Почему в ООП предпочитают композицию наследованию?

Принцип "композиция вместо наследования" (Composition over Inheritance) — это одна из ключевых рекомендаций в объектно-ориентированном дизайне. Он предлагает строить сложные объекты, включая в них другие объекты (композиция), вместо того чтобы наследовать их функциональность.

Композиция моделирует отношение "has-a" (у объекта есть другой объект), тогда как наследование — "is-a" (объект является разновидностью другого). Отношение "has-a" в большинстве случаев более гибкое.

Проблемы наследования:

1. Жесткая связь (Tight Coupling): Дочерний класс тесно связан с реализацией родительского. Изменения в родительском классе могут неожиданно сломать дочерние.
2. Проблема хрупкого базового класса (Fragile Base Class): Из-за сильной связи даже незначительные изменения в базовом классе требуют тщательного тестирования всех наследников.
3. Иерархическая негибкость: Класс может наследовать только от одного класса (в большинстве языков, как Python), что ограничивает комбинацию функциональностей.

Преимущества композиции:

1. Гибкость: Поведение объекта можно изменять во время выполнения, подменяя его компоненты.
2. Слабая связанность (Loose Coupling): Классы взаимодействуют через четко определенные интерфейсы, а не детали реализации.
3. Модульность и тестируемость: Каждый компонент можно тестировать изолированно, что упрощает разработку и отладку.

Пример:

Вместо того чтобы класс Car наследовал класс Engine (нелогично, т.к. машина не является двигателем), он должен содержать в себе объект Engine.

class Engine:
    """Компонент - двигатель"""
    def start(self):
        print("Engine started")

class ElectricEngine:
    """Другой тип компонента"""
    def start(self):
        print("Silent electric engine started")

class Car:
    """Контейнер, использующий композицию"""
    def __init__(self, engine: Engine):
        # Car 'has-a' Engine (у машины есть двигатель)
        self.engine = engine

    def start(self):
        print("Turning the key...")
        self.engine.start()

# Создаем разные конфигурации автомобиля, просто передавая нужный компонент
gasoline_engine = Engine()
electric_engine = ElectricEngine()

my_sedan = Car(gasoline_engine)
my_sedan.start()
# Output:
# Turning the key...
# Engine started

my_electric_car = Car(electric_engine)
my_electric_car.start()
# Output:
# Turning the key...
# Silent electric engine started

Этот подход позволяет легко менять тип двигателя, не изменяя класс Car, что было бы невозможно при жесткой связи через наследование.