當(dāng)一個(gè)類(lèi)型A的對(duì)象中包含另一個(gè)類(lèi)型B的對(duì)象時(shí)，我們說(shuō)A與B之間的關(guān)系是“組合”。請(qǐng)看示例：
class Address { ... }; // 住址
class PhoneNumber { ... };
class Person {
public:
...
private:
std::string name; // 組合對(duì)象
Address address; // 同上
PhoneNumber voiceNumber; // 同上
PhoneNumber faxNumber; // 同上
};
上述示例中，Person對(duì)象由string、Address和PhoneNumber三種對(duì)象組合而成。在程序員之間，“組合”一詞擁有眾多的同義詞。諸如：分層、包含、聚合和嵌入。
條目32中解釋了公共繼承意味著“A是一個(gè)B”。同時(shí)組合也有其內(nèi)涵，事實(shí)上它擁有兩個(gè)內(nèi)涵，組合既可以表示“A擁有一個(gè)B”，也可以表示“A以B的形式實(shí)現(xiàn)”。這是由于在你的軟件中你針對(duì)的是兩個(gè)不同的領(lǐng)域。你的程序中的一些對(duì)象與你正在建模的世界相關(guān)，比如人、車(chē)、視頻幀等等。這些對(duì)象則存在于應(yīng)用領(lǐng)域。而另一些對(duì)象單純是為了程序的具體實(shí)現(xiàn)人為創(chuàng)造的，諸如緩沖區(qū)、互斥鎖、搜索樹(shù)，等等。這些類(lèi)型的對(duì)象則針對(duì)軟件中的實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域。當(dāng)組合出現(xiàn)在應(yīng)用域內(nèi)的對(duì)象之間時(shí)，它表達(dá)的是“A擁有一個(gè)B”的關(guān)系；而組合出現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)域中，則意味著“A以B的形式實(shí)現(xiàn)”。
上文中的Person類(lèi)演示了“A包含B”的關(guān)系。一個(gè)人——Person對(duì)象“擁有”一個(gè)姓名（name）、一個(gè)住址（address）、一個(gè)電話(huà)號(hào)碼（voiceNumber）、一個(gè)傳真號(hào)碼（faxNumber）、你不能說(shuō)“人是姓名”、“人是地址”這樣的話(huà)。應(yīng)該說(shuō)“人有姓名”、“人有住址”。大多數(shù)人還是能夠輕易區(qū)分“是”和“有”之間的區(qū)別的。因此“A是B”和“A擁有B”兩者并不易混淆。
某種意義上講，“A是B”與“A以B的形式實(shí)現(xiàn)”二者之間的區(qū)別更讓人難以分辨。舉例說(shuō)，假設(shè)你需要一個(gè)表示集合的模板，其中容納的對(duì)象的數(shù)目非常有限。即該集合中不允許存在重復(fù)的對(duì)象。由于復(fù)用在OOP的世界里是十分美妙的事情，你會(huì)本能的想到使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的set模板。有現(xiàn)成的工具為什么不加以利用呢。
不幸的是，set模板的具體實(shí)現(xiàn)中一般每個(gè)元素都會(huì)有三個(gè)指針的開(kāi)銷(xiāo)。這是因?yàn)?span style="font-family: "Courier New";">set通常被實(shí)現(xiàn)為平衡搜索樹(shù)，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)確保了查找、插入、刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度均為O(lgn)。在效率至上的環(huán)境中，這種設(shè)計(jì)方案合情合理，然而在你的程序中，空間比速度更加重要，這時(shí)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的set模板就變得水土不服了。看上去你需要另起爐灶。
固然，復(fù)用的確是一件美妙的事情。作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)專(zhuān)家的你，對(duì)于實(shí)現(xiàn)集合有各式各樣的手段，其中之一便是使用鏈表。你當(dāng)然也了解標(biāo)準(zhǔn)C++庫(kù)中有一個(gè)list模板，因此你可以去（復(fù)）用它。
于是，你決定開(kāi)辟一個(gè)全新的模板Set，由list模板繼承而得。也就是說(shuō)Set<T>將由list<T>繼承而得。在你的實(shí)現(xiàn)中，Set對(duì)象實(shí)際上將會(huì)是一個(gè)list對(duì)象。于是你這樣聲明Set模板：
