面向对象设计原则
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请简述面向对象设计的启发规则在设计中,我们往往会根据自己已有的经验进行面向对象程序的编写。
但是实际上我们不知道为什么要这样做?我们可以怎样更好地改进面向对象设计呢?这个问题值得我们深入思考,也是我们本节课要解决的内容。
在开始之前,先给大家简单介绍一下面向对象程序设计的基本概念和几条设计规则。
1、主体是能被用户直接使用的工具,它对系统资源有使用权。
2、主体应该提供完成特定功能的信息,而不是说明完成某些特定功能所需要的过程和逻辑。
3、主体应该是对现实世界的抽象,而不是对人类经验的简单总结。
4、从属关系应该明确,如果两个主体间没有从属关系,那么从属关系就失去了意义。
5、复杂性应该控制在一定范围内。
6、如果存在可由子类扩充的方法,它也应该可以被子类继承。
7、通常情况下,应该为不同类型的方法分别提供相应的接口,方便它们互相调用。
8、面向对象的程序设计方法要求软件系统必须具备三个基本特性:封装性、继承性和多态性。
下面我们来看一个简单的例子,加深一下对这些概念的理解。
请读者帮助我们完善这个示例。
从上面的示例可以看出面向对象的程序设计方法适用于开发大规模软件系统,但是对于我们日常开发小规模程序来说还不够合适,所以我们在这里再来简化一下,并且通过进一步思考和分析,让学生自己来归纳和总结这些设计原则。
请同学们观察上面的例子,哪些符合了面向对象程序设计的启发规则?哪些又不符合?为什么?启发规则在各种各样的软件开发中都有存在,请大家想一想你在学习软件工程的时候,是否也曾经犯过上面的错误呢?在以后的软件工程教学过程中,我们可以利用各种各样的事物作为载体,把这些启发规则作为设计的准则贯穿于整个软件开发的过程当中,让学生能够轻松地掌握这些原则,真正做到举一反三,触类旁通。
3、对象只需要在主体中出现一次,而不需要其它任何操作。
4、主体可以被组合和重用。
5、如果程序中需要用到类或抽象类的话,那么应该尽量不重复使用。
6、如果子类可以扩展父类的功能,那么应该尽量少的使用重复的功能。
迪米特法则原则介绍迪米特法则(Law of Demeter)又称最少知识原则(Principle of Least Knowledge),是面向对象设计中的一条重要原则。
它强调对象之间的松耦合和封装性,旨在降低系统的复杂度和依赖关系。
本文将详细介绍迪米特法则的原理、应用场景以及如何遵循该原则进行设计和开发。
原则解析迪米特法则的核心思想是:一个对象应该尽可能少地了解其他对象的细节,只与其直接的朋友进行通信。
直接的朋友指的是当前对象的成员变量、方法的输入、输出参数中的对象。
迪米特法则要求我们在设计和开发过程中,尽量减少对象之间的交互,降低耦合度,提高系统的可维护性和可扩展性。
迪米特法则的优势遵循迪米特法则可以带来以下优势:1.降低耦合度:对象之间的交互减少,减少了对象之间的依赖关系,降低了耦合度,使系统更加灵活和可维护。
2.提高模块化:对象之间的关系更加清晰,每个对象只需关注与自己相关的内容,提高了模块的独立性和可重用性。
3.增强封装性:对象只需暴露必要的接口,隐藏内部细节,提高了封装性,减少了对外部的影响。
4.易于测试和调试:减少了对象之间的交互,使得测试和调试更加方便,定位问题更加容易。
迪米特法则的应用场景迪米特法则适用于以下场景:1.模块化设计:在模块化设计中,迪米特法则可以帮助我们划分模块的边界,减少模块之间的依赖,提高模块的独立性和可重用性。
2.系统架构:在系统架构设计中,迪米特法则可以帮助我们划分子系统和模块之间的边界,降低子系统和模块之间的耦合度,提高系统的灵活性和可扩展性。
3.面向对象设计:在面向对象设计中,迪米特法则可以帮助我们设计对象之间的关系,降低对象之间的交互,提高对象的封装性和内聚性。
遵循迪米特法则的实践方法遵循迪米特法则的实践方法如下:1.封装数据:将对象的数据封装在对象内部,通过提供公共接口进行访问,避免直接暴露对象的内部细节。
2.限制方法调用:对象之间的方法调用应该尽量少,只调用必要的方法,避免过多的交互和依赖。
面向对象设计原则实验报告1.1实验目的1. 通过实例深入理解和掌握所学的面向对象设计原则。
2.熟练使用面向对象设计原则对系统进行重构。
3.熟练绘制重构后的结构图(类图)。
