C++ 中什麼時候該使用繼承，什麼時候該使用組合？

在 C++ 中，繼承用於建立「是-一個」關係，強制執行介面一致性。而組合用於建立「包含-一個」關係，提供彈性。繼承：當子類別與基底類別具有“是-一個”關係時使用，如車輛與汽車。組合：當容器類別與組件類別有「包含-一個」關係時使用，如遊戲中的角色包含武器、防禦、健康值。

C++ 中繼承與組合：何時使用？

在 C++ 中，繼承和組合是兩種用於物件組織和程式碼重複使用的技術。理解何時使用哪種技術對於編寫可維護、可擴展的程式碼至關重要。

繼承

繼承允許一個類別（子類別）從另一個類別（基底類別）繼承資料和行為。子類別可以存取基底類別中的所有非私有成員變數和函數，並可以重寫這些成員以實現不同的行為。

何時使用繼承：

• 當子類別與基底類別有「是-一個」關係時，例如：

  • 車輛：汽車、卡車、摩托車
  • 動物：貓、狗、鳥

• #當需要強制執行特定介面時，例如：

  • 形狀：圓形、方形、三角形

#優點：

• 提供程式碼復用性
• 促進多態性（透過虛擬函數）
• 強制執行介面一致性

##組合

#組合涉及建立一個類別（容器類別）並透過指標或引用將另一個類別（組件類別）作為其資料成員包含在其中。組合允許容器類別使用組件類別的功能，但兩者在記憶體中是獨立的實體。

何時使用組合：

• 當容器類別與元件類別有「包含-一個」關係時，例如：
  汽車：引擎、輪胎、車身
  • 電腦：主機板、CPU、記憶體
• 當需要更大的靈活性時，例如：
  在執行階段修改容器類別的元件
  • 使用不同類型的元件實作同一種介面

優點：

提供更大的彈性
• 允許程式碼重複使用
• 促進模組化

實戰案例：

考慮一個動物模擬程序，其中需要表示各種動物。我們可以使用繼承為所有動物定義一個基底類別

Animal，包含共同屬性（例如名稱、類型）。然後，我們可以建立子類別Cat、Dog 和Bird 來表示特定類型的動物，並為每個子類別重寫描述獨特行為的虛擬函數。

另一方面，可以考慮一個遊戲引擎，其中需要表示角色。我們可以使用組合為每個角色創建一個容器類別

Character，包含其他類別作為元件：

class Character {
public:
  Sword* sword;  // 组件：武器
  Shield* shield;  // 组件：防御
  Health* health;  // 组件：生命值
};

透過這種方式，我們可以輕鬆地創建具有不同武器、防禦和健康值的各種角色，而無需建立多個繼承類別。

總之，在 C++ 中，繼承主要用於建立「是-一個」關係並強制執行介面一致性，而組合主要用於建立「包含-一個」關係並提供更大的靈活性。根據應用程式的特定要求，明智地選擇這些技術對於編寫清晰、可維護的程式碼至關重要。

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