面试题：C++中继承如何导致代码耦合及解决思路

Question

在C++中，继承是一种强大的特性，但它也可能带来代码耦合问题。请阐述继承是怎样导致代码耦合的，并简要说明至少一种减轻这种耦合的常见方法。

Answer 1

继承导致代码耦合的原因

1. 基类修改影响派生类：当基类的成员变量、成员函数的定义或接口发生改变时，所有继承自该基类的派生类都可能受到影响。例如，基类中一个成员函数的参数列表发生变化，那么派生类中重写该函数的地方都需要相应修改，这使得派生类与基类紧密耦合在一起。
2. 派生类依赖基类实现：派生类在一定程度上依赖基类的实现细节。如果基类内部的实现逻辑改变，即使接口不变，派生类的行为也可能受到影响。比如基类的某个成员函数内部的算法改变，派生类如果依赖该函数的特定执行逻辑，就可能出现错误。

减轻耦合的常见方法

1. 使用组合替代继承：组合是将一个类作为另一个类的成员变量。例如，有一个Car类，原本可能通过继承Engine类来获取发动机相关功能，但可以改为在Car类中包含一个Engine类型的成员变量。这样Car类对Engine类的依赖更加松散，Engine类的修改对Car类的影响更小。示例代码如下：

class Engine {
public:
    void start() {
        // 发动机启动逻辑
    }
};

class Car {
private:
    Engine engine;
public:
    void startCar() {
        engine.start();
    }
};

2. 依赖抽象（接口继承）：通过定义抽象基类（含有纯虚函数）或接口类，派生类只依赖于抽象的接口而不是具体的实现。派生类只需实现这些抽象接口，基类实现的改变不会直接影响到派生类。例如：

class Drawable {
public:
    virtual void draw() = 0;
};

class Circle : public Drawable {
public:
    void draw() override {
        // 绘制圆形的逻辑
    }
};

class Rectangle : public Drawable {
public:
    void draw() override {
        // 绘制矩形的逻辑
    }
};

这样Circle和Rectangle类只依赖于Drawable抽象类的接口，Drawable抽象类内部实现的改变不会直接影响到它们。