1.2实验内容1.在某绘图软件中提供了多种大小不同的画笔(Pen),并且可以给画笔指定不同颜色,某设计人员针对画笔的结构设计了如图1-1所示的初始类图。
通过仔细分析,设计人员发现该类图存在非常严重的问题,即如果需要增加一种新的大小或颜色的笔,就需要增加很多子类,例如增加一种绿色的笔,则对应每一种大小的笔都需要增加一支绿色笔,系统中类的个数急剧增加。
试根据依赖倒转原则和合成复用原则对该设计方案进行重构,使得增加新的大小或颜色的笔都较为方便,请绘制重构之后的结构图(类图)。
2.在某公司财务系统的初始设计方案中存在如图1-2所示的Employee类, 该类包含员工编号(ID),姓名(name),年龄(age).性别(gender)、薪水(salary)、每月工作时数( workHoursPerMonth),每月请假天数(leaveDaysPerMonth)等属性。
该公司的员工包括全职和兼职两类,其中每月工作时数用于存储兼职员工每个月工作的小时数,每月请假天数用于存储全职员工每个月请假的天数。
系统中两类员工计算工资的万法也不一样,全职员工按照工作日数计算工资﹐兼职员工按照工.作时数计算上资﹐内此在 Employee 类中提供了两个方法calculateSalaryByDays()和calculateSalaryByHours(),分别用于按照大数和时数计算工资,此外,还提供了方法displaySalary()用于显示工资。
试采用所学面向对象设计原则分析图1-2中Employee类存在的问题并对其进行重构绘制重构之后的类图。
3.在某图形界面中存在如下代码片段,组件类之间有较为复杂的相互引用关系:如果在上述系统中增加一个新的组件类,则必须修改与之交互的其他组件类的源代码,将导致多个类的源代码需要修改。
面向对象设计的三大原则,理解并能举例
面向对象编程设计有三大原则,分别是封装(Encapsulation)、继承(Inheritance)和多态(Polymorphism)。
1. 封装(Encapsulation):封装是将数据和相关行为(方法)
组合在一个类中,以实现隐藏内部实现细节的原则。
通过封装,可以将一组数据和对它们的操作封装在一个类中,对外部只暴露必要的接口,隐藏了实现的细节,提高了代码的安全性和可维护性。
例如,一个汽车类可以封装了颜色、品牌、速度等变量和加速、刹车等方法,对外只提供加速和刹车的接口,而隐藏了内部细节。
2. 继承(Inheritance):继承是指创建一个新类(子类)从已
有的类(父类)中继承属性和方法的过程。
子类可以通过继承父类的特性来扩展和增强功能,并且可以重用已有的代码。
例如,有一个动物类,定义了一些公共属性和方法,然后创建了狗类和猫类继承动物类,狗类和猫类就可以共享动物类的一些功能,同时可以根据需要添加自己的特定功能。
3. 多态(Polymorphism):多态是指同一类对象在不同情况下
可以表现出不同的行为。
对象多态性使用继承和接口实现,通过动态绑定和方法重写,允许不同的对象对同一个方法做出不同的响应。
例如,一个动物类中有一个叫声的方法,猫类和狗类都继承了动物类,并重写了叫声的方法,当通过调用叫声方法时,猫和狗的叫声不同,实现了多态性。
这三个原则是面向对象设计的基石,有助于实现代码的可重用性、可扩展性和灵活性。
面向对象设计六大原则面向对象设计的原则是面向对象思想的提炼,它比面向对象思想的核心要素更具可操作性,但与设计模式相比,却又更加的抽象,是设计精神要义的抽象概括。
形象地将,面向对象思想像法理的精神,设计原则则相对于基本宪法,而设计模式就好比各式各样的具体法律条文了。
面向对象设计原则有6个:开放封闭原则,单一职责原则,依赖倒置原则,Liskov替换原则,迪米特法则和接口隔离原则或合成/聚合复用原则(不同资料略有不同,这里对7个都做了整理)。
1单一职责原则(Single Responsibility Principle SRP)There should never be more than one reason for a class to change. 什么意思呢?所谓单一职责原则就是一个类只负责一个职责,只有一个引起变化的原因。
如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起,一个职责的变化会削弱或抑制这个类完成其他职责的能力,这个耦合会导致脆弱的设计。
软件设计真正要做的许多内容,就是发现职责并把这些职责相互分离;如果能够想到多于一个动机去改变一个类,那么这个类就具有多于一个职责,就应该考虑类的分离。