template<typename T> // 創(chuàng)建Set：此處是復(fù)用list的錯(cuò)誤做法
class Set: public std::list<T> { ... };
這一方按乍看上去十分完美，實(shí)際上卻存有隱患。如條目32所講，如果D是一個(gè)B，那么對(duì)于B成立的一切對(duì)于D也成立。然而，list對(duì)象中可以存在重復(fù)的元素，因此如果我們先后兩次將3051這個(gè)值插入list<int>中，這個(gè)表中將存在兩個(gè)3051的副本。相反，Set不應(yīng)含有重復(fù)的元素，如果兩次插入3051，那么Set<int>中應(yīng)僅存在一個(gè)該值的副本。于是“Set是一個(gè)list”這一說(shuō)法便不成立了——對(duì)于list對(duì)象成立的一些結(jié)論不適用于Set對(duì)象。
由于這兩個(gè)類(lèi)之間的關(guān)系不是“A是B”，因此使用公共繼承的方式來(lái)構(gòu)造兩者之間的關(guān)系便是錯(cuò)誤的。我們可以想到Set對(duì)象可以“以list的形式實(shí)現(xiàn)”，以下是正確的做法：
template<class T> // 創(chuàng)建Set：此處是復(fù)用list的正確做法
class Set {
public:
bool member(const T& item) const;
void insert(const T& item);
void remove(const T& item);
std::size_t size() const;
private:
std::list<T> rep; // 代表Set中的數(shù)據(jù)
};
Set的成員函數(shù)可以全方位的依賴(lài)list乃至標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中其他部分提供的各項(xiàng)功能，因此實(shí)現(xiàn)方法是簡(jiǎn)單直接的，只要你掌握STL的基本使用方法即可：
template<typename T>
bool Set<T>::member(const T& item) const
{
return std::find(rep.begin(), rep.end(), item) != rep.end();
}
template<typename T>
void Set<T>::insert(const T& item)
{
if (!member(item)) rep.push_back(item);
}
template<typename T>
void Set<T>::remove(const T& item)
{
typename std::list<T>::iterator it =
std::find(rep.begin(), rep.end(), item);
// 此處為何使用typename請(qǐng)參見(jiàn)條目42
if (it != rep.end()) rep.erase(it);
}
template<typename T>
std::size_t Set<T>::size() const
{
return rep.size();
}
這些函數(shù)足夠簡(jiǎn)單，我們有理由將它們聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，然而在你做出明確決定之前，我還是建議你去條目30復(fù)習(xí)一下內(nèi)聯(lián)的相關(guān)知識(shí)。
一些人可能會(huì)說(shuō)：Set的接口應(yīng)該更加遵守條目18中討論的主題：“設(shè)計(jì)接口要易于使用而不易誤用”，是否應(yīng)該讓Set遵守STL容器的標(biāo)準(zhǔn)，但是這里遵守這些標(biāo)準(zhǔn)需要為Set添加一大批內(nèi)容，這樣做會(huì)淹沒(méi)它與list之間的關(guān)系。由于本章節(jié)討論的中心是這一關(guān)系問(wèn)題，因此這里我犧牲了STL的兼容性，而更多考慮了講述的清晰程度。另外，Set接口的不完善并不會(huì)掩蓋此處關(guān)于它的無(wú)須爭(zhēng)辯的事實(shí)：其與list之間的關(guān)系并不是“A是B”（盡管乍看上去很像），而是“A以B的形式實(shí)現(xiàn)”。
時(shí)刻牢記
l 組合與公共繼承之間存在著本質(zhì)區(qū)別。
l 組合在應(yīng)用領(lǐng)域意味著“A是B”，在實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域意味著“A以B的形式實(shí)現(xiàn)”。