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到目前为止，我们学习了如何设计由一组彼此交互的对象所构成的系统，在对象的设计和交互上，要根据要解决的问题做适当的抽象。但我们还不知道如何创建这些抽象层。有很多不同的方法可以做到，我们将在第10、11和12章讨论一些高级的设计模式。大部分设计模式都依赖于两个基本的面向对象原则： 组合 与 继承 。组合的概念简单一些，所以我们从它下手。
组合是通过把几个对象收集在一起来生成一个新对象的行为。当一个对象是另一个对象的一部分时，组合通常是比较合适的选择。实际上，我们已经在上面机械师的示例中见识了组合过程。汽车是由发动机、传动装置、启动装置、车前灯、挡风玻璃及其他部件组成的，而发动机又是由活塞、曲柄轴和阀门等组成的。在这个示例中，组合是提供抽象的好办法。 Car 对象可以提供司机所需的接口，同时也能够访问内部的组件，从而为机械师提供适合他们操作的深层抽象。当然，如果机械师需要更多的信息来诊断问题或调节发动机，那么这些组成部分也可以进一步被细分。
这是一个常用的介绍组合概念的示例，但在设计计算机系统时它并不是特别有用。物理对象通常很容易被分解为零件对象。人们至少从古希腊时就开始这么做，提出了原子是物质最小的组成单位的假设（当然他们那时还没有粒子加速器）。因为计算机系统涉及很多特有的概念，把计算机系统分解成组件对象不像分解阀门和活塞那么自然。
面向对象系统中的对象偶尔也会代表物理对象，例如人、书或手机。但更多时候代表的是抽象的概念。人有名字，书有标题，手机用于打电话等。在物理世界中，我们通常不会把打电话、书的标题、人的名字、约会，以及支付等看作对象，但是在计算机系统中，它们通常会被建模为对象。
让我们试着模拟一个更加面向计算机的示例，从实践中学习组合的概念。我们将设计一个基于计算机的象棋游戏。这是20世纪80年代与20世纪90年代校园里非常流行的一个消遣活动。人们曾经预测在未来某一天计算机能够打败人类象棋大师。当这件事在1997年真的发生时（IBM的深蓝机器人打败了世界象棋冠军Gary Kasparov），人们对这个问题的兴趣渐渐淡去。现在，深蓝机器人的新版本总能打败人类。
象棋游戏（ game ）需要两个玩家（ player ） 参与 （ play ），使用一个由8×8网格组成的64格（ position ）棋盘（ board ），棋盘上包含两队各16枚（ piece ）可以 移动 （ move ）的棋子，两个玩家各自以不同的方式轮流（ take turn ）移动棋子。每一枚棋子都可以 吃掉 （ take ）另一枚棋子。玩家每走一步，棋盘必须在计算机显示器上重新 绘制 （ draw ）自己。
在上面的描述中，我已经用楷体标记了一些可能的对象，用 粗体 标记了几个关键方法。通常这是从面向对象分析到设计的第一步。现在，我们把重点放在组合的概念上，先关注棋盘，不用太在意不同玩家和不同类型的棋子。
我们先从最高的抽象开始。我们有两个玩家（Player），他们和 Chess Set 交互，轮流下棋，如图1.7所示。
图1.7 象棋游戏的对象/实例图
这看起来不太像之前的类图，因为它确实不是类图。这是 对象图 ，又叫 实例图 。它描绘的是系统在某个特定状态下，对象实例之间的关系，而不是类的交互。图1.7中的两个玩家是同一个类的不同实例。相应的类图如图1.8所示。
这个类图表明，一盘象棋只能由2个玩家（Player）一起玩，而且任何一个玩家在某一个时间点上只能玩一盘 Chess Set 。
图1.8 国际象棋游戏的类图
我们现在的重点是组合概念，不是UML，所以我们考虑一下 Chess Set 是由什么组成的。我们暂时不关心Player是由什么组成的。我们可以假设Player有心脏、大脑以及其他器官，但这些与我们的模型无关。实际上，玩家可能是既没有心脏也没有生理上的大脑的深蓝机器人。
Chess Set由一个棋盘（board）和32枚棋子组成。棋盘又包含64个网格位置。你可能会说棋子不是Chess Set的组成部分之一，因为你可以用另一副棋的棋子替换这副棋的棋子。虽然这在计算机游戏中不大可能发生，但这个问题引出了一个概念： 聚合 （ aggregation ）。
聚合和组合的概念非常相似，区别在于聚合对象可以独立存在。棋盘中的格子无法独立于棋盘存在，因为我们说棋盘和格子是组合关系。但是，棋子可以独立于棋盘存在（棋盘丢了，棋子还可以独立存在），我们说棋子和棋盘是聚合关系。
我们也可以从对象生命周期的角度区分聚合和组合：
· 如果外围对象控制相关（内部）对象的创建和销毁，那么组合更适合。
· 如果相关对象可以独立于外围对象创建，或者它的生命周期可以更长，那么聚合关系更适合。
同时，别忘了组合关系也是聚合关系，因为聚合是一种更广义的组合。任何组合关系一定也是聚合关系，但聚合关系不一定是组合关系。
现在，我们画出 Chess Set 组合类图，并给各个类添加表达组合关系的属性，如图1.9所示。
图1.9 象棋游戏的类图
组合关系在UML中用实心菱形表示，而空心菱形表示聚合关系。你会发现，棋盘（Board）和棋子（Piece）都是 象棋 （ Chess Set ）的一部分，它们都是Chess Set类的属性。这再次说明，在实践中，聚合与组合的区别一旦过了设计阶段就变得无关紧要了。在实现阶段，它们的用法基本相同。
然而，在与团队讨论不同对象之间如何交互时，两者的区别还是很有帮助的。尤其是当讨论相关对象在内存中存活多久时，你将需要区分是组合还是聚合。在很多情况下，删除一个组合对象会同时删除关系中的相关对象，比如删除棋盘（Board）会同时删除棋盘上的所有格子。然而，删除一个聚合对象，不会自动删除关系中的相关对象。