面向对象类的设计原则

《面向对象程序设计》课程设计在当今数字化的时代，计算机程序设计的重要性日益凸显。

而面向对象程序设计作为一种重要的编程范式，在软件开发中发挥着关键作用。

本次课程设计旨在深入探究面向对象程序设计的原理、方法和应用，培养学生的编程思维和实践能力。

一、课程目标1、掌握面向对象的基本概念，如类、对象、封装、继承和多态等。

2、学会使用面向对象的方法进行问题分析和程序设计。

3、能够运用常见的编程语言（如 Java、C+＋等）实现面向对象的程序。

4、培养团队合作精神和解决实际问题的能力。

二、课程内容1、面向对象的基本概念类与对象的定义和关系封装的实现和意义继承的概念和分类（单继承、多继承）多态的表现形式（重载、覆盖）2、面向对象的设计原则单一职责原则开放封闭原则里氏替换原则依赖倒置原则接口隔离原则迪米特法则3、常用的设计模式创建型模式（工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式等）结构型模式（适配器模式、桥接模式、装饰器模式等）行为型模式（策略模式、责任链模式、观察者模式等）4、编程语言的实践选择一种主流的编程语言（如 Java 或 C+＋），进行实际的编程练习。

完成从简单的控制台应用程序到复杂的图形用户界面应用程序的开发。

三、课程实施1、理论教学通过课堂讲解、案例分析和讨论，让学生理解面向对象程序设计的基本概念和原理。

2、实践教学安排实验课程，让学生在实际操作中掌握编程语言的使用和面向对象程序的开发。

布置课程设计项目，要求学生以小组形式完成一个具有一定规模和复杂度的应用程序。

3、教学资源提供相关的教材、参考书籍和在线资源，方便学生自主学习。

利用在线教学平台，发布教学资料、作业和答疑。

四、课程考核1、平时成绩包括考勤、课堂表现、作业完成情况等。

2、实验成绩根据实验报告和实验项目的完成情况进行评定。

3、课程设计成绩从项目的需求分析、设计方案、代码实现、测试结果和团队协作等方面进行综合评价。

五、课程设计项目示例以“学生管理系统”为例，介绍面向对象程序设计的应用。

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。

设计模式（2）实验报告一、实验目的1.结合实例，熟练绘制设计模式结构图。

2.结合实例，熟练使用 Java 语言实现设计模式。

3.通过本实验，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些设计模式。

二、实验要求1.结合实例，绘制设计模式的结构图。

2.使用 Java 语言实现设计模式实例，代码运行正确。

三、实验内容1.迭代器模式设计一个逐页迭代器，每次可返回指定个数（一页）元素，并将该迭代器用于对数据进行分页处理。

绘制对应的类图并编程模拟实现。

2.适配器模式某 OA 系统需要提供一个加密模块，将用户机密信息（例如口令、邮箱等）加密之后再存储在数据库中，系统已经定义好了数据库操作类。

为了提高开发效率，现需要重用已有的加密算法，这些算法封装在一些由第三方提供的类中，有些甚至没有源代码。

试使用适配器模式设计该加密模块，实现在不修改现有类的基础上重用第三方加密方法。

要求绘制相应的类图并编程模拟实现，需要提供对象适配器和类适配器两套实现方案。

3.模板方式模式和适配器模式在某数据挖掘工具的数据分类模块中，数据处理流程包括 4 个步骤，分别是：①读取数据；②转换数据格式；③调用数据分类算法；④显示数据分类结果。

对于不同的分类算法而言，第①步、第②步和第④步是相同的，主要区别在于第③ 步。

第③步将调用算法库中已有的分类算法实现，例如朴素贝叶斯分类（Naive Bayes）算法、决策树（DecisionTree）算法、K 最近邻（K-NearestNeighbor , KNN）算法等。

