當父型別與子型別在概念上根本沒有 IS-A 關係——替換性被破壞——就出現 Broken Hierarchy。

核心定義#

三種形態：

• Form 1：父類方法仍適用於子類別（雖然概念上沒有 IS-A 關係）。
• Form 2：子類別繼承的方法不適用，但子類別沒有拒絕它們。
• Form 3：子類別明確拒絕繼承來的不相關方法。

極端形式：繼承關係反向——子型別反而是父型別的泛化。

與 Rebellious Hierarchy 的關鍵差別：Broken Hierarchy 連 IS-A 都不成立；Rebellious Hierarchy 是 IS-A 成立但部分方法被拒絕。

常見成因#

• 為了重用實作而繼承：「我只想用父類別的程式碼，但事實上不是它的特化」。
• 錯誤套用繼承：把 IS-A 與其他關係混淆，甚至把繼承關係反向。

範例#

範例 1：JobStateReasons extends HashSet（Form 1）#

javax.print.attribute.standard.JobStateReasons 繼承 HashSet，文件直白地說「inherits its implementation from class java.util.HashSet」——為實作重用而繼承，並非真正的 IS-A。

範例 2：Stack extends Vector（Form 2）#

java.util.Stack 繼承 java.util.Vector：

Stack 不是 Vector！Stack 應為 LIFO，但 Vector 允許從中間插入或移除——而 Stack 子類沒有拒絕這些方法。可以對 stack 做違反語意的操作！

範例 3：Properties extends Hashtable（Form 2）#

java.util.Properties 鍵值都應為 String，但 extends Hashtable<Object, Object>。文件警告：

「put／putAll 強烈不建議使用，會插入非字串鍵值。store 或 save 在被汙染的 Properties 物件上會失敗。」

範例 4：java.sql.Date / java.sql.Time（Form 3）#

兩者都繼承 java.util.Date，但：

• java.sql.Date 拒絕所有時間相關方法。
• java.sql.Time 拒絕所有日期相關方法。

java.util.Date date = new java.util.Date();
date = new java.sql.Time(10, 10, 10);
date.getDate(); // 拋 IllegalArgumentException

此範例同時觸發 Duplicate Abstraction（同名 Date）與 Multifaceted Abstraction（java.util.Date 同時管日期與時間）。

範例 5：Employee extends Manager（反向繼承）#

新手以為「員工是經理的特化」（因為員工要回報給經理），把 Employee 寫成 Manager 的子類。但 getReportees()、conductPerformanceEvaluation() 等方法對非經理員工毫無意義——只能拒絕或留空。

真正的關係應該是 Manager IS-A Employee——繼承方向相反。

案例：BorderCell extends Cell#

一個自訂 GUI 控制元件中，BorderCell 看似 Cell 的特化（有邊框）。後來發現原始碼裡 BorderCell 其實是一群 cells 的容器——名字騙人。

教訓：糟糕的命名能讓設計審查也漏掉問題。

建議重構#

對 Form 1–3：套用「replace inheritance with delegation」（HAS-A 取代 IS-A）。

• 範例 2：Stack 內部持有 Vector，不再繼承之。

• 範例 5（反向繼承）：將繼承方向反過來——Manager extends Employee。

對品質屬性的衝擊#

• 理解性：強加的 IS-A 讓設計違反直覺。
• 可重用性、可變更性、可擴充性：替換性破洞使客戶端無法仰賴父型別撰寫程式碼。
• 可靠性：客戶端不知 IS-A 已破，把子型別物件指派給父型別參考時可能引發例外。

別名#

• Inappropriate use of inheritance：將不是 IS-A 的關係建為繼承。
• Containment by inheritance：繼承關係不代表合理的特化。
• Mistaken aggregates：繼承與物件組合混淆。
• Misapplying IS A：把屬性誤認為基底型別。
• Improper inheritance：用繼承代替實例化。
• Inverse abstraction hierarchies：子類別比父類別更抽象。
• Subclasses do not redefine methods：純實作繼承。
• Subclass inheriting inappropriate operations from superclass：本應該以訊息轉發處理。

實務考量：Class Adapter 樣式#

Adapter pattern ^↗ 有兩種變體：

• Class Adapter：透過繼承轉換介面——常引入 Broken Hierarchy。
• Object Adapter：透過委派轉換介面——避免 Broken Hierarchy。

在某些情境（覆寫 Adaptee 行為、減少物件數、消除指標間接性）下，設計者仍可能有意選擇 Class Adapter。