以调制解调器为例如下图:从上述类图里面我们发现有四个方法Dial(拨通电话),Hangup(挂电话),Receive(收到信息),Send(发送信息),经过分析不难判断出,实际上Dial(拨通电话)和Hangup(挂电话)是属于连接的范畴,而Receive(收到信息)和Send(发送信息)是属于数据传送的范畴。
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。
⾯向对象六⼤基本原则的理解在学习设计模式的时候,总是被推荐先学习⼀下⾯向对象的六⼤原则,学习后果然受益匪浅。
以下完全是我对六⼤基本原则的理解,和官⽹解释可能有出路,⽽且我更多是站在设计模式的⾓度,⽽不是⾯向对象的⾓度理解,如果有什么错误,敬亲谅解。
1.开闭原则很多教程都把开闭原则作为这六⼤原则中最基本的原则,也就是说他是各个原则的核⼼。
开闭原则指的是,⼀个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。
⾄于这个具体怎么理解,我也看了很多教程,有些教程说当我们遇到新的需求,就需要我们对我们模块继承的形式进⾏扩展,⽽不是修改代码。
这样的解释貌似有道理,但是如果真的这样做了,程序结构只会更加复杂,业务逻辑只会更不清晰,完全是⼀种作死的做法。
当业务发⽣改变的时候,肯定是要修改代码的,不需要的东西留着只会让程序臃肿,让维护者搞不清什么是有⽤的代码,什么是已经过时的代码。
我不太相信开闭原则的真谛是让我们⾛向这样⼀个死胡同。
对于开闭原则,我的理解是,我们在设计软件的时候,⾸先要搞清楚程序当中什么是未来可能变化的,什么是未来不会变化的。
对于可能变化的东西,我们要提前给与可以对应的扩展接⼝。
当然实际开发中,即便是我们认为这些不会变化的地⽅,未来还是可能变化的,这种变化就只能改代码了,但是这种修改仅仅只是改变个别细节,整体架构往往不会变化。
⽽对于可能变化的地⽅,我们要给出可以⾜够扩展的空间,让其能够⾃由扩展,基本发⽣了重⼤的需求变更,整体架构也不会受影响。
例如:⼯⼚模式中,我们将创建对象的过程封装了起来,这样创建对象对的过程中,创建的代码就和调⽤的代码尽可能地解除了耦合。
创建过程可能是变化的,⽽调⽤过程往往是不变的。
我们创建⼀个对象之后,需要为其初始化,设定⼀些配置,这个过程需要我们给出可以扩展的余地,⽽且要求扩展的时候不能影响调⽤部分,所以需要使⽤⼯⼚模式,将可变的创建过程封装起来,供不变的调⽤模块。
这样说来,开闭原则的核⼼是解耦了?没错,我认为开闭原则讲的就是解构,但是他要求我们在设计的时候,重点要预判出什么地⽅是会发⽣变化的,并要为变化的地⽅留出余地。
面向对象常见的设计原则
面向对象常见的设计原则包括:
1、单一职责原则:一个类只负责一个功能领域中的相应职责。
2、开闭原则:一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。
3、迪米特法则:一个对象应当对其他对象保持最少的了解。
4、接口隔离原则:客户端不应强制依赖于接口中定义的所有方法。
5、依赖倒置原则:要依赖于抽象,不要依赖于具体。
6、里氏替换原则:子类必须能够替换其父类。
7、合成/聚合复用原则:尽量使用合成/聚合,尽量不要使用继承。
⾯向对象设计七⼤原则1. 单⼀职责原则(Single Responsibility Principle)每⼀个类应该专注于做⼀件事情。
2. ⾥⽒替换原则(Liskov Substitution Principle)超类存在的地⽅,⼦类是可以替换的。
3. 依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)实现尽量依赖抽象,不依赖具体实现。
4. 接⼝隔离原则(Interface Segregation Principle)应当为客户端提供尽可能⼩的单独的接⼝,⽽不是提供⼤的总的接⼝。
5. 迪⽶特法则(Law Of Demeter)⼜叫最少知识原则,⼀个软件实体应当尽可能少的与其他实体发⽣相互作⽤。
6. 开闭原则(Open Close Principle)⾯向扩展开放,⾯向修改关闭。
7. 组合/聚合复⽤原则(Composite/Aggregate Reuse Principle CARP)尽量使⽤合成/聚合达到复⽤,尽量少⽤继承。