现采用模板方法模式和适配器模式设计该数据分类模块，绘制对应的类图并编程模拟实现。

4.工厂方法模式在某网络管理软件中，需要为不同的网络协议提供不同的连接类，例如针对 POP3 协议的连接类 POP3Connection、针对 IMAP 协议的连接类 IMAPConnection 、针对 HTTP 协议的连接类 HTTPConnection 等。

面向对象设计模型引言面向对象设计模型是软件工程中一种常用的设计方法，通过将事物抽象为对象，然后通过对象之间的交互来解决问题。

面向对象设计模型有助于构建可维护、可重用和可扩展的软件系统。

本文将介绍面向对象设计模型的基本概念，以及如何应用它来设计高质量的软件系统。

什么是面向对象设计模型面向对象设计模型是一种软件设计方法，它将事物抽象为对象，对象之间通过消息传递来进行通信和协作。

面向对象设计模型的核心概念包括封装、继承和多态。

•封装：封装是将数据和行为组合到一个对象中，并对外部隐藏对象的内部细节。

通过封装，可以将复杂的系统拆分为多个简单的对象，每个对象只需关注自身的责任和行为。

•继承：继承是一种机制，允许在现有的类基础上创建新的类，并且继承原有类的属性和方法。

通过继承，可以实现代码的复用，减少重复编写类似的代码。

•多态：多态是指同一种方法可以根据接收到的不同对象所属的类而表现出不同的行为。

通过多态，可以提高代码的灵活性和可扩展性。

面向对象设计模型的目标是创建易于理解、可重用、可扩展和可维护的软件系统。

它强调将系统分解为小而简单的对象，每个对象都有明确的职责和行为。

通过对象之间的交互，可以实现系统的功能。

面向对象设计模型的设计原则面向对象设计模型遵循一些设计原则，这些原则有助于创建高质量的软件系统。

下面介绍几个常用的设计原则：1.单一职责原则（SRP）：一个类应该只有一个责任，在软件设计中，应该将不同的职责分离到不同的类中。

这样可以提高类的内聚性和代码的可读性。

2.开放封闭原则（OCP）：软件系统的设计应该对扩展开放，对修改关闭。

这意味着通过添加新的代码来扩展系统的功能，而不是修改已有的代码。

这样可以减少系统的风险，提高可维护性。

3.里氏替换原则（LSP）：子类型必须能够替换掉它们的父类型。

这意味着在使用继承时，子类不应该破坏父类的特性和约束。

这样可以使得系统更加灵活，可扩展。

4.接口隔离原则（ISP）：使用多个专门的接口，而不是一个总接口。

面向对象设计的基本原则和模式面向对象设计是一种软件开发的方法论，它将现实世界中的事物抽象成对象，然后通过对象之间的交互来完成软件系统的设计和开发。

面向对象设计的基本原则和模式是其核心，它们是设计和开发高质量、可维护、可扩展软件系统的基石。

本文将会首先介绍面向对象设计的基本原则，然后再介绍面向对象设计的基本模式。

一、面向对象设计的基本原则面向对象设计的基本原则是一些通用的、普遍适用的软件设计规则，它们有助于设计出高质量、可维护、可扩展的软件系统。

下面是面向对象设计的基本原则：1.单一责任原则(SRP)单一责任原则是面向对象设计的一个基本原则，它规定一个类应该只有一个引起它变化的原因。

换句话说，一个类应该只有一个职责。

这样可以降低类的复杂度，使得类更容易理解、维护和重用。

2.开放-封闭原则(OCP)开放-封闭原则是指一个软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。

这意味着当需要改变一个软件实体的行为时，不应该修改它的源代码，而是应该通过扩展它来实现。

3.里氏替换原则(LSP)里氏替换原则是指一个子类型（派生类）必须能够替换掉它的父类型（基类）而不影响系统的功能性和可靠性。

这意味着一个接口实现的任何地方都可以被子类型替换。

4.依赖倒置原则(DIP)依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。

具体来说就是，抽象不应该依赖于细节，而细节应该依赖于抽象。

5.接口隔离原则(ISP)接口隔离原则是指一个类不应该依赖它不需要的接口，换句话说，一个类应该尽可能多地使用它所需要的接口，而不是多余的接口。

6.迪米特原则(LoD)迪米特原则是指一个对象应该尽可能少地了解其他对象，它应该只与其直接的朋友通信。

