面向对象基本原则Word下载.docx
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这里类包括两个职责,显然违反了SRP。
这样做有潜在的隐患,如果要改变连接的方式,势必要修改Modem,而修改Modem类的结果导致凡事依赖Modem类可能都需要修改,这样就需要重新编译和部署,不管数据传输这部分是否需要修改。
因此要重构Modem类,从中抽象出两个接口,一个专门负责连接,另一个专门负责数据传送。
依赖Modem类的元素要做相应的细化,根据职责的不同分别依赖不同的接口。
如下图:
这样以来,无论单独修改连接部分还是单独修改数据传送部分,都彼此互不影响。
总结单一职责优点:
降低类的复杂性,
提高可维护性
提高可读性。
降低需求变化带来的风险。
需求变化是不可避免的,如果单一职责做的好,一个接口修改只对相应的实现类有影响,对其它的接口无影响,这对系统的扩展性和维护性都有很大的帮助。
2里氏替换原则(Liskov
Substitution
LSP)
里氏替换原则是面向对象设计的基本原则之一。
任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。
LSP是继承复用的基石,只有当子类可以替换基类,软件单位的功能不受影响时,基类才能真正的被复用,而子类也可以在基类的基础上增加新的行为。
Liskov提出了关于继承的原则:
Inheritance
ensure
that
any
property
proved
about
supertype
objects
also
holds
subtype
objects.----继承必须确保超类中所拥有的性质在子类中仍然成立。
2002年,软件工程大师Robert
C.
Martin出版了一本《Agile
Software
DevelopmentPrinciples
Patterns
and
Practices》,在文中他把里氏代换原则最终简化为一句话:
“Subtypes
must
substitutable
their
base
types”也就是说子类必须能够替换成他们的基类。
里氏替换原则讲的是基类和子类的关系,只有这种关系存在的时候里氏替换原则才能成立。
里氏替换原则是实现开放封闭原则的具体规范。
这是因为:
实现开放封闭原则的关键是抽象,而继承关系又是抽象的一种具体实现。
我们大家都打过CS的游戏,用枪射击杀人,如下类图:
枪的主要职责是射击,如何射击在各个具体的子类中定义。
注意在类中调用其他类时务必调用父类或接口,如果不能掉话父类或接口,说明类的射击已经违反了LSP原则。
如果我们有一个玩具手
枪,该如何定义呢?
我们先在类图2-1上增加一个类ToyGun,然后继承于AbstractGun类,修改后的类图如下:
玩具枪是不能用来射击的,杀不死人的,这个不应该写shoot方法,在这种情况下业务的调用类就会出现问题。
为了解决这个问题,ToyGun可以脱离继承,建立一个独立的父类,为了做到代码可以服用,可以与AbstractGun建立关联委托关系,如下图:
因此,如果子类不能完整地实现父类的方法,那么建议断开父子继承关系,采用依赖,聚合,组合等关系代替继承。
子类可以有自己的属性或方法。
覆盖或实现父类的方法时输入的参数可以放大。
覆盖或实现父类的方法时输出结果可以被缩小。
这是什么意思呢,父类的方法返回值是一个类型T,子类相同的方法(覆写)的返回值为类型S,那么根据里氏替换原则就要求S必须小于等于T,也就是说要么S和T是同一个类型,要么S是T的子类型。
采用里氏替换原则的目的就是增加程序的健壮性,需求变更时也可以保持良好的兼容性和稳定性,即使增加子类,原有的子类可以继续运行。
在实际项目中,每个子类对应不同的业务含义,使用父类作为参数,传递不同的子类完成不同业务逻辑。
3依赖倒置原则(Dependence
Inversion
DIP
)
所谓依赖倒置原则就是要依赖于抽象,不要依赖于具体。
简单的说就是对抽象进行编程,不要对实现进行编程,这样就降低了客户与实现模块间的耦合。
面向过程的开发,上层调用下层,上层依赖于下层,当下层剧烈变化时,上层也要跟着变化,这就会导致模块的复用性降低而且大大提高了开发的成本。
面向对象的开发很好的解决了这个问题,一般的情况下抽象的变化概率很小,让用户程序依赖于抽象,实现的细节也依赖于抽象。
即使实现细节不断变化,只要抽象不变,客户程序就不需要变化。
这大大降低了客户程序域实现细节的耦合度。
比如一个合资汽车公司现在要求开发一个自动驾驶系统,只要汽车上安装上这个系统,就可以实现无人驾驶,该系统可以在福特车系列和本田车系列上使用。
面向过程的结构图:
实现代码如下:
public
HondaCar
{
void
Run()
{
Console.WriteLine("
本田车启动了!
"
);
}
Turn()
本田车拐弯了!
Stop()
本田车停止了!
FordCar
福特车启动了!
福特车拐弯了!
福特车停止了!
