Effective Java 第 16 條：組合優於繼承 —— 包裝類模式實戰

Effective Java 第 16 條：組合優於繼承 —— 包裝類模式實戰

繼承破壞封裝，組合實現復用。本文通過 ForwardingSet + InstrumentedSet 實例，展示如何用「轉發類 + 包裝類」替代繼承，避免父類內部調用邏輯被子類覆寫導致的不可預期行為。

一、 為什麼繼承危險？

• 子類覆寫方法可能被父類內部調用（如 addAll() 內部循環調用 add()），導致子類邏輯多次執行或狀態不一致。
• 父類升級新增方法，子類若未覆寫可能暴露未預期行為；若覆寫則維護成本激增。
• 繼承是 is-a 關係，僅當確滿足「子類真正是父類的一種」時才適用。

二、 包裝類模式兩步走

步驟 1：寫一個「轉發類」實現目標介面，內部持有被包裝對象，所有方法委托給它

public class ForwardingSet<E> implements Set<E> {
    private final Set<E> s; // 組合：持有被包裝 Set

    public ForwardingSet(Set<E> s) { this.s = s; }

    // 所有方法單純轉發，無業務邏輯
    @Override public int size() { return s.size(); }
    @Override public boolean isEmpty() { return s.isEmpty(); }
    @Override public boolean contains(Object o) { return s.contains(o); }
    @Override public Iterator<E> iterator() { return s.iterator(); }
    @Override public Object[] toArray() { return s.toArray(); }
    @Override public <T> T[] toArray(T[] a) { return s.toArray(a); }
    @Override public boolean add(E e) { return s.add(e); }
    @Override public boolean remove(Object o) { return s.remove(o); }
    @Override public boolean containsAll(Collection<?> c) { return s.containsAll(c); }
    @Override public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { return s.addAll(c); }
    @Override public boolean retainAll(Collection<?> c) { return s.retainAll(c); }
    @Override public boolean removeAll(Collection<?> c) { return s.removeAll(c); }
    @Override public void clear() { s.clear(); }
}

關鍵點： s 為 private final，外部不可見，父類內部調用鏈被切斷。

步驟 2：繼承轉發類，在需要增強的方法中添加業務邏輯，再調用 super.xxx() 轉發

public class InstrumentedSet<E> extends ForwardingSet<E> {
    private int addCount = 0; // 新增統計功能

    public InstrumentedSet(Set<E> s) { super(s); }

    @Override public boolean add(E e) {
        addCount++;
        return super.add(e); // 轉發給 ForwardingSet → 內部 Set
    }

    @Override public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        addCount += c.size();
        return super.addAll(c);
    }

    public int getAddCount() { return addCount; }
}

三、 使用示例

Set<String> s = new InstrumentedSet<>(new HashSet<>());
s.add("A");
s.addAll(Arrays.asList("B", "C"));
System.out.println(((InstrumentedSet<String>) s).getAddCount()); // 輸出 3

四、 核心優勢總結

五、 一句話心法

「除非確定是 is-a，否則用組合：寫個轉發類實現介面，再寫個包裝類繼承轉發類加邏輯。」