这可以降低对象之间的耦合度，使得系统更易于维护和扩展。

以上就是面向对象设计的基本原则，它们是设计和开发高质量、可维护、可扩展软件系统的重要指导。

下面我们将介绍面向对象设计的基本模式。

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。

面向对象的5个基本设计原则：单一职责原则（Single-Resposibility Principle）其核心思想为：一个类，最好只做一件事，只有一个引起它的变化。

单一职责原则可以看做是低耦合、高内聚在面向对象原则上的引申，将职责定义为引起变化的原因，以提高内聚性来减少引起变化的原因。

职责过多，可能引起它变化的原因就越多，这将导致职责依赖，相互之间就产生影响，从而大大损伤其内聚性和耦合度。

通常意义下的单一职责，就是指只有一种单一功能，不要为类实现过多的功能点，以保证实体只有一个引起它变化的原因。

专注，是一个人优良的品质；同样的，单一也是一个类的优良设计。

交杂不清的职责将使得代码看起来特别别扭牵一发而动全身，有失美感和必然导致丑陋的系统错误风险。

开放封闭原则（Open-Closed principle）其核心思想是：软件实体应该是可扩展的，而不可修改的。

也就是，对扩展开放，对修改封闭的。

开放封闭原则主要体现在两个方面1、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。

2、对修改封闭，意味着类一旦设计完成，就可以独立完成其工作，而不要对其进行任何尝试的修改。

实现开开放封闭原则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，所以修改就是封闭的；而通过面向对象的继承和多态机制，又可以实现对抽象类的继承，通过覆写其方法来改变固有行为，实现新的拓展方法，所以就是开放的。

“需求总是变化”没有不变的软件，所以就需要用封闭开放原则来封闭变化满足需求，同时还能保持软件内部的封装体系稳定，不被需求的变化影响。

Liskov替换原则（Liskov-Substituion Principle）其核心思想是：子类必须能够替换其基类。

这一思想体现为对继承机制的约束规范，只有子类能够替换基类时，才能保证系统在运行期内识别子类，这是保证继承复用的基础。

在父类和子类的具体行为中，必须严格把握继承层次中的关系和特征，将基类替换为子类，程序的行为不会发生任何变化。

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。

面向对象六大设计原则面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP）是一种编程范式，它将代码组织成一系列相互关联的对象，每个对象代表现实世界中的一个实体或概念。

在面向对象编程中，有六大设计原则被广泛认可和遵循，它们是：1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）：一个类应该只有一个引起它变化的原因。

即一个类只负责一个功能领域的相关职责，避免将多个职责集中在一个类中，以提高代码的可维护性和可读性。

2. 开闭原则（Open-Closed Principle，OCP）：软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。

即在不修改现有代码的情况下，可以通过扩展来增加新功能，以提高代码的可扩展性和可复用性。

3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）：子类型必须能够替换它们的父类型。

即在继承关系中，子类可以替换父类在代码中的位置，而不会导致程序出现错误。

4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）：不应该强迫客户依赖于他们不使用的接口。

即在设计接口时，应该将不同的功能隔离开来，避免接口过于庞大和复杂。

5. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）：高层模块不应该依赖于底层模块，二者都应该依赖于抽象。