原则:⼀个类中有另⼀个类的对象。
细则单⼀职责原则(Single Responsibility Principle)因为:可以降低类的复杂度,⼀个类只负责⼀项职责,其逻辑肯定要⽐负责多项职责简单的多;提⾼类的可读性,提⾼系统的可维护性;变更引起的风险降低,变更是必然的,如果单⼀职责原则遵守的好,当修改⼀个功能时,可以显著降低对其他功能的影响。
需要说明的⼀点是单⼀职责原则不只是⾯向对象编程思想所特有的,只要是模块化的程序设计,都适⽤单⼀职责原则。
所以:从⼤局上看Android中的Paint和Canvas等类都遵守单⼀职责原则,Paint和Canvas各司其职。
⾥⽒替换原则(Liskov Substitution Principle)因为:⾥⽒替换原则告诉我们,在软件中将⼀个基类对象替换成它的⼦类对象,程序将不会产⽣任何错误和异常,反过来则不成⽴,如果⼀个软件实体使⽤的是⼀个⼦类对象的话,那么它不⼀定能够使⽤基类对象。
面向对象的软件设计实践随着现代信息技术的高速发展,软件开发已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。
而面向对象的软件设计方法已经成为了一种被广泛采用的设计方法,它可以有效地提高软件的可维护性、可扩展性和可重用性。
面向对象的软件设计方法以对象为中心,将实体的抽象化作为核心思想,利用类、继承、多态等概念,来描述系统中的各种实体对象及其相互关系。
采用这些概念,可以将系统中的复杂对象进行有效地分解,并将它们之间的关系以及行为特性进行描述,然后将这些描述用软件工具来实现。
面向对象的软件设计方法是一个非常重要的概念,也是软件开发工程学科中的基础概念。
下面,本文将从各个方面来介绍面向对象的软件设计实践。
一、面向对象的设计原则在进行面向对象的软件设计时,我们需要尊重一些基本原则。
这些原则可以提高我们软件设计的质量和效率。
以下是一些重要的面向对象的设计原则:1、单一职责原则(SRP)这一原则也叫“单一功能原则”。
它指出一个类应该只有一个单一的职责。
也就是说,一个类只应该有一个引起它变化的原因。
SRP原则可以帮助我们提高代码的可重用性和可维护性。
2、开闭原则(OCP)这一原则指出“开放-封闭”原则。
软件的设计应该是开放扩展的但是封闭修改的。
换句话说,对于那些高度可变的需求,我们应该保持系统的灵活性以使之适应这些变化,但是我们不应该去打破那些已经运作良好的模块。
3、接口隔离原则(ISP)这一原则指出,应该为每一个客户端定制一个接口,而不是为一个类定制一个庞大而臃肿的接口。
这个原则可以帮助我们提高系统的可扩展性和可维护性。
4、依赖倒置原则(DIP)这一原则指出,应该依赖于抽象而不是具体的实现。
通过DIP原则,我们可以减小不同模块之间的关联度,从而提高系统的模块化程度。
二、面向对象的设计模式面向对象的设计方法是建立在设计模式之上的,设计模式可以视为软件设计界的调配图谱。
在面向对象软件设计中,有很多模式可以提高我们的设计效率和质量。
面向对象七大基本设计原则面向对象设计原则是OOPS(Object-Oriented Programming System,面向对象的程序设计系统)编程的核心。
在设计面向对象的程序的时,模式不是一定要套的,但是有一些原则最好是遵守。
这些原则已知的有七个,包括:单一职责原则、开闭原则、里氏代换原则、依赖注入(倒转)原则、接口分离原则、迪米特原则、合成聚合复用原则。
原则一单一职责原则单一职责原则(SRP:Single responsibility principle)又称单一功能原则核心:解耦和增强内聚性(高内聚,低耦合)。
描述:类被修改的几率很大,因此应该专注于单一的功能。
如果你把多个功能放在同一个类中,功能之间就形成了关联,改变其中一个功能,有可能中止另一个功能,这时就需要新一轮的测试来避免可能出现的问题。
原则二里氏替换原则里氏替换原则(LSP:Liskov Substitution Principle)核心:在任何父类出现的地方都可以用他的子类来替代(子类应当可以替换父类并出现在父类能够出现的任何地方)四层含义:(1)子类必须完全实现父类的方法。
在类中调用其他类是务必要使用父类或接口,如果不能使用父类或接口,则说明类的设计已经违背了LSP原则。
(2)子类可以有自己的个性。
子类当然可以有自己的行为和外观了,也就是方法和属性(3)覆盖或实现父类的方法时输入参数可以被放大。
