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C++类的组合与聚合_C++对象关系设计说明

舞姬之光

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发布时间:2025-12-22 08:32:02

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来源于php中文网

原创

组合强调强依赖、同生共死,部分生命周期由整体完全控制;聚合表示弱拥有,部分可独立存在并被共享。

c++类的组合与聚合_c++对象关系设计说明

组合与聚合都是描述“整体-部分”关系的面向对象设计方式,但语义强度和生命周期管理截然不同:组合强调强依赖、同生共死;聚合表示弱拥有、可独立存在。

组合(Composition):强拥有,部分不能脱离整体存在

组合体现的是“has-a”且“part-of”的关系,部分对象的生命周期由整体完全控制。一旦整体被销毁,所有组成部分自动析构。

  • 通常通过类内直接定义成员对象(而非指针或引用)实现
  • 构造函数中初始化部分对象,析构函数隐式调用其析构
  • 不能将同一部分对象同时用于多个整体(无共享、不可转移)

例如:Car 类包含 Engine 成员变量,Engine 对象随 Car 构造而创建、随 Car 析构而销毁,它不属于其他车,也不能单独存在。

聚合(Aggregation):弱拥有,部分可独立存在并被共享

聚合也是一种“has-a”关系,但部分对象可以脱离整体独立存在,甚至被多个整体共享。整体不负责部分的内存管理。

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  • 通常通过指针或引用成员实现(如 Engine*const Engine&
  • 整体不创建也不销毁部分对象,仅持有其访问权
  • 部分对象可在多个聚合类之间传递、复用

例如:Department 类持有一个 Professor* 指针,Professor 可以属于多个 Department,也可在 Department 销毁后继续存在。

如何选择:看生命周期和所有权是否绑定

关键判断依据不是语法形式,而是设计意图:

  • 如果“部分”逻辑上只是整体的一个不可分割的组件(如轮胎之于汽车底盘),选组合
  • 如果“部分”是外部提供、可替换、可复用、有自己独立生命周期(如学生之于班级),选聚合
  • 使用智能指针(如 std::shared_ptr)可辅助表达共享所有权,属于聚合的现代实现方式

常见误区提醒

别只看代码有没有 new/delete —— 聚合也可以用对象(通过引用传入),组合也可以用堆分配(但由整体统一管理)。

  • 组合不一定非得是值成员:用 std::unique_ptr 也能表达独占式组合(仍属组合语义)
  • 聚合不等于松耦合:即使用了指针,若整体强制干预部分状态,耦合度依然可能很高
  • 避免过度设计:简单场景优先用值组合;需要灵活性时再引入指针/引用+聚合

基本上就这些。核心是想清楚“这个部件是不是这辆车的一部分”,而不是“我该用点号还是箭头”。

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