为什么要有层次结构？

什么是“层次结构”？

关于这个问题，我个人理解是我们在研发早期所定义的分层结构。例如：我们把处理业务的所有接口与实现类统称

为“业务层”，所有与持久化有关的接口与实现类统称为“持久层”一样。

《OOAD》中是这样描述的，“层次结构是抽象的一种分级或排序”，在复杂系统中，最重要的两种层次结构是它的类

结构（“is-a”层次结构）和对象结构（“组合部分”层次结构）。

1、层次结构：单继承

继承是最重要的“是一种”层次结构，它是面向对象系统的基本要素。继承基本上定义了类之间的关系，在这种关系

中，一个类共享了一个或多个类（分别对应于单继承或多继承）中定义的结构或行为。继承代表的是一种抽象的层次

结构，在这种层次结构中，一个子类从一个或多个超类中继承。子类可以扩展或重新定义超类中的结构和行为。

继承表明的“是一种”关系，例如：哈士奇是一种狗，波斯猫是一种猫。继承因此实现了一种“一般/具体”的层次结构，

子类将超类的一般结构和行为具体化。

在继承层次结构中，不同类中共同的结构和行为会被迁移到共同的超类中。超类代表了一般化的抽象，而子类代表了

特殊的具体的抽象。子类一般会添加、修改甚至隐藏来自于超类的属性和方法。

“数据抽象视图提供一个透明的边界，在这个边界之后，方法和状态是隐藏的。继承要求将这个接口开发到一定程度，

允许不通过抽象来访问状态和方法。”对于某一个类而言，通常有两种用户：调用这个类的实例的方法的对象、从这个

类继承的子类。

“子类可能访问其超类的实例变量，可以调用其超类的私有操作，或者直接引用其超类的超类。” 

2、层次结构：多继承

桃子是一种水果，同时它也是一种花卉。一般我们在设计时，都会设计两个新类：水果类、花卉类。那么如果我们想

要一个即开花又结果的桃子建模时又如何办呢？对于这种抽象，需要设计第三个类：花卉水果类，由它来复制来自于

花卉类和水果类的信息。

所以这种抽象更好的表达方式是利用多继承。首先我们创建两个类分别表示花卉，水果的特有的属性。这两个类是独

立的个体，没有超类，一般我们称之为“混入类”。因为它们将与其他类混合在一起，得到新的子类。

多重继承在概念上很简单，但是却为编程引入了一些实际的复杂性。如：来自不同超类的名字的冲突以及重复继承，

当两个或多个超类提供了相同名字的属性或操作时，就会发生名字冲突的情况。

很多语言为了避免这个问题，也就不支持重复继承，如JAVA。而是采用接口方式来变相的实现多继承。

3、层次结构：聚合（组成部分）

如果说“是一种”层次结构说明了一般/特殊关系，那么“组合部分”层次结构则描述的是聚合关系。例如：考虑种植园的

抽象，那么可以认为种植园包含了一些植物和一份培育计划。换句话说，植物是种植园的“组成部分”，培育计划也是

种植园的“组成部分”。这种“组成部分”关系被称之为聚合。

“是一种”层次结构，高层的抽象是一般的，低层的抽象是具体的。因此，我们说花卉类的高层抽象是植物类。对于“组

成部分”层次结构，一个类相对于组成它的实现的其他类来说，它又处于了更高的层次。因此，种植园是植物类的更高

层抽象，“组成部分”层次高于“是一种”层次抽象。

聚合存在所有权的问题，关于种植园的抽象允许不同的时间在种植园内培育不同的植物。更换一种植物不会改变种植

园作为一个整体的特征，删除一个种植园也不会摧毁它的所有植物（可能被移植）。但是，我们认为培育计划对象与

种植园对象却有着固有的关系，不能够独立存在。当创建一个种植园的实例时，就应该创建一个培育计划实例，当删

除种植园对象时，也会删除培育计划实例。