类的组合 | 溯境

在能够独立设计好一个单一类（基于对象设计）之后，接下来的问题就是如何让多个类之间发生关系，以构建更复杂的系统？

什么是“has-a”与复合

核心定义：复合或者说组合（Composition）是指一个类（容器，Container）的数据成员是另一个类（组件，Component）的对象（或对象数组）。这是一种强拥有（Ownership）关系：组件对象直接嵌套在容器的内存布局中，生命周期完全由容器管理。

C++ 代码示意：

class Engine { /* ... */ };

class Car {
private:
    Engine engine;  // 复合：Car "has-a" Engine
    // ...
};

复合对象的大小如何计算？

内存布局规则：复合对象的内存大小 = 自身数据成员大小 + 所有组件对象大小之和，并考虑内存对齐（alignment）。组件对象是容器对象的“物理组成部分”，直接嵌套在内存中。

示例：sizeof(Car)

class Engine { int cylinders; }; // 假设 4 字节
class Wheel  { int diameter; };  // 假设 4 字节

class Car {
    Engine engine;  // 4 字节
    Wheel wheels[4]; // 4*4 = 16 字节
    int speed;       // 4 字节
};
// sizeof(Car) ≈ 24 + 对齐填充

构造与析构顺序

常见误解为认为容器对象先构造，组件对象后构造。实际顺序为：先组件（按声明顺序），后容器。析构时顺序完全相反。

利用复合实现 Adapter 模式

Adapter 模式（对象适配器）

通过复合关系，让一个类（Adapter）包含另一个类的对象（Adaptee），并将客户端期望的接口转换为 Adaptee 提供的接口。核心是“接口转换”，无需修改 Adaptee 的源代码。

场景：客户端需要调用 draw() 接口，但现有类 LegacyShape 只提供 render() 方法。

行动：创建 ShapeAdapter 类，内部复合一个 LegacyShape 对象，并实现 draw() 方法，在内部调用 render()。

结果：客户端可以统一使用 draw() 接口，无需感知 LegacyShape 的存在。

class LegacyShape {
public:
    void render() { /* 旧接口实现 */ }
};

class ShapeAdapter {
private:
    LegacyShape legacy;  // 复合：Adapter "has-a" Adaptee
public:
    void draw() {        // 新接口
        legacy.render(); // 内部委托给旧接口
    }
};