 AbstractFlyableBird；
不会飞的鸟类 AbstractUnFlyableBird。

让麻雀、乌鸦这些会飞的鸟都继承 AbstractFlyableBird，让鸵鸟、企鹅这些不会飞的鸟，都继承 AbstractUnFlyableBird 类，不就可以了吗？具体的继承关系如下图所示：

从图中我们可以看出，继承关系变成了三层。
不过，整体上来讲，目前的继承关系还比较简单，层次比较浅，也算是一种可以接受的设计思路。

我们再继续加点难度。
在刚刚这个场景中，我们只关注“鸟会不会飞”，但如果我们还关注“鸟会不会叫”，那这个时候，我们又该如何设计类之间的继承关系呢？
是否会飞？是否会叫？两个行为搭配起来会产生四种情况：会飞会叫、不会飞会叫、会飞不会叫、不会飞不会叫。如果我们继续沿用刚才的设计思路，那就需要再定义四个抽象类（AbstractFlyableTweetableBird、AbstractFlyableUnTweetableBird、AbstractUnFlyableTweetableBird、AbstractUnFlyableUnTweetableBird）。

如果我们还需要考虑“是否会下蛋”这样一个行为，那估计就要组合爆炸了。
类的继承层次会越来越深、继承关系会越来越复杂。而这种层次很深、很复杂的继承关系：

一方面，会导致代码的可读性变差。因为我们要搞清楚某个类具有哪些方法、属性，必须阅读父类的代码、父类的父类的代码……一直追溯到最顶层父类的代码；
另一方面，这也破坏了类的封装特性，将父类的实现细节暴露给了子类。子类的实现依赖父类的实现，两者高度耦合，一旦父类代码修改，就会影响所有子类的逻辑。

总之，继承最大的问题就在于：继承层次过深、继承关系过于复杂会影响到代码的可读性和可维护性。这也是为什么我们不推荐使用继承。
那刚刚例子中继承存在的问题，我们又该如何来解决呢？你可以先自己思考一下，再听我下面的讲解。

组合相比继承有哪些优势？

实际上，我们可以利用组合（composition）、接口、委托（delegation）三个技术手段，一块来解决刚刚继承存在的问题。

我们前面讲到接口的时候说过，接口表示具有某种行为特性。

针对“会飞”这样一个行为特性，我们可以定义一个 Flyable 接口，只让会飞的鸟去实现这个接口。
对于会叫、会下蛋这些行为特性，我们可以类似地定义 Tweetable 接口、EggLayable 接口。

我们将这个设计思路翻译成 Java 代码的话，就是下面这个样子：

public interface Flyable {
    void fly();
}
public interface Tweetable {
    void tweet();
}
public interface EggLayable {
    void layEgg();
}
// 鸵鸟
public class Ostrich implements Tweetable, EggLayable {
    //... 省略其他属性和方法...
    @Override
    public void tweet() {
        //... 
    }
    @Override
    public void layEgg() {
        //...
    }
}
// 麻雀
public class Sparrow impelents Flayable,Tweetable,EggLayable {
    //... 省略其他属性和方法...
    @Override
    public void fly() {
        //... 
    }
    @Override
    public void tweet() {
        //... 
    }
    @Override
    public void layEgg() {
        //... 
    }
}

不过，我们知道，接口只声明方法，不定义实现。也就是说，每个会下蛋的鸟都要实现一遍 layEgg() 方法，并且实现逻辑是一样的，这就会导致代码重复的问题。那这个问题又该如何解决呢？
我们可以针对三个接口再定义三个实现类，它们分别是：实现了 fly() 方法的 FlyAbility 类、实现了 tweet() 方法的 TweetAbility 类、实现了 layEgg() 方法的 EggLayAbility 类。然后，通过组合和委托技术来消除代码重复。
具体的代码实现如下所示：

public interface Flyable {
    void fly();
}
public class FlyAbility implements Flyable {
    @Override
    public void fly() {
        //... 
    }
}
// 鸵鸟
// 省略 Tweetable/TweetAbility/EggLayable/EggLayAbility
public class Ostrich implements Tweetable, EggLayable {
    // 组合
    private TweetAbility tweetAbility = new TweetAbility();
    // 组合
    private EggLayAbility eggLayAbility = new EggLayAbility();
    //... 省略其他属性和方法...
    @Override
    public void tweet() {
        // 委托
        tweetAbility.tweet();
    }
    @Override
    public void layEgg() {
        // 委托
        eggLayAbility.layEgg();
    }
}

我们知道继承主要有三个作用：表示 is-a 关系，支持多态特性，代码复用。而这三个作用都可以通过其他技术手段来达成。比如：

is-a 关系，我们可以通过组合和接口的 has-a 关系来替代；
多态特性我们可以利用接口来实现；
代码复用我们可以通过组合和委托来实现。

所以，从理论上讲，通过组合、接口、委托三个技术手段，我们完全可以替换掉继承，在项目中不用或者少用继承关系，特别是一些复杂的继承关系。

如何判断该用组合还是继承？

组合并不完美，继承也不是一无是处。在不同的场合下，恰当地选择使用继承还是组合：

依据类的继承结构、继承层次、继承关系判断
固定的设计模式有固定的用法
特殊的场景，只能用继承

尽管我们鼓励多用组合少用继承，但组合也并不是完美的，继承也并非一无是处。
从上面的例子来看，继承改写成组合意味着要做更细粒度的类的拆分。这也就意味着，我们要定义更多的类和接口。类和接口的增多也就或多或少地增加代码的复杂程度和维护成本。
所以，在实际的项目开发中，我们还是要根据具体的情况，来具体选择该用继承还是组合。

