类层次结构,也称为类分类法,是一组相关的类,这些类通过继承进行连接,以执行类似的操作。层次结构的顶部可以是一个基类,它下面的所有其他类都是从该基类派生的,或者层次结构可以有多个基类,这些基类的功能稍后合并到一个或多个派生类中。类之间的关系可以用树来表示,大型分类法中的每个较小的树也可以被视为一个层次结构。
并非所有的类层次结构都可以有多个根,任何类层次结构的结构在很大程度上取决于它所用的语言。C++允许多重继承,因此可以用多个根和多个树相互合并来构建复杂的层次结构。另一方面,Java®仅限于单个继承,因此其类关系通常更简单,构建为具有单个根的相对独立的树。接口继承会给Java®中的类层次结构增加一些复杂性,但在如此复杂的框架中,接口几乎从未被调用过,就像将树合并在一起一样。
类层次结构的组件可以在类型和功能上有所不同,只要在继承方面始终遵循语言的规则。层次结构中的类可以是公共的、受保护的、抽象的、具体的或虚拟的。也可以使用接口、全局函数和好友。根据计算机语言的不同,这些类型中的一些可能比其他类型更适合继承。一般来说,层次结构非常灵活,可以以多种方式用于多种目的。
关于特定类型的类在层次结构中的位置,没有硬性的规则。可以想象,任何类都可以是上述任何类型。一般来说,层次结构中没有派生类的最后一个类应该是公共的和具体的。然而,由于纯抽象类层次结构也可以存在,这只是一条经验法则。
尽管类层次结构是组织代码和封装功能的有用工具,但有时深入研究层次结构可能会混淆代码,而不是澄清代码并使其更易于维护。在许多阶级之间建立稳固的关系需要一定的远见;虽然最初可能更容易将代码分解成许多小块,但这些小块以后可能更难处理。正确构建后,类层次结构可以帮助开发人员和用户确定类的工作方式。如果它是在没有维护和清晰性的情况下构建的,那么回顾和理解很多层次的继承可能会让人困惑。
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