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面向对象六大设计原则

每天进步一点D 2021-06-24
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目录

  1. 单一职责原则

  2. 开闭原则

  3. 里氏替换原则

  4. 依赖倒置原则

  5. 接口隔离原则

  6. 迪米特法则

一、单一职责原则

解释说明

单一职责原则:一个类只负责一个功能领域中的相应职责

单一职责原则告诉我们:一个类不能太“累”,在一个软件系统中,一个类大到模块,小到方法,如果承担的职责越多,它被复用的可能性就越低,而且一个类承担的职责越多,就相当于将这些职责耦合在一起,当其中一个职责变化时,可能会影响其他的职责的运行,所以要将这些职责进行分离,将不同的职责封装到不同的类中。

二、开闭原则

解释说明

开闭原则:一个软件实体应当对扩展开放,对修改关闭。即软件实体应尽量在不修改原有代码的前提下进行扩展。

在我们的项目开发中,我们的需求很可能随着时间的推移而发生变化,当我们的旧系统面对新需求时,我们应尽可能的保证系统的设计框架稳定。如果我们的系统设计符合开闭原则,那么可以很方便的对系统进行扩展,而且在扩展的同时无需修改或极少量修改现有的代码,使得软件系统在拥有适应性和灵活性的同时具备较好的稳定性和延续性。随着软件规模越来越大,软件寿命越来越长,软件维护成本越来越高,设计满足开闭原则的软件系统也变得越来越重要。

开闭原则的关键就是抽象化。在Java语言中,我们可以为系统定义一个相对稳定的抽象层,而那些不同的实现行为放到具体的实现层中,如果系统要添加新的行为,只需要增加一个抽象层的实现类来实现新的业务功能即可,这样就可以实现在不修改已有代码的情况下对系统进行扩展,从而实现了开闭原则。

三、里氏替换原则

解释说明

里氏替换原则:所有使用父类的地方都必须能透明地使用其子类

在软件中将一个父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。例如:我喜欢动物,那我一定喜欢狗,因为狗是动物的子类;但是我喜欢狗,不能据此断定我喜欢动物,因为我并不喜欢老鼠,虽然它也是动物。

里氏代换原则是实现开闭原则的重要方式之一,由于使用父类对象的地方都可以使用子类对象,因此在程序中尽量使用父类类型来对对象进行定义,而在运行时再确定其子类类型,用子类对象来替换父类对象

四、依赖倒置原则

解释说明

依赖倒置原则:抽象不应该依赖于细节,细节应当依赖于抽象。换言之,要针对接口编程,而不是针对实现编程。

依赖倒转原则要求我们在程序代码中传递参数时或在关联关系中,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等,而不要用具体类来做这些事情。为了确保该原则的应用,一个具体类应当只实现接口或抽象类中声明过的方法,而不要给出多余的方法,否则将无法调用到在子类中增加的新方法。

在引入抽象层后,系统将具有很好的灵活性,在程序中尽量使用抽象层进行编程,而将具体类写在配置文件中,这样一来,如果系统行为发生变化,只需要对抽象层进行扩展,并修改配置文件,而无须修改原有系统的源代码,在不修改的情况下来扩展系统的功能,满足开闭原则的要求。

  在实现依赖倒转原则时,我们需要针对抽象层编程,而将具体类的对象通过依赖注入(Dependency Injection, DI)的方式注入到其他对象中,依赖注入是指当一个对象要与其他对象发生依赖关系时,通过抽象来注入所依赖的对象。常用的注入方式有三种,分别是:构造注入,设值注入(*Setter*注入)和接口注入。构造注入是指通过构造函数来传入具体类的对象,设值注入是指通过Setter方法来传入具体类的对象,而接口注入是指通过在接口中声明的业务方法来传入具体类的对象。这些方法在定义时使用的是抽象类型,在运行时再传入具体类型的对象,由子类对象来覆盖父类对象。

五、接口隔离原则

解释说明

接口隔离原则:使用多个专门的接口,而不使用单一的总接口,即客户端不应该依赖那些它不需要的接口。

根据接口隔离原则,当一个接口太大时,我们需要将它分割成一些更细小的接口,使用该接口的客户端仅需知道与之相关的方法即可。每一个接口应该承担一种相对独立的角色,不干不该干的事,该干的事都要干。这里的“接口”往往有两种不同的含义:一种是指一个类型所具有的方法特征的集合,仅仅是一种逻辑上的抽象;另外一种是指某种语言具体的“接口”定义,有严格的定义和结构,比如Java语言中的interface。对于这两种不同的含义,ISP的表达方式以及含义都有所不同:

  1. 当把“接口”理解成一个类型所提供的所有方法特征的集合的时候,这就是一种逻辑上的概念,接口的划分将直接带来类型的划分。可以把接口理解成角色,一个接口只能代表一个角色,每个角色都有它特定的一个接口,此时,这个原则可以叫做“角色隔离原则”。

  2. 如果把“接口”理解成狭义的特定语言的接口,那么ISP表达的意思是指接口仅仅提供客户端需要的行为,客户端不需要的行为则隐藏起来,应当为客户端提供尽可能小的单独的接口,而不要提供大的总接口。在面向对象编程语言中,实现一个接口就需要实现该接口中定义的所有方法,因此大的总接口使用起来不一定很方便,为了使接口的职责单一,需要将大接口中的方法根据其职责不同分别放在不同的小接口中,以确保每个接口使用起来都较为方便,并都承担某一单一角色。接口应该尽量细化,同时接口中的方法应该尽量少,每个接口中只包含一个客户端(如子模块或业务逻辑类)所需的方法即可,这种机制也称为“定制服务”,即为不同的客户端提供宽窄不同的接口。

六、迪米特法则

解释说明

迪米特法则:一个软件实体应当尽可能少地与其它实体发生相互作用

如果一个系统符合迪米特法则,那么当其中某一个模块发生修改时,就会尽量少地影响其他模块,扩展会相对容易,这是对软件实体之间通信的限制,迪米特法则要求限制软件实体之间通信的宽度和深度。**迪米特法则可降低系统的耦合度,使类与类之间保持松散的耦合关系。

  迪米特法则还有几种定义形式,包括:不要和“陌生人”说话只与你的直接朋友通信等,在迪米特法则中,对于一个对象,其朋友包括以下几类:

  • 当前对象本身(this);

  • 以参数形式传入到当前对象方法中的对象;

  • 当前对象的成员对象;

  • 如果当前对象的成员对象是一个集合,那么集合中的元素也都是朋友;

  • 当前对象所创建的对象。

    任何一个对象,如果满足上面的条件之一,就是当前对象的“朋友”,否则就是“陌生人”。在应用迪米特法则时,一个对象只能与直接朋友发生交互,不要与“陌生人”发生直接交互,这样做可以降低系统的耦合度,一个对象的改变不会给太多其他对象带来影响。

    迪米特法则要求我们在设计系统时,应该尽量减少对象之间的交互,如果两个对象之间不必彼此直接通信,那么这两个对象就不应当发生任何直接的相互作用,如果其中的一个对象需要调用另一个对象的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。简言之,就是通过引入一个合理的第三者来降低现有对象之间的耦合度

    在将迪米特法则运用到系统设计中时,要注意下面的几点:在类的划分上,应当尽量创建松耦合的类,类之间的耦合度越低,就越有利于复用,一个处在松耦合中的类一旦被修改,不会对关联的类造成太大波及在类的结构设计上,每一个类都应当尽量降低其成员变量和成员函数的访问权限在类的设计上,只要有可能,一个类型应当设计成不变类在对其他类的引用上,一个对象对其他对象的引用应当降到最低


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