即子类可以重载父类的方法,但输入参数应比父类方法中的大,这样在子类代替父类的时候,调用的仍然是父类的方法。
即以子类中方法的前置条件必须与超类中被覆盖的方法的前置条件相同或者更宽松。
(4)覆盖或实现父类的方法时输出结果可以被缩小。
原则三依赖注入原则依赖注入原则(DIP:Dependence Inversion Principle)别名:依赖倒置原则或依赖反转原则核心:要依赖于抽象,不要依赖于具体的实现三层含义:(1)高层模块不应该依赖低层模块,两者都应该依赖其抽象(抽象类或接口);(2)抽象不应该依赖细节(具体实现);(3)细节(具体实现)应该依赖抽象。
设计模式实验报告1.现在有一种空调,它支持3种模式:加热,制冷和除湿。
例如,当室温低于20度时,选择加热模式,再选择温度为20度,空调将输送热风直到室温升至20度;当室温高于26时,选择制冷模式,温度设置为26度时,将输送冷风直到室温降至26度;在选择除湿模式时,空调将室内空气循环抽湿。
现采用设计模式为空调设计应用程序,将来空调可能需要增加支持新的模式,应采取什么设计模式?简要说明选择的理由。
应采取策略模式。
在策略模式中,一个类的行为或其算法可以在运行时更改。
我们将冷风模式、热风模式以及除湿模式可以理解为各种不同的算法,在不同的场景下选择不同的模式。
2.Linux和Windows的API结构和调用方法非常不同,例如创建进程,Linux使用fork(),而Windows使用CreateProcess()。
现在你已经有一个基于Windows平台的应用程序,要迁移到Linux上,应使用什么设计模式实现这个需求?简要说明选择的理由。
应选择适配器模式。
适配器模式是作为两个不兼容的接口之间的桥梁。
通过将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口,从而使原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。
依赖已有的Windows程序,实现Linux 上的目标接口即可实现这一需求。
3.某软件公司基于面向对象技术开发了一套图形界面显示构件库,在使用该库构建某图形界面时,用户要求为界面定制一些特效显示效果,如带滚动条、能够显示艺术字体的透明窗体等。
针对这种需求,公司采用哪种设计模式最为灵活?简要说明选择的理由。
应选择装饰模式。
装饰模式是一种对象结构型模式,可动态地给一个对象增加一些额外的职责。
通过装饰模式,可以在不影响其他对象的情况下,以动态、透明的方式给单个对象添加职责;当需要动态地给一个对象增加功能,这些功能可以再动态地被撤销时可使用装饰模式。
根据题目的描述,需要开发的是图形界面构件库,并要求为图形界面提供一些定制的特效,例如,带滚动条的图形界面,能够显示艺术字体且透明的图形界面等。
Java⾯向对象设计的六⼤原则这是设计模式系列开篇的第⼀篇⽂章。
也是我学习设计模式过程中的总结。
这篇⽂章主要讲的是⾯向对象设计中,我们应该遵循的六⼤原则。
只有掌握了这些原则,我们才能更好的理解设计模式。
我们接下来要介绍以下6个内容。
单⼀职责原则——SRP开闭原则——OCP⾥式替换原则——LSP依赖倒置原则——DIP接⼝隔离原则——ISP迪⽶特原则——LOD单⼀职责原则单⼀职责原则的定义是就⼀个类⽽⾔,应该仅有⼀个引起他变化的原因。
也就是说⼀个类应该只负责⼀件事情。
如果⼀个类负责了⽅法M1,⽅法M2两个不同的事情,当M1⽅法发⽣变化的时候,我们需要修改这个类的M1⽅法,但是这个时候就有可能导致M2⽅法不能⼯作。
这个不是我们期待的,但是由于这种设计却很有可能发⽣。
所以这个时候,我们需要把M1⽅法,M2⽅法单独分离成两个类。
让每个类只专⼼处理⾃⼰的⽅法。
单⼀职责原则的好处如下:可以降低类的复杂度,⼀个类只负责⼀项职责,这样逻辑也简单很多提⾼类的可读性,和系统的维护性,因为不会有其他奇怪的⽅法来⼲扰我们理解这个类的含义当发⽣变化的时候,能将变化的影响降到最⼩,因为只会在这个类中做出修改。
开闭原则开闭原则和单⼀职责原则⼀样,是⾮常基础⽽且⼀般是常识的原则。
开闭原则的定义是软件中的对象(类,模块,函数等)应该对于扩展是开放的,但是对于修改是关闭的。
当需求发⽣改变的时候,我们需要对代码进⾏修改,这个时候我们应该尽量去扩展原来的代码,⽽不是去修改原来的代码,因为这样可能会引起更多的问题。
