当前位置:文档之家 > OO设计模式和设计原则

OO设计模式和设计原则

1.1 设计正在“腐烂”的征兆(Symptoms of Rotting Design)

有四个主要的征兆告诉我们该软件设计正在“腐烂”中。它们并不是互相独立的,而是互相关联,它们是过于僵硬、过于脆弱、不可重用性和粘滞性过高。

1. 过于僵硬Rigidity Rigidity 致使软件难以更改,每一个改动都会造成一连串的互相依靠的模块的改动,项目经理不敢改动,因为他永远也不知道一个改动何时才能完成。

2. 过于脆弱Fragility Fragility 致使当软件改动时,系统会在许多地方出错。并且错误经常会发生在概念上与改动的地方没有联系的模块中。这样的软件无法维护,每一次维护都使软件变得更加难以维护。(恶性循环)

3. 不可重用性immobility immobility 致使我们不能重用在其它项目中、或本项目中其它位置中的软件。工程师发现将他想重用的部分分离出来的工作量和风险太大,足以抵消他重用的积极性,因此软件用重写代替了重用。

4. 粘滞性过高viscosity viscosity有两种形式:设计的viscosity和环境的viscosity.当需要进行改动时,工程师通常发现有不止一个方法可以达到目的。但是这些方法中,一些会保留原有的设计不变,而另外一些则不会(也就是说,这些人是hacks)。一个设计如果使工程师作错比作对容易得多,那么这个设计的viscosity 就会很高。

环境的viscosity高是指开发环境速度很慢且效率很低。

2 面向对象的类设计原则

2.1 开放关闭原则The Open Closed Principle (OCP)

A module should be open for extension but closed for modification.一个模块应该只在扩展的时候被打开(暴露模块内部),在修改的时候是关闭的(模块是黑盒子)。

在所有的面向对象设计原则中,这一条最重要。该原则是说:我们应该能够不用修改模块的源代码,就能更改模块的行为。

2.1.1 动态多态性(Dynamic Polymorphism)

2.1.2 静态多态性(Static Polymorphism)

另外一种使用OCP的技术就是使用模板或范型,如Listing 2-3.LogOn函数不用修改代码就可以扩展出多种类型的modem. 2.1.3 OCP的体系结构目标(Architectural Goals of the OCP)

通过遵照OCP应用这些技术,我们能创建不用更改内部代码就可以被扩展的模块。这就是说,在将来我们给模块增添新功能是,只要增加新的代码,而不用

更改原先的代码。第 3 页,共 17 页使软件完全符合OCP可能是很难的,但即使只是部分符合OCP,整个软件的结构性能也会有很大的提高。我们应该记住,让变化不要波及已经正常工作的代码总是好的。

2.2 Liskov 替换原则The Liskov Substitution Principle(LSP)

Subclasses should be substitutable for their base classes.子类应该可以替换其基类。

如下图2-14所示。Derived类应该能替换其Base类。也就是说,Base基类的一个用户User如果被传递给一个Devrived类而不是Base类作为参数,也能正常的工作。

2.3 依赖性倒置原则The Dependency Inversion Principle (DIP)1

Depend upon Abstractions. Do not depend upon concretions.依赖抽象,不要依赖具体。

如果说OCP声明了OO体系结构的目的,DIP则阐述了其主要机制。依赖性倒置的策略就是要依赖接口、或抽象函数、或抽象类,而不是依赖于具体的函数和类。这条原则就是支持组件设计、COM、CORBA、EJB等等的背后力量。

2.3.1 依赖抽象Depending upon Abstractions.

实现该原则十分简单。设计中的每一个依赖都应该是接口、抽象类,不要依赖任何一个具体类。

显然这样的限制比较严峻,但是我们应该尽可能的遵守这条原则。原因很简单,具体的模块变化太多,抽象的则变化少得多。而且,抽象是“铰链”点,在这些位置,设计可以弯曲或者扩展,而不用进行更改(OCP)。

2.4 接口隔离原则The Interface Segregation Principle (ISP)

‘Many client specific interfaces are better than one general purpose interface多个和客户相关的接口要好于一个通用接口。

ISP是另一条在底层支持组件如COM技术的原则。没有它,组件和类的易用性和重用性都会大打折扣。该原则的实质很简单:如果一个类有几个使用者,与其让这个类载入所有使用者需要使用的所有方法,还不如为每一个使用者创建一个特定的接口,并让该类分别实现这些接口。

