面向对象原则

刚刚开始对设计模式的学习,以下为阅读《设计模式》(主编:刘伟)一书的记录和总结。

一、面向对象设计原则

面向对象设计原则是学习设计模式的基础,每一种设计模式都符合某一种或多种面向对象设计原则。

目标:同时提高或保证系统的可维护性和可复用性。

重构:重构是在不改变软件现有功能的基础上,通过调整程序代码改善软件的质量、性能,使其程序的设计模式和架构更趋合理,提高软件的扩展性和维护性。

面向对象设计原则有以下7个,这些原则不是孤立存在的,它们相互依赖,相互补充。

  1. 单一职责原则;
  2. 开闭原则;
  3. 里式替换原则;
  4. 依赖倒转原则;
  5. 接口隔离原则;
  6. 合成复用原则;
  7. 迪米特原则;

二、单一职责原则

定义:一个对象应该只包含单一的职责,并且该职责被完整地封装在一个类中。

类的职责:(1)数据职责:属性;(2)行为职责:方法;

举例:把一个系统的某个模块比作富士康的流水线,那么每个类就是一个员工,对于生产一批零件来说(系统的目标),如果这个员工既要负责组装(职责1)和装夹(职责2),又要负责按按钮(职责3),还要负责输送(职责4),那么这个员工要做的事情就太多了,员工切换职责会导致时间和资源的浪费,从而大大降低工作效率。所以,需要将一系列职责分配给不同的员工,每个员工只负责一件事,组装完一个零件后,马上组装下一个零件,而不会受到其他职责的影响。让机械性的动作持续下去,省去不必要的时间浪费,提高了生产效率。对系统来说,单一职责有利于提高代码的可复用性,降低类之间的耦合度。

三、开闭原则

定义:一个软件实体应当对扩展开放,对修改关闭。

可以为系统定义一个相对稳定的抽象层,而将不同的实现行为在具体的实现层中完成,当需求变更,需要对系统的功能进行扩展时,只需增加一个新的实现类,而不必修改抽象层和其他实现类。

举例:登录界面有一个按钮,这个按钮可以是圆形的,也可以是矩形的,那么可以对按钮进行抽象,增加一个AbstractButton抽象类,让CircleButton类和RectangleButton类都继承这个抽象类,在CircleButton的display()方法中具体实现一个圆形按钮并进行展示,在RectangleButton类的display()方法中具体实现一个矩形按钮并展示出来。而在登录界面采用AbstractButton进行变量的声明,当需要展示圆形按钮时,变量具体实现为CircleButton,当需要展示矩形按钮时,变量具体实现为RectangleButton。

四、里式替换原则

通俗表述:在软件中如果能够使用基类对象,则一定能使用子类对象来替换,反之不一定成立。

里式替换原则是实现开闭原则的重要方式之一,是实现面向对象设计的目标。

在程序中应该尽量使用基类类型来对对象进行定义,而在运行时再确定子类类型,用子类类型来替换父类对象。

五、依赖倒转原则

定义:高层模块不应该依赖低层模块,它们都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象,即要面向接口编程,不要面向实现编程。

代码要依赖于抽象类,而不要依赖于具体的类。

在程序代码中传递参数时或在组合聚合关系中,尽量引用层次高的抽象层类,即使用接口和抽象类进行变量类型声明、参数类型声明、方法返回类型声明,以及数据类型的转换,而不要使用具体的类来声明。

类之间的耦合关系类型:

  1. 零耦合关系;
  2. 具体耦合关系;
  3. 抽象耦合关系;

依赖注入方式:

  1. 构造注入:通过构造函数传递实例变量;
  2. 设置注入:通过setter()方法传递实例变量;
  3. 接口注入:通过接口方法传递实例变量,即在具体的方法中,参数为某一接口类型的变量,通过方法的参数形式传递实例变量;

六、接口隔离原则

定义:一旦一个接口太大,就需要把它分割成一些更小的接口,使用该接口的客户端只需要知道和它有关的方法就可以了。

实现接口意味着需要实现接口中的所有方法,对于接口的一个具体实现类来说,如果一个接口中有很多和它不相关的方法,就会造成代码冗余。

有点像单一职责原则,只是对象从类变成接口。

七、合成复用原则

定义:尽量使用对象组合,而不是继承来达到复用的目的。

通过继承来实现复用,子类可以覆盖父类的方法,易于扩展,但会破坏系统的封装性。因为继承会将基类的实现细节暴露给子类,如果基类发生改变,则子类的实现也不得不发生改变。这种复用称为“白箱”复用。

通过组合/聚合关系来复用是将一个类的对象作为另一个类的对象的一部分,来达到复用的目的。对于一个由其他对象组合而成的对象来说,其他对象的具体实现细节对它不可见,当其他对象的实现细节发生改变时,它不需要发生改变,其耦合度较低,更加灵活。

八、迪米特原则

定义:(1)不要和“陌生人说话”;(2)只与你的直接朋友通信;(3)每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识,而且局限于那些与本单位密切相关的软件单位。

同一个软件实体应该尽可能少的与其他实体发生相互作用,这样,当一个模块修改时,就会尽量少的影响其他的模块,扩展会更容易。

当层与层之间的调用关系比较复杂时,可以在层之间引入一系列中间控制类,类中的方法负责处理逻辑的调用,当各层中需要新增类时,只需要修改现有的控制类就可以了。

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