如果类之间的继承结构稳定（不会轻易改变），继承层次比较浅（比如，最多有两层继承关系），继承关系不复杂，我们就可以大胆地使用继承。
反之，系统越不稳定，继承层次很深，继承关系复杂，我们就尽量使用组合来替代继承。

除此之外，还有一些设计模式会固定使用继承或者组合。比如：

装饰者模式（decorator pattern）、策略模式（strategy pattern）、组合模式（composite pattern）等都使用了组合关系；
模板模式（template pattern）使用了继承关系。

前面我们讲到继承可以实现代码复用。利用继承特性，我们把相同的属性和方法，抽取出来，定义到父类中。子类复用父类中的属性和方法，达到代码复用的目的。但是，有的时候，从业务含义上，A 类和 B 类并不一定具有继承关系。

比如，Crawler 类和 PageAnalyzer 类，它们都用到了 URL 拼接和分割的功能，但并不具有继承关系（既不是父子关系，也不是兄弟关系）。仅仅为了代码复用，生硬地抽象出一个父类出来，会影响到代码的可读性。如果不熟悉背后设计思路的同事，发现 Crawler 类和 PageAnalyzer 类继承同一个父类，而父类中定义的却只是 URL 相关的操作，会觉得这个代码写得莫名其妙，理解不了。这个时候，使用组合就更加合理、更加灵活。具体的代码实现如下所示：

public class Url {
    //... 省略属性和方法
}
public class Crawler {
    // 组合
    private Url url;
    public Crawler() {
        this.url = new Url();
    }
    //...
}
public class PageAnalyzer {
    // 组合
    private Url url;
    public PageAnalyzer() {
        this.url = new Url();
    }
    //..
}

还有一些特殊的场景要求我们必须使用继承。如果你不能改变一个函数的入参类型，而入参又非接口，为了支持多态，只能采用继承来实现。
比如下面这样一段代码，其中 FeignClient 是一个外部类，我们没有权限去修改这部分代码，但是我们希望能重写这个类在运行时执行的 encode() 函数。这个时候，我们只能采用继承来实现了。

// feighn client 框架代码
public class FeignClient {
    //... 省略其他代码...
    public void encode(String url) {
        //...
    }
}
public void demofunction(FeignClient feignClient) {
    //...
    feignClient.encode(url);
    //...
}
public class CustomizedFeignClient extends FeignClient {
    @Override
    public void encode(String url) {
        //... 重写 encode 的实现...
    }
}
// 调用
FeignClient client = new CustomizedFeignClient();
demofunction(client);

尽管有些人说，要杜绝继承，100% 用组合代替继承，但是我的观点没那么极端！
之所以“多用组合少用继承”这个口号喊得这么响，只是因为，长期以来，我们过度使用继承。
还是那句话，组合并不完美，继承也不是一无是处。只要我们控制好它们的副作用、发挥它们各自的优势，在不同的场合下，恰当地选择使用继承还是组合，这才是我们所追求的境界。

重点回顾

到此，今天的内容就讲完了。我们一块儿来回顾一下，你需要重点掌握的知识点。

1. 为什么不推荐使用继承？

继承是面向对象的四大特性之一，用来表示类之间的 is-a 关系，可以解决代码复用的问题。
虽然继承有诸多作用，但继承层次过深、过复杂，也会影响到代码的可维护性。在这种情况下，我们应该尽量少用，甚至不用继承。

2. 组合相比继承有哪些优势？

继承主要有三个作用：表示 is-a 关系，支持多态特性，代码复用。
而这三个作用都可以通过组合、接口、委托三个技术手段来达成。
除此之外，利用组合还能解决层次过深、过复杂的继承关系影响代码可维护性的问题。

3. 如何判断该用组合还是继承？

尽管我们鼓励多用组合少用继承，但组合也并不是完美的，继承也并非一无是处。
在实际的项目开发中，我们还是要根据具体的情况，来选择该用继承还是组合。

如果类之间的继承结构稳定，层次比较浅，关系不复杂，我们就可以大胆地使用继承。
反之，我们就尽量使用组合来替代继承。
除此之外，还有一些设计模式、特殊的应用场景，会固定使用继承或者组合。
课堂讨论
我们在基于 MVC 架构开发 Web 应用的时候，经常会在数据库层定义 Entity，在 Service 业务层定义 BO（Business Object），在 Controller 接口层定义 VO（View Object）。
大部分情况下，Entity、BO、VO 三者之间的代码有很大重复，但又不完全相同。我们该如何处理 Entity、BO、VO 代码重复的问题呢？

10 | 理论七：为何说要多用组合少用继承？如何决定该用组合还是继承？