这个准则和单⼀职责原则⼀样,是⼀个⼤家都这样去认为但是⼜没规定具体该如何去做的⼀种原则。
开闭原则我们可以⽤⼀种⽅式来确保他,我们⽤抽象去构建框架,⽤实现扩展细节。
这样当发⽣修改的时候,我们就直接⽤抽象了派⽣⼀个具体类去实现修改。
⾥⽒替换原则⾥⽒替换原则是⼀个⾮常有⽤的⼀个概念。
他的定义如果对每⼀个类型为T1的对象o1,都有类型为T2的对象o2,使得以T1定义的所有程序P在所有对象o1都替换成o2的时候,程序P的⾏为都没有发⽣变化,那么类型T2是类型T1的⼦类型。
⾯向对象设计的七⼤原则在上⼀篇⾥我们谈了谈为何设计模式,那接下来我们再浅谈⼀下在⾯向对象设计中我们常常要遵循的⼀些原则。
这些原则是经过⽆数的前⼈总结出来的经验的结晶。
仅仅有遵循这些原则。
你才有可能涉及出优秀的代码。
今天我们要谈的原则有七⼤原则,即:单⼀职责。
⾥⽒替换。
迪⽶特法则,依赖倒转,接⼝隔离,合成/聚合原则。
开放-封闭。
1. 开闭原则定义:软件实体应当对扩展开放,对改动关闭。
这句话说得有点专业。
更通俗⼀点讲,也就是:软件系统中包括的各种组件,⽐如模块(Modules)、类(Classes)以及功能(Functions)等等。
应该在不改动现有代码的基础上。
去扩展新功能。
开闭原则中“开”。
是指对于组件功能的扩展是开放的。
是同意对其进⾏功能扩展的。
开闭原则中“闭”。
是指对于原有代码的改动是封闭的,即不应该改动原有的代码。
问题由来:凡事的产⽣都有缘由。
我们来看看。
开闭原则的产⽣缘由。
在软件的⽣命周期内,由于变化、升级和维护等原因须要对软件原有代码进⾏改动时。
可能会给旧代码中引⼊错误,也可能会使我们不得不正确整个功能进⾏重构,⽽且须要原有代码经过⼜⼀次測试。
这就对我们的整个系统的影响特别⼤。
这也充分展现出了系统的耦合性假设太⾼,会⼤⼤的添加后期的扩展。
维护。
为了解决问题,故⼈们总结出了开闭原则。
解决开闭原则的根本事实上还是在解耦合。
所以。
我们⾯向对象的开发,我们最根本的任务就是解耦合。
解决⽅法:当软件须要变化时。
尽量通过扩展软件实体的⾏为来实现变化。
⽽不是通过改动已有的代码来实现变化。
⼩结:开闭原则具有理想主义的⾊彩。
说的⾮常抽象,它是⾯向对象设计的终极⽬标。
其它⼏条原则,则能够看做是开闭原则的实现。
我们要⽤抽象构建框架,⽤实现扩展细节。
2. 单⼀职责原则(Single Responsibility Principle)定义:⼀个类。
仅仅有⼀个引起它变化的原因。
即:应该仅仅有⼀个职责。
每个职责都是变化的⼀个轴线。
面向对象设计原则单一职责原则--SRP一、SRP简介(SRP--Single-Responsibility Principle):就一个类而言,应该只专注于做一件事和仅有一个引起它变化的原因。
所谓职责,我们可以理解他为功能,就是设计的这个类功能应该只有一个,而不是两个或更多。
也可以理解为引用变化的原因,当你发现有两个变化会要求我们修改这个类,那么你就要考虑撤分这个类了。
因为职责是变化的一个轴线,当需求变化时,该变化会反映类的职责的变化。
“就像一个人身兼数职,而这些事情相互关联不大,,甚至有冲突,那他就无法很好的解决这些职责,应该分到不同的人身上去做才对。
”二、举例说明:违反SRP原则代码:modem接口明显具有两个职责:连接管理和数据通讯;interface Modem{public void dial(string pno);public void hangup();public void send(char c);public void recv();}如果应用程序变化影响连接函数,那么就需要重构:interface DataChannel{public void send(char c);public void recv();}interface Connection{public void dial(string pno);public void hangup();}三、SRP优点:消除耦合,减小因需求变化引起代码僵化性臭味四、使用SRP注意点:1、一个合理的类,应该仅有一个引起它变化的原因,即单一职责;2、在没有变化征兆的情况下应用SRP或其他原则是不明智的;3、在需求实际发生变化时就应该应用SRP等原则来重构代码;4、使用测试驱动开发会迫使我们在设计出现臭味之前分离不合理代码;5、如果测试不能迫使职责分离,僵化性和脆弱性的臭味会变得很强烈,那就应该用Facade或Proxy模式对代码重构;开放封闭原则--OCP一、OCP简介(OCP--Open-Closed Principle):Software entities(classes,modules,functions,etc.) should be open for extension, but closed for modification。
