面向对象设计六大原则Word格式.docx

资源描述

面向对象设计六大原则Word格式.docx

《面向对象设计六大原则Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《面向对象设计六大原则Word格式.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

面向对象设计六大原则Word格式.docx

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〔LiskovSubstitutionPrincipleLSP〕

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：

Inheritanceshouldensurethatanypropertyprovedaboutsupertypeobjectsalsoholdsforsubtypeobjects.----继承必须确保超类中所拥有的性质在子类中仍然成立。

20##,软件工程大师RobertC.Martin出版了一本《AgileSoftwareDevelopmentPrinciplesPatternsandPractices》,在文中他把里氏代换原则最终简化为一句话：

Subtypesmustbesubstitutablefortheirbasetypes"

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,则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,则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〔DependenceInversionPrincipleDIP〕

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：

publicclassHondaCar

{

publicvoidRun<

{Console.WriteLine<

本田车启动了！

;

}

publicvoidTurn<

本田车拐弯了！

publicvoidStop<

本田车停止了！

publicclassFordCar

福特车启动了！

福特车拐弯了！

福特车停止了！

publicclassAutoSystem

publicenumCarType{Ford,Fonda}

privateHondaCarhondcar=newHondaCar<

privateFordCarfordcar=newFordCar<

privateCarTypetype;

publicAutoSystem<

CarTypecarType>

this.type=carType;

publicvoidRunCar<

if<

this.type==CarType.Fonda>

hondcar.Run<

elseif<

this.type==CarType.Ford>

fordcar.Run<

publicvoidStopCar<

hondcar.Stop<

fordcar.Stop<

publicvoidTurnCar<

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：

publicenumCarType{Ford,Fonda,Jeep}

privateJeepjeep=newJeep<

this.type==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,则我们就可以服用它了。

这就是面向对象中的"

依赖倒置"

机制。

如下类图：

publicinterfaceICar

voidRun<

voidStop<

voidTurn<

publicclassHondaCar:

ICar

publicclassFordCar:

publicclassJeep:

privateICarcar;

ICarcar>

this.car=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〔LawofDemeter〕又叫最少知识原则〔LeastKnowledgePrincipleLKP〕,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

publicclassTeacher{

publicvoidmond<

GroupLeadergroupLeader>

{

List<

Girl>

listGirls=newArrayList<

for<

inti=0;

20;

i++>

listGirls.add<

newGirl<

}

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：

publicclassGroupLeader{

privateList<

listGirls;

publicGroupLeader<

_listGirls>

this.listGirls=_listGirls;

publicvoidcountGirls<

女生数量是：

+listGirls.size<

5开放封闭原则<

Open-ClosedPrincipleOCP>

Softwareentities<

classes,modules,functionsetc>

shouldopenforextension,butcloseformodification.

什么意思呢？

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TemplateMethod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。

以银行业务员为例

没有实现OCP的设计：

publicclassBankProcess

//存款

publicvoidDeposite<

//取款

publicvoidWithdraw<

//转账

publicvoidTransfer<

publicclassBankStaff

privateBankProcessbankpro=newBankProcess<

publicvoidBankHandle<

Clientclient>

switch<

client.Type>

case"

deposite"

bankpro.Deposite<

break;

withdraw"

bankpro.Withdraw<

transfer"

bankpro.Transfer<

这种设计显然是存在问题的,目前设计中就只有存款,取款和转账三个功能,将来如果业务增加了,比如增加申购基金功能,理财功能等,就必须要修改BankProcess业务类。

我们分析上述设计就不能发现把不能业务封装在一个类里面,违反单一职责原则,而有新的需求发生,必须修改现有代码则违反了开放封闭原则。

从开放封闭的角度来分析,在银行系统中最可能扩展的就是业务功能的增加或变更。

对业务流程应该作为扩展的部分来实现。

当有新的功能时,不需要再对现有业务进行重新梳理,然后再对系统做大的修改。

如何才能实现耦合度和灵活性兼得呢？

那就是抽象,将业务功能抽象为接口,当业务员依赖于固定的抽象时,对修改就是封闭的,而通过继承和多态继承,从抽象体中扩展出新的实现,就是对扩展的开放。

以下是符合OCP的设计：

首先声明一个业务处理接口

publicinterfaceIBankProcess

voidProcess<

publicclassDepositProcess:

IBankProcess

publicvoidProcess<

//办理存款业务

Console.WriteLine<

ProcessDeposit"

publicclassWithDrawProcess:

//办理取款业务

ProcessWithDraw"

publicclassTransferProcess:

//办理转账业务

ProcessTransfer"

privateIBankProcessbankpro=null;

Deposit"

bankpro=newDepositUser<

Transfer"

bankpro=newTransferUser<

WithDraw"

bankpro=newWithDrawUser<

bankpro.Process<

这样当

展开阅读全文