即在代码设计中，应该依赖于抽象而不是具体实现，以提高代码的灵活性和可复用性。

6. 迪米特法则（Law of Demeter，LoD）：一个对象应该对其他对象保持最少的了解。

即在代码设计中，应该尽量减少对象之间的耦合，只暴露必要的接口和方法，以提高代码的可维护性和可复用性。

这些设计原则旨在帮助开发者编写高质量、可维护、可扩展的代码。

在实际编程中，遵循这些原则可以提高代码的可读性、可复用性和可维护性，降低代码的耦合度，提高系统的灵活性和可扩展性。

面向对象数据库系统中的索引设计与优化在面向对象数据库系统中，索引是一项重要的组织和优化数据存储和访问的技术。

索引的设计和优化对于提高数据库的性能和效率具有关键性的影响。

本文将探讨面向对象数据库系统中索引的设计原则、常见优化技术以及如何选择适当的索引类型。

一、索引设计原则1. 唯一性：索引字段应该具有唯一性，确保每个索引值都是唯一的。

这可以通过为索引字段添加主键约束或唯一约束来实现。

2. 关键性：索引字段应该是关键字段，即经常被用于查询和排序的字段。

通常，与频繁出现在where子句或order by子句中的字段相关联的索引可以提升查询性能。

3. 多列索引：对多个字段进行组合索引，可以进一步提高查询效率。

但是，需要权衡索引的长度和查询的复杂性。

不宜过多的组合索引，以避免索引冗余。

4. 选择合适的数据结构：根据具体的需求和数据特点，选择合适的索引数据结构。

常用的索引数据结构包括B树、B+树和哈希索引。

B树适用于范围查询，B+树适用于范围查询和排序，哈希索引适用于等值查询。

二、索引优化技术1. 索引覆盖（Covering Index）：通过创建包含所有需要的查询字段的索引，可以避免查询操作需要访问主表的磁盘块。

这样可以大大减少磁盘访问次数，提高查询性能。

2. 索引分区（Index Partitioning）：将大型索引分割成多个较小的索引分区，可以提高索引的维护效率。

每个分区可以独立地进行维护操作，减小了锁竞争和资源争用。

3. 索引压缩（Index Compression）：通过对索引数据进行压缩，可以减少磁盘空间的占用，提高索引读取速度。

常见的索引压缩算法有前缀压缩、字典压缩和位图压缩。

4. 索引碎片整理（Index Defragmentation）：索引在进行增删改操作后可能会产生碎片，导致索引树结构不连续，降低了查询性能。

通过定期进行索引碎片整理，可以提高索引的连续性和性能。

三、选择适当的索引类型1. 普通索引（Normal Index）：普通索引可以加快查询的速度，但不对数据的唯一性进行强制规定。

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。

面向对象的设计原则四 - 里氏代换原则动机当我们设计程序模块时，我们会创建一些类层次结构，然后我们通过扩展一些类来创建它们的子类。

我们必须确保子类只是扩展而没有替换父类的功能，否则当我们在已有程序模块中使用它们时将会产生不可预料的结果。

里氏代换原则表明当一个程序模块使用基类时，基类的引用可以被子类替换而不影响模块的功能。

里氏代换原则基类完全能够被子类替代而不影响模块的功能。

实例对于多态来说里氏代换原则好像是很显然的事情，例如：Java代码1. public void drawShape(Shape s) {2. // Code here.3. }对于Shape的任何子类来说，drawShape方法都应该能很好的工作。

我们必须小心的实现子类以免无意中违反了里氏代换原则，如果一个函数不满足里氏代换原则，那么它可能必须显式地引用子类对象，这样的函数同样违反了开闭原则，因为当添加新的子类时，必须修改它。

考虑下面的矩形类：Java代码1. // A very nice Rectangle class.2. public class Rectangle {3. private double width;4. private double height;5. public Rectangle(double w, double h) {6. width = w;7. height = h;8. }9. public double getWidth() {return width;}10. public double getHeight() {return height;}11. public void setWidth(double w) {width = w;}12. public void setHeight(double h) {height = h;}13. public double area() {return (width * height);14.}现在，如果有个正方形呢？显然正方形是一个矩形，所以我们应该让正方形继承矩形类，是这样吗？我们看一下！注意：正方形不需要同时具有宽和高属性，但是它还是从矩形继承了这些属性。

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。