3 包体系结构的原则Principles of Package Architecture

类是必不可少的,但对于组织一个设计来说还不够,粒度更大的包有助于此。但是我们应该怎样协调类和包之间的从属关系?下面的三条原则都属于包聚合原则,能对我们有所帮助。

3.1 包聚合原则

3.1.1 发布重用等价原则The Release Reuse Equivalency Principle (REP)1

重用的粒度就是发布的粒度。The granule of reuse is the granule of release.一个可重用的元件(组件、一个类、一组类等),只有在它们被某种发布(Release)系统管理以后,才能被重用。用户不愿意使用那些每次改动以后都要被强迫升级的元件。因此,即使开发者发布了可重用元件的新版本,他也必须支持和维护旧版本,这样才有时间让用户熟悉新版本。

因此,将什么类放在一个包中的判断标准之一就是重用,并且因为包是发布的最小单元,它们同样也是重用的最小单元。体系结构师应该将可重用的类都放在包中。

3.1.2 共同封闭原则The Common Closure Principle (CCP)2

一起变化的类放在一起。Classes that change together, belong together.一个大的开发项目通常分割成很多网状互联的包。管理、测试和发布这些包的工作可不是微不足道的工作。在任何一个发布的版本中,如果改动的包数量越多,重建、测试和部署也就会越多。因此我们应该尽量减少在产品的发布周期中被改动的包的数量,这就要求我们将一起变化的类放在一起(同一个包)。

3.1.3 共同重用原则The Common Reuse Principle (CRP)3

不一起重用的类不应该放在一起。Classes that aren‘t reused together should not be grouped together.对一个包的依赖就是对包里面所有东西的依赖。当一个包改变时,这个包的所有使用者都必须验证是否还能正常运行,即使它们所用到的没有任何改变也不行。

比如我们就经常遇到操作系统需要升级。当开发商发布一个新版本以后,我们的升级是迟早的问题,因为开发商将会不支持旧版本,即使我们对新版本没有任何兴趣,我们也得升级。

如果把不一起使用的类放在一起,同样的事情我们也会遇到。一个和我们无关的类的改变也产生包的一个新版本,我们被强迫升级和验证这个包是否影响正常的运行。

3.1.4 包聚合原则之间的张力Tension between the Package Cohesion Principles

这三条原则实际上是互斥的。它们不能被同时满足,因为每一条原则都只针对某一方面,只对某一部分人有好处。REP和CRP都想重用元件的人有好处,CCP 对维护人员有好处。CCP使得包有尽可能大的趋势(毕竟,如果所有的类都属于一个包,那么将只会有一个包变化);CRP尽量使得包更小。

幸运的是,包并不是一成不变的。实际上,在开发过程中,包的转义和增删都是很正常的。在项目开发的早期,软件建筑师建立包的结构体系,此时CCP

占主导地位,维护只是辅助。在体系结构稳定以后,软件建筑师会对包结构进行重构,此时尽可能的运用REP和CRP,从而最大的方便重用元件的人员。

3.2 包耦合原则The Package Coupling Principles.

下面三条原则主要关心包之间的关系。

3.2.1 无依赖回路原则The Acyclic Dependencies Principle (ADP)1

包与包之间的依赖不能形成回路。The dependencies between packages must not form cycles.因为包是发布的粒度。人们倾向于节省人力资源,所以工程师们通常只编写一个包而不是十几个包。这种倾向由于包聚合原则被放大,后来人们就将相关的类组成一组。

因此,工程师发现他们只会改动较少的几个包,一旦这些改动完成,他们就可以发布他们改动的包。但是在发布前,他们必须进行测试。为了测试,他们必须编译和连编他们的包所依赖的所有的包。

3.2.2 依赖稳定原则(Stable Dependencies Principle,SDP)

朝稳定的方向依赖Depend in the direction of stability.虽然这条原则看起来很明显,但是关于这方面还是有很多需要说明的地方,稳定性并不一定为大家所了解。

稳定性是什么?站在一个硬币上,这稳定吗?很可能你说不。然而,除非被打扰,硬币将保持那个位置很长时间。硬币没有变化,但是很难认为它是稳定的。稳定性与需要改动所要做的工作量相关。硬币不稳定是因为只需要很小的工作量就能把它翻过来。换个角度,桌子就要稳定得多。

对于软件这说明什么?一个软件包很难被改动受很多因素影响:代码大小、复杂度、透明度等等。这些我们先不说,可以肯定的一点是,如果有很多其它的包依赖于一个软件包,那么该软件包就难以改动。一个包如果被许多其它包依赖,那么该包是很稳定的,因为这个包的任何一个改动都可能需要改动很多其它的包。

3.2.3 稳定抽象原则( Stable Abstractions Principle ,SAP)

稳定的包应该是抽象包。Stable packages should be abstract packages.我们可以想象应用程序的包结构应该是一个互相联系的包的集合,其中不稳定的包在顶端,稳定的包在底部,所有的依赖方向朝下。那些顶端的包是不稳定而且灵活的,但那些底部的包就很难改动。这就导致一个两难局面:我们想要将包设计为难以改动的吗?

