Komposition vs. Vererbung

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der Dart-Journey von Coddy. Lektion 82 von 110.

Sie haben gelernt, dass Vererbung eine „ist-ein“-Beziehung erzeugt – ein Dog ist ein Animal. Aber es gibt einen anderen leistungsstarken Ansatz: Komposition, die eine „hat-ein“-Beziehung erzeugt. Anstatt Verhalten zu erben, enthält eine Klasse Instanzen anderer Klassen und delegiert die Arbeit an diese.

Betrachten Sie eine Car-Klasse. Mit Vererbung könnten Sie versuchen, eine Engine-Klasse zu erweitern – aber ein Auto ist kein Motor, es hat einen Motor:

class Engine {
  void start() => print('Engine started');
}

class Car {
  final Engine _engine = Engine();  // Komposition: Car HAT ein Engine
  
  void start() {
    _engine.start();  // An die Engine delegieren
    print('Car is ready to drive');
  }
}

void main() {
  var car = Car();
  car.start();
}

Der entscheidende Vorteil der Komposition ist die Flexibilität. Bei der Vererbung sind Sie an eine einzige Elternklasse gebunden. Mit Komposition können Sie mehrere Komponenten kombinieren und diese sogar zur Laufzeit austauschen:

class ElectricEngine {
  void start() => print('Electric motor humming');
}

class HybridCar {
  Engine? _gasEngine;
  ElectricEngine? _electricEngine;
  
  HybridCar({bool useElectric = false}) {
    if (useElectric) {
      _electricEngine = ElectricEngine();
    } else {
      _gasEngine = Engine();
    }
  }
}

Eine gängige Richtlinie lautet „Komposition gegenüber Vererbung bevorzugen“. Verwenden Sie Vererbung, wenn eine echte „is-a“-Beziehung besteht und Sie Polymorphie benötigen. Verwenden Sie Komposition, wenn Sie Verhalten ohne enge Kopplung wiederverwenden möchten oder wenn ein Objekt Funktionen aus mehreren Quellen benötigt.

Aufgabe

Einfach

Erstellen wir ein Computersystem mithilfe von Komposition! Statt zu versuchen, einen Computer von seinen Bestandteilen erben zu lassen, erstellst du separate Komponentenklassen und setzt sie zusammen – denn ein Computer hat eine CPU und hat Speicher; er ist keine CPU und kein Speicher.

Du organisierst deinen Code in drei Dateien:

components.dart: Erstelle zwei Komponentenklassen, die Teile eines Computers darstellen:
- Eine CPU-Klasse mit einem String brand und einem double speedGHz. Füge eine process()-Methode hinzu, die einen String zurückgibt: [brand] processing at [speedGHz]GHz
- Eine Memory-Klasse mit einem int sizeGB. Füge eine load()-Methode hinzu, die einen String zurückgibt: Loading [sizeGB]GB of data
computer.dart: Erstelle eine Computer-Klasse, die Komposition verwendet, um die Komponenten zu kombinieren. Dein Computer sollte:
- Ein Feld String name haben
- Eine CPU- und eine Memory-Instanz enthalten (Komposition – der Computer HAT diese Bestandteile)
- Alle erforderlichen Werte über seinen Konstruktor akzeptieren, um beide Komponenten intern zu erstellen
- Eine boot()-Methode haben, die an beide Komponenten delegiert und drei Zeilen ausgibt: zuerst den Namen des Computers gefolgt von starting..., dann das Ergebnis der process-Methode der CPU und anschließend das Ergebnis der load-Methode des Memory
- Eine specs()-Methode haben, die einen String zurückgibt, der das System beschreibt: [name]: [brand] [speedGHz]GHz, [sizeGB]GB RAM
main.dart: Importiere deine Dateien und zeige die Komposition in Aktion:
- Erstelle einen Computer namens Workstation mit einer Intel-CPU, die mit 3.5 GHz läuft, und 16 GB Speicher
- Rufe die boot()-Methode auf
- Gib das Ergebnis von specs() aus

Beachte, dass die Computer-Klasse weder CPU noch Memory erweitert – sie enthält beide und delegiert die Arbeit an sie. Das ist die „hat-eine“-Beziehung, die durch Komposition entsteht!

Erwartete Ausgabe:

Workstation starting...
Intel processing at 3.5GHz
Loading 16GB of data
Workstation: Intel 3.5GHz, 16GB RAM

Probier es selbst

import 'computer.dart';

void main() {
  // TODO: Erstelle einen Computer namens "Workstation" mit:
  // - Intel CPU mit 3.5 GHz
  // - 16 GB Arbeitsspeicher

  // TODO: Rufe die boot() Methode auf

  // TODO: Gib das Ergebnis von specs() aus
}