软件实体应当对扩展开放,对修改关闭,即软件实体应当在不修改(在.Net当中可能通过代理模式来达到这个目的)的前提下扩展。
Open for extension:当新需求出现的时候,可以通过扩展现有模型达到目的。
Close for modification:对已有的二进制代码,如dll,jar等,则不允许做任何修改。
二、OCP举例:1、例子一假如我们要写一个工资税类,工资税在不同国家有不同计算规则,如果我们不坚持OCP,直接写一个类封装工资税的算税方法,而每个国家对工资税的具体实现细节是不尽相同的!如果我们允许修改,即把现在系统需要的所有工资税(中国工资税、美国工资税等)都放在一个类里实现,谁也不能保证未来系统不会被卖到日本,一旦出现新的工资税,而在软件中必须要实现这种工资税,这个时候我们能做的只有找出这个类文件,在每个方法里加上日本税的实现细节并重新编译成DLL!虽然在.NET的运行环境中,我们只要将新的DLL覆盖到原有的DLL即可,并不影响现有程序的正常运行,但每次出现新情况都要找出类文件,添加新的实现细节,这个类文件不断扩大,以后维护起来就变的越来越困难,也并不满足我们以前说的单一职责原则(SRP),因为不同国家的工资税变化都会引起对这个类的改变动机!如果我们在设计这个类的时候坚持了OCP的话,把工资税的公共方法抽象出来做成一个接口,封闭修改,在客户端(使用该接口的类对象)只依赖这个接口来实现对自己所需要的工资税,以后如果系统需要增加新的工资税,只要扩展一个具体国家的工资税实现我们先前定义的接口,就可以正常使用,而不必重新修改原有类文件!2、例子二下面这个例子就是既不开放也不封闭的,因为Client和Server都是具体类,如果我要Client 使用不同的一个Server类那就要修改Client类中所有使用Server类的地方为新的Server类。
class Client{Server server;void GetMessage(){server.Message();}}class Server{void Message();}下面为修改后符合OCP原则的实现,我们看到Server类是从ClientInterface继承的,不过ClientInterface却不叫ServerInterface,原因是我们希望对Client来说ClientInterface 是固定下来的,变化的只是Server。
这实际上就变成了一种策略模式(Gof Strategy)interface ClientInterface{public void Message();//Other functions}class Server:ClientInterface{public void Message();}class Client{ClientInterface ci;public void GetMessage()ci.Message();}public void Client(ClientInterface paramCi){ci=paramCi;}}//那么在主函数(或主控端)则public static void Main(){ClientInterface ci = new Server();//在上面如果有新的Server类只要替换Server()就行了. Client client = new Client(ci);client.GetMessage();}3、例子三使用Template Method实现OCP:public abstract class Policy{private int[] i ={ 1, 1234, 1234, 1234, 132 };public bool Sort(){SortImp();}protected virtual bool SortImp(){}class Bubbleimp : Policy{protected override bool SortImp(){//冒泡排序}}class Bintreeimp : Policy{protected