AutoSystem
enum
CarType{
Ford,Fonda}
private
HondaCar
hondcar=new
HondaCar();
fordcar=new
FordCar();
CarType
type;
AutoSystem(CarType
carType)
this.type
=
carType;
RunCar()
if
(this.type
==
CarType.Fonda)
hondcar.Run();
else
CarType.Ford)
fordcar.Run();
StopCar()
hondcar.Stop();
fordcar.Stop();
TurnCar()
hondcar.Turn();
fordcar.Turn();
显然这个实现代码也可满足现在的需求。
但是如何现在公司业务规模扩大了,该自动驾驶系统还要把吉普车也兼容了。
这些就需要修改AutoSystem类如下:
Ford,Fonda,Jeep}
Jeep
jeep
new
Jeep();
CarType.Jeep)
jeep.Run();
jeep.Stop();
jeep.Turn();
通过代码分析得知,上述代码也确实满足了需求,但是软件是不断变化的,软件的需求也是变化的,如果将来业务又扩大了,该自动驾驶系统还有能实现通用、三菱、大众汽车,这样我们不得不又要修改AutoSystem类了。
这样会导致系统越来越臃肿,越来越大,而且依赖越来越多低层模块,只有低层模块变动,AutoSystem类就不得不跟着变动,导致系统设计变得非常脆弱和僵硬。
导致上面所述问题一个原因是,含有高层策略的模块,如AutoSystem模块,依赖于它所控制的低层的具体细节的模块(如FordCar和HondaCar)。
如果能使AutoSystem模块独立于它所控制的具体细节,而是依赖抽象,那么我们就可以复用它了。
这就是面向对象中的“依赖倒置”机制。
如下类图:
interface
ICar
Run();
Stop();
Turn();
HondaCar:
:
Jeep:
ICar
car;
AutoSystem(ICar
car)
this.car
this.car.Run();
this.car.Stop();
this.car.Turn();
现在Autosystem系统依赖于ICar这个抽象,而与具体的实现细节HondaCar:
和FordCar无关,所以实现细节的变化不会影响AutoSystem.对于实现细节只要实现ICar即可。
即实现细节依赖于ICar抽象。
综上所述:
一个应用中的重要策略决定及业务
正是在这些高层的模块中。
也正是这些模块包含这应用的特性。
但是,当这些模块依赖于低层模块时,低层模块的修改比较将直接影响到他们,迫使它们也改变。
这种情况是荒谬的。
应该是处于高层的模块去迫使那些低层的模块发生改变。
处于高层的模块应优先于低层的模块。
无论如何高层模块也不应该依赖于低层模块。
而且我们想能够复用的是高层的模块,只有高层模块独立于低层模块时,复用才有可能。
总之,高层次的模块不应该依赖于低层次的模块,它们都应该依赖于抽象。
抽象不应该依赖于具体,具体应该依赖于抽象。
4迪米特法则
迪米特法则(Law
of
Demeter)又叫最少知识原则(Least
Knowledge
LKP),就是说一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解,不和陌生人说话。
对面向对象来说,一个软件实体应当尽可能的少的与其他实体发生相互作用。
每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识,而其局限于那些与本单位密切相关的软件单位。
迪米特法则的目的在于降低类之间的耦合。
由于每个类尽量减少对其他类的依赖,因此,很容易使得系统的功能模块相互独立,相互之间不存在依赖关系。
应用迪米特法则有可能造成的一个后果就是,系统中存在的大量的中介类,这些类只所以存在完全是为了传递类之间的相互调用关系---这在一定程度上增加系统的复杂度。
设计模式中的门面模式(Facade)和中介模式(Mediator)都是迪米特法则的应用的例子。
狭义的迪米特法则的缺点:
在系统里面造出大量的小方法,这些方法仅仅是传递间接的调用,与系统的商业逻辑无关。
遵循类之间的迪米特法则会使一个系统的局部设计简化,因为每一个局部都不会和远距离的对象有之间的关联。
但是,这也会造成系统的不同模块之间的通信效率降低,也会使系统的不同模块之间不容易协调。
广义的迪米特法则在类的设计上的体现:
优先考虑将一个类设置成不变类.
尽量降低一个类的访问权限。
尽量降低成员的访问权限。
下面的代码在方法体内部依赖了其他类,这严重违反迪米特法则
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Teacher
commond(GroupLeader
groupLeader)
List<
Girl>
listGirls
ArrayList<
();
(int
i
0;
<
20;
i++)
listGirls.add(new
Girl());
}
groupLeader.countGirls(listGirls);
方法是类的一个行为,类竟然不知道自己的行为与其他类产生了依赖关系,这是不允许的。
正确的做法是:
groupLeader.countGirls();
GroupLeader
listGirls;
GroupLeader(List<
_listGirls)
this.listGirls
_listGirls;
countGirls()
System.out.println("
女生数量是:
+
listGirls.size());
5开放封闭原则(Open-Closed
OCP)
entities(classes,modules,functions
etc)
open
extension
but
close
modification.
所谓开放封闭原则就是软件实体应该对扩展开发,而对修改封闭。
开放封闭原则是所有面向对象原则的核心。
软件设计本身所追求的目标就是封装变化,降低耦合,而开放封闭原则正是对这一目标的最直接体现。
开放封闭原则主要体现在两个方面:
对扩展开放,意味着有新的需求或变化时,可以对现有代码进行扩展,以适应新的情况。
对修改封闭,意味着类一旦设计完成,就可以独立其工作,而不要对类尽任何修改。
为什么要用到开放封闭原则呢?
软件需求总是变化的,世界上没有一个软件的是不变的,因此对软件设计人员来说,必须在不需要对原有系统进行修改的情况下,实现灵活的系统扩展。
如何做到对扩展开放,对修改封闭呢?
实现开放封闭的核心思想就是对抽象编程,而不对具体编程,因为抽象相对稳定。
让类依赖于固定的抽象,所以对修改就是封闭的;
而通过面向对象的继承和多态机制,可以实现对抽象体的继承,通过覆写其方法来改变固有行为,实现新的扩展方法,所以对于扩展就是开放的。
对于违反这一原则的类,必须通过重构来进行改善。
常用于实现的设计模式主要有Template
Method模式和Strategy
模式。
而封装变化,是实现这一原则的重要手段,将经常变化的状态封装为一个类。
以银行