设计模式中“组合” “聚合” “相识” 在不同场合下的意义和关系

     


确切的说，这几个概念在中文版的书中使用很混乱，也让我走了不少弯路。所以这里把我的一些理解拿出来和大家讨论一下。这里主要是从一本书（《设计模式——可复用面向对象软件的基础》）和一种面向对象设计的表示方法（UML）来讨论这个问题。

　　 首先要说明的是概念。《设计模式》一书中没有使用“组合”这个概念，而UML表示中一般没有使用“相识”这个概念。但是两者实际上存在如下的对应关系：

《设计模式》	UML	表示的意义
聚合	组合	聚合/组合 对象和其所有者具有相同的生命周期
相识	聚合	一个对象仅仅知道另一个对象

　　不过，这个对应关系也不是绝对的。
　　1、 UML中还有一种关系叫“关联”，《设计模式》中对这种关系的说明很准确：“OMT还定义了类间的关联（association）关系，以类间的一条线来表示。关联关系是双向的。虽然在分析阶段这种关系是适用的，但我们觉得它对于描述设计模式内的类关系来说显得太抽象了，因为在设计阶段关联关系必须被映射为对象引用或指针。对象引用本身就是有向的，更适合表达我们所讨论的那种关系。”也可以说“关联”到代码的映射是一对多的，并且这种一对多的关系会影响到模式的选择。

　　2、 UML中“组合”“聚合”的概念是用来表示对象的静态结构的，因此我们可以这样认为：“组合”就是用成员变量实现的，而“聚合”就是用指向某个对象的指针来实现的。当然，这里略去了对成员函数的参数的考虑。

　　3、 《设计模式》中对“聚合”和“相识”的关系描述如下：“C++中，聚合可以通过定义表示真正实例的成员变量来实现，但更通常的是将这些成员变量定义为实例指针或引用；相识也是以指针或引用来实现。”“从根本上讲，是聚合还是相识是由你的意图而不是由显式的语言机制决定的。”通过这两个说明，可以看到《设计模式》中认为“聚合”和“相识”关系是运行时的动态特性，从这点上来说和UML有本质的区别。 另外，《设计模式》中对这两者动态特性描述如下：“聚合关系使用较少且比相识关系更持久；而相识关系则出现频率较高，但有时只存在于一个操作期间，相识也更具动态性，使得它在源代码中更难被辨别出来。”显然，这种描述只是说到了量的问题，而没有说到质的问题，从这里还是看不出“聚合”和“相识”到底在运行时有什么本质不同。

　　个人评论：

　　 类图是一种静态结构，故应该展示在类的结构上的区别，所以UML的表示要优于《设计模式》中的表示。这是《设计模式》表达上的一个很大的败笔！
　　 《设计模式》关注的更多的是系统运行时对象之间的交互，几乎所有模式都使用了多态，可以说是一个多态使用大全。

　　 在看《设计模式》前，我认为系统是由类组成，看后认为系统是由对象组成。这应该属于两种不同的层次：前者是静态的理解，后者是真正使用面向对象思想动态的理解系统。

　　

　　附：C++中对多态支持的一般实现方法

　　 一般来说，一个对象生成时，会在对象中增加一个由编译器加入的_vfptr指针，这个指针指向一个函数指针数组，对应的函数地址就是虚函数的地址。并且_vfptr指向的内容只在两个时候会改变：1、对象构造时；2、对象析构时。因此，其它所有操作虽然会影响对象的状态，但是不会改变_vfptr指向的内容。

　　示例：存在两个类：Father，Son

　　Father有虚函数get（），Son重定义这个虚函数get（）

　　代码片断：

　　Father aFather;

　　Father* pFather;

　　aFather.get(); //调用Father的get()

　　pFather = new Son;

　　pFatehr->get(); //调用Son的get()

　　//最重要的：除了构造和析构，不改变_vfptr指向的内容，所以aFather最多只是状态会变化

　　aFather = *pFather;

　　aFather.get(); //调用Father的get（）

　　delete pFather;

　　pFather = NULL;