override bool SortImp(){//二分法排序}}//主函数中实现static void Main(string[] args){//如果要使用冒泡排序,只要把下面的Bintreeimp改为BubbleimpPolicy sort = new Bintreeimp();sort.Sort();}三、OCP优点:1、降低程序各部分之间的耦合性,使程序模块互换成为可能;2、使软件各部分便于单元测试,通过编制与接口一致的模拟类(Mock),可以很容易地实现软件各部分的单元测试;3、利于实现软件的模块的呼唤,软件升级时可以只部署发生变化的部分,而不会影响其它部分;四、使用OCP注意点:1、实现OCP原则的关键是抽象;2、两种安全的实现开闭原则的设计模式是:Strategy pattern(策略模式),Template Methord (模版方法模式);3、依据开闭原则,我们尽量不要修改类,只扩展类,但在有些情况下会出现一些比较怪异的状况,这时可以采用几个类进行组合来完成;4、将可能发生变化的部分封装成一个对象,如: 状态, 消息,,算法,数据结构等等 , 封装变化是实现"开闭原则"的一个重要手段,如经常发生变化的状态值,如温度,气压,颜色,积分,排名等等,可以将这些作为独立的属性,如果参数之间有关系,有必要进行抽象。
对于行为,如果是基本不变的,则可以直接作为对象的方法,否则考虑抽象或者封装这些行为;5、在许多方面,OCP是面向对象设计的核心所在。
遵循这个原则可带来面向对象技术所声称的巨大好处(灵活性、可重用性以及可维护性)。
然而,对于应用程序的每个部分都肆意地进行抽象并不是一个好主意。
应该仅仅对程序中呈现出频繁变化的那部分作出抽象。
拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要;Liskov替换原则--LSP一、LSP简介(LSP--Liskov Substitution Principle):定义:如果对于类型S的每一个对象o1,都有一个类型T的对象o2,使对于任意用类型T定义的程序P,将o2替换为o1,P的行为保持不变,则称S为T的一个子类型。
子类型必须能够替换它的基类型。
LSP又称里氏替换原则。
对于这个原则,通俗一些的理解就是,父类的方法都要在子类中实现或者重写。
二、举例说明:对于依赖倒置原则,说的是父类不能依赖子类,它们都要依赖抽象类。
这种依赖是我们实现代码扩展和运行期内绑定(多态)的基础。
因为一旦类的使用者依赖某个具体的类,那么对该依赖的扩展就无从谈起;而依赖某个抽象类,则只要实现了该抽象类的子类,都可以被类的使用者使用,从而实现了系统的扩展。
但是,光有依赖倒置原则,并不一定就使我们的代码真正具有良好的扩展性和运行期内绑定。
请看下面的代码:public class Animal{private string name;public Animal(string name){ = name;}public void Description(){Console.WriteLine("This is a(an) " + name);}}//下面是它的子类猫类:public class Cat : Animal{public Cat(string name){}public void Mew(){Console.WriteLine("The cat is saying like 'mew'"); }}//下面是它的子类狗类:public class Dog : Animal{public Dog(string name){}public void Bark(){Console.WriteLine("The dog is saying like 'bark'"); }}//最后,我们来看客户端的调用:public void DecriptionTheAnimal(Animal animal){if (typeof(animal) is Cat){Cat cat = (Cat)animal;Cat.Decription();Cat.Mew();}else if (typeof(animal) is Dog){Dog dog = (Dog)animal;Dog.Decription();Dog.Bark();}}通过上面的代码,我们可以看到虽然客户端的依赖是对抽象的依赖,但依然这个设计的扩展性不好,运行期绑定没有实现。