明显地,难以改动的包越多,我们整个软件设计的灵活性就越差。但是好像有一点希望解决这个问题,位于依赖网络最底部的高稳定性的包的确难以改动,但是如果遵从OCP,这样的包并不难以扩展。

软件设计模式OO设计原则
OO设计原则演讲人 设计模式简介每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的 问题,以及该问题的解决方案的核心。 ——Christopher Alexander 设计模式描述了软件......
OO设计原则
OO 设计原则 在软件软件系统中,一个模块设计得好不好的最主要、最重要的标志,就...
工厂模式与OO设计原则
工厂模式与OO设计原则 2008-06-18 14:14:10 标签:设计模式 发现变化隔离封装变化是动因,关闭修改打开扩展是限制;简单工厂很好地遵守了DRY原则,对OCP原则支持不足......
设计模式实验1报告OO设计原则实训
设计模式实验1报告OO设计原则实训_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。软件体系结构设计模式实验设计原则报告 深圳大学实验报告课程名称:软件体系结构 实验项目名称:......
实用OO设计原则
CyberKeJi 实用OO设计原理 北京赛柏科技有限公司 版权所有 请勿翻印 ...
设计原则与设计模式
《Java高级技术》课程设计原则与设计模式李戈北京大学 信息科学技术学院 软件研...
设计模式设计模式七大原则
依赖倒转原则 ? 设计模式02 郑州大学软件学院 赵哲 主要内容 ? 设计模式准备:7大设计原则郑州大学软件学院 赵哲 七大设计原则 ? 单一职责原则 ? 开-闭原则 ? ...
软件设计原则与设计模式
软件设计原则与设计模式_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。设计原则与设计模式 设计模式 Design Pattern ? 设计模式的思想根源是基本原则的宏观运用,本 质上是......
设计模式6大原则
设计模式6大原则_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料 暂无评价|0人阅读|0次下载 | 举报文档 设计模式6大原则_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。设计模式......
设计原则与模式
Chenfeng 编辑 设计原则与模式学习目标 一、区分并理解下列设计模式: 1...
设计模式的六大原则
设计模式六大原则作者:zhengzhb ,发布于 2012-11-2,来源:CSDN 目录:设计模式六大原则(1):单一职责原则 设计模式六大原则(2):里氏替换原则 设计模式六大原则(3......
设计模式6大原则解析
设计模式6大原则解析_幼儿读物_幼儿教育_教育专区。设计模式6大原则解析 单一职责原则(Single Responsibility Principle) 心得:尽量遵循单一职责原则;如果要破坏此原则......
设计模式五大原则
设计模式五大原则_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。java设计模式所需理解的五大原则 单一职责原则: 1.降低职责间耦合度 2.降低模块设计的复杂度 3.提高代码......
2015-OO-设计模式(1)(2)
–一个设计原则:设计要保证分离不相关的事 物。分离不同的事物到不同的领域,从而使 得分离的各部分能达到高内聚的设计目标。 10 5。应用工厂模式来屏蔽具体适配......
设计模式的六大原则实例
设计模式的六大原则实例_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。Java中的经典设计模式 一、设计模式的六大原则 1、开闭原则(Open Close Principle) 开闭原则就是说......
设计模式六大原则
设计模式体现的是软件设计的思想, 而不是软件技术, 它重在使用接口与抽象类来解决 各种问题。在使用这些设计模式时,应该首先遵守如表 10-1 所示的六大原则。 表......
设计模式之六大原则
设计模式之六大原则_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。设计模式之六大原则 一、 开闭原则开闭原则(Open Closed Principle)是 Java 世界里最基础的设计原则,它......
设计模式的六大原则实例
设计模式的六大原则实例_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。、设计模式的六大原则 1、开闭原则( Open Close Principle ) 开闭原则就是说 对扩展开放, 对修改......
软件设计原则与设计模式
软件设计原则与设计模式_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。软件设计原则与设计模式 设计原则与设计模式 设计模式 Design Pattern ? 设计模式的思想根源是基本原则......