菜雞與物件導向 (4): 繼承

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菜雞與物件導向 (4): 繼承

接著要介紹的是繼承 aka 物件導向三大特性之王 aka 濫用榜 Ko.1 ，繼承的強大幾乎和它的惡名一樣可怕，給一個從聊聊程式的這篇 [ 摘過來的例子就可以略知一二了：

什麼也不做，僅僅只是繼承而已，就取得了繼承對象（C# 中稱為基底類別）近乎全部的內容，真是太可怕了。在 C# 中，繼承可以取得基底類別除了 Private 以外所有的內容，例如 Protected 更是表明就是只給繼承使用的。

由此可見，在減少重複程式碼的路上，繼承無疑達到了全新的高度。

那麼繼承代表的是什麼意思呢？大多的網站都能直接說明：繼承是一種「is-a」的關係。當你能說出Ａ是一個Ｂ的時候，就代表你認為Ａ可以繼承自Ｂ。

最直覺的繼承例子就是物種的分類。舉例來說，狗跟貓都是哺乳類，因此他們都可以繼承到一些哺乳類共通的特徵（例如哺乳、用肺呼吸）。藉由繼承，我們可以把這些哺乳類共有的特徵全部放在哺乳類這個物件，再由狗和貓分別去繼承哺乳類，藉此讓他們都能得到哺乳類的特徵，再進一步發展出自己的特徵和行為，甚至重新定義基底類別的方法為自己所用。因此，像大話設計模式就將繼承說明如：繼承者是對於被繼承者的一種特殊化。

如此一來，當我們需要修改哺乳類的定義的時候，只需要修改一個地方，而繼承了哺乳類的這些物件（C# 中稱為衍生類別）全都能夠一起修改到，大大地減少了跑來跑去修改的次數，也讓程式碼的重複大幅度地減少。

然而也因為如此，繼承最大的惡名出現了：繼承享受了取用基底類別內容的好處，卻也必須背負牽一髮動全身的風險。

對於衍生類別而言，它必須依賴著基底類別，倘若哪天基底類別的屬性變更了，例如型別或名稱有變動，那麼所有衍生類別使用到的地方都會受到影響，這時候在程式碼裡的修改規模，將會隨著繼承的濫用程度提升，達到一個相當龐大的地步。

事實上，這是相當好理解的。我們藉由哺乳類去繼承出了狗科跟貓科兩個類別；那麼假設我們時光回溯，重新改變了哺乳類的演化過程，今天的哺乳類變成了三隻腳而且還有翅膀，那麼後面演化出來的狗跟貓又會怎麼樣呢？直接修改源頭，對後續的衍生者而言無疑是相當大的災難。

同時由於繼承的方便和概念實在相當廣泛，因此也經常被胡亂使用。我個人就遇過專案之中，前人為了讓某個類別擁有各式各樣的方法，先後繼承了數學運算、連線至資料庫、畫面上的資料處理等等數個類別，形成一條既長又龐大的繼承鏈，最終達到了無法修改的地步。

因此對於繼承，前輩們通常只有一種叮囑：謹慎使用，或是乾脆不要用。

那麼我們就回到卡牌的例子：

假使我們的卡牌現在有了功能卡，這類卡牌在遊戲王叫做魔法卡，而在爐石稱之為法術，雖然這也是一種卡片，但和前面提過的戰士和怪獸等等顯然完全不同。

public class MagicCard
{
    public string Name;
    public int Cost; // 資源花費
    public Magic Effect; // 法術效果
    private string _description;

    public MagicCard() { /* 建構式 */}
    public string Description { /* set; get; */} 
}

魔法卡並沒有攻擊力和生命值，只有對應的法術效果。同時，我們發現卡牌有資源花費的需要，像是爐石戰記或是殺戮尖塔這類有資源的遊戲，打出卡片的時候會需要花費水晶等資源，藉此限制玩家一回合內能使用的策略。

現在我們明顯可以發現兩個問題：這兩個種類的卡片，都是卡片呀！而且，內容有一半都是重複的。這是我們該使用繼承的時機了。

首先我們將原本的卡片更改為怪獸卡。

public class MonsterCard
{
    public string Name;
    public int Cost;
    public int Attack;
    public int Health;
    private string _description;

    public MonsterCard() { /* 建構式 */}
    public string Description { /* set; get; */} 
    public void Hit(MonsterCard target) { /* 一些痛揍其他怪獸卡的方法 */ }
}

接著我們開始設計基底類別：卡片。我們可以觀察到，怪獸卡和魔法卡相同的部分有：名稱、敘述和卡片花費。

public class Card
{
    public int Cost;
    private string _description;

    public string Description { /* set; get; */} 
}

將原本的怪獸卡和魔法卡改成繼承自卡片類別，並且將重複的部份移除，直接取用基底類別的內容就好。

public class MonsterCard : Card
{
    public int Attack;
    public int Health;
    public MonsterCard() { /* 建構式 */ }
    public void Hit(MonsterCard target) { /* 一些痛揍其他怪獸卡的方法 */ }
}

public class MagicCard : Card
{
    public int Cost;
    public Magic Effect;
    public MagicCard() { /* 建構式 */}
}

可以看到我們在 C# 的繼承方式是使用 類別 : 基底類別 的方式來宣告。並且也能發現，怪獸卡的內容變簡潔了。

var goblin = new MonsterCard(name: "哥布林", attack: 3, health: 2);
var warrior = new MonsterCard(name: "戰士", attack: 4, health: 3);
warrior.Description = "他是一個專殺哥布林的戰士！";
warrior.Hit(goblin);

並且在使用上也沒有任何差錯，我們仍然能給予怪獸卡名字和敘述。

當然在實際的卡牌遊戲中，魔法卡還能細分出更多種類，因此魔法卡類別還能再被一些更細的分類，例如指向法術等等去繼承，形成如同樹狀的繼承關係，如同物種演化一般。

繼承的段落也快結束了，這邊再次叮嚀一番：除非你很確定，否則請不要使用繼承。

繼承帶來了相當大的好處，減少的重複程式碼量號稱三特性之冠；但同時他帶來的後果也是最嚴重的，堪稱三特性中的擊墜之王，鏖殺了數以萬計濫用和誤用的工程師…和維護他們系統的工程師，不可不慎。

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