面向对象设计原则

时间:2021-6-12 作者:qvyue

开闭原则

  • 当应用的需求改变时,在不修改软件实体的源代码或者二进制代码的前提下,可以扩展模块的功能,使其满足新的需求。
  • 这里的软件实体包括以下几个部分:
    • 项目中划分出的模块
    • 类与接口
    • 方法
  • 开闭原则的作用
    • 开闭原则是面向对象程序设计的终极目标,它使软件实体拥有一定的适应性和灵活性的同时具备稳定性和延续性。
    • 对软件测试的影响:软件遵守开闭原则的话,软件测试时只需要对扩展的代码进行测试就可以了,因为原有的测试代码仍然能够正常运行。
    • 可以提高代码的可复用性,粒度越小,被复用的可能性就越大;在面向对象的程序设计中,根据原子和抽象编程可以提高代码的可复用性。
    • 可以提高软件的可维护性,遵守开闭原则的软件,其稳定性高和延续性强,从而易于扩展和维护。

里氏替换原则

  • 定义:继承必须确保超类所拥有的性质在子类中仍然成立,也就是什么时候应该使用继承,什么时候不应该使用继承,以及其中蕴含的原理。里氏替换原是继承复用的基础,它反映了基类与子类之间的关系,是对开闭原则的补充,是对实现抽象化的具体步骤的规范。
  • 里氏替换原则通俗来讲就是:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。也就是说:子类继承父类时,除添加新的方法完成新增功能外,尽量不要重写父类的方法。
  • 子类可以实现父类的抽象方法,但不能覆盖父类的非抽象方法
  • 子类中可以增加自己特有的方法
  • 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的输入参数)要比父类的方法更宽松
  • 当子类的方法实现父类的方法时(重写/重载或实现抽象方法),方法的后置条件(即方法的的输出/返回值)要比父类的方法更严格或相等

依赖倒置原则

  • 高层模块不应该依赖低层模块,两者都应该依赖其抽象;抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象
  • 要面向接口编程,不要面向实现编程。
  • 可以降低类间的耦合性。
  • 可以提高系统的稳定性。
  • 可以减少并行开发引起的风险。
  • 可以提高代码的可读性和可维护性。

单一职责原则

  • 一个类应该有且仅有一个引起它变化的原因,否则类应该被拆分
  • 优点
    • 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得多。
    • 提高类的可读性。复杂性降低,自然其可读性会提高。
    • 提高系统的可维护性。可读性提高,那自然更容易维护了。
    • 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得好,当修改一个功能时,可以显著降低对其他功能的影响。
  • 单一职责原则是最简单但又最难运用的原则,需要设计人员发现类的不同职责并将其分离,再封装到不同的类或模块中。而发现类的多重职责需要设计人员具有较强的分析设计能力和相关重构经验

    面向对象设计原则

接口隔离原则

  • 要求程序员尽量将臃肿庞大的接口拆分成更小的和更具体的接口,让接口中只包含客户感兴趣的方法。

  • 个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上

  • 客户端不应该被迫依赖于它不使用的方法

  • 单一职责原则注重的是职责,而接口隔离原则注重的是对接口依赖的隔离。

  • 单一职责原则主要是约束类,它针对的是程序中的实现和细节;接口隔离原则主要约束接口,主要针对抽象和程序整体框架的构建。

  • 在具体应用接口隔离原则时,应该根据以下几个规则来衡量。

    • 接口尽量小,但是要有限度。一个接口只服务于一个子模块或业务逻辑。
    • 为依赖接口的类定制服务。只提供调用者需要的方法,屏蔽不需要的方法。
    • 了解环境,拒绝盲从。每个项目或产品都有选定的环境因素,环境不同,接口拆分的标准就不同深入了解业务逻辑。
      提高内聚,减少对外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。

迪米特法则

  • 只与你的直接朋友交谈,不跟“陌生人”说话
  • 如果两个软件实体无须直接通信,那么就不应当发生直接的相互调用,可以通过第三方转发该调用。其目的是降低类之间的耦合度,提高模块的相对独立性。
  • 从迪米特法则的定义和特点可知,它强调以下两点:
    • 从依赖者的角度来说,只依赖应该依赖的对象。
    • 从被依赖者的角度说,只暴露应该暴露的方法。
  • 所以,在运用迪米特法则时要注意以下 6 点。
    • 在类的划分上,应该创建弱耦合的类。类与类之间的耦合越弱,就越有利于实现可复用的目标。
    • 在类的结构设计上,尽量降低类成员的访问权限。
    • 在类的设计上,优先考虑将一个类设置成不变类。
    • 在对其他类的引用上,将引用其他对象的次数降到最低。
    • 不暴露类的属性成员,而应该提供相应的访问器(set 和 get 方法)。
    • 谨慎使用序列化(Serializable)功能。

合成复用原则

  • 它要求在软件复用时,要尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现,其次才考虑使用继承关系来实现。

  • 通常类的复用分为继承复用和合成复用两种,继承复用虽然有简单和易实现的优点,但它也存在以下缺点。

    • 继承复用破坏了类的封装性。因为继承会将父类的实现细节暴露给子类,父类对子类是透明的,所以这种复用又称为“白箱”复用。
    • 子类与父类的耦合度高。父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化,这不利于类的扩展与维护。
    • 它限制了复用的灵活性。从父类继承而来的实现是静态的,在编译时已经定义,所以在运行时不可能发生变化。
  • 采用组合或聚合复用时,可以将已有对象纳入新对象中,使之成为新对象的一部分,新对象可以调用已有对象的功能,它有以下优点。

    • 它维持了类的封装性。因为成分对象的内部细节是新对象看不见的,所以这种复用又称为“黑箱”复用。
    • 新旧类之间的耦合度低。这种复用所需的依赖较少,新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。
    • 复用的灵活性高。这种复用可以在运行时动态进行,新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象。
  • 合成复用原则是通过将已有的对象纳入新对象中,作为新对象的成员对象来实现的,新对象可以调用已有对象的功能,从而达到复用。

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