面向对象设计原则
软件工程第十一章面向对象设计
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01
抽象类是一种不能被实例化的 类，它只能被其他类继承。
02
抽象类可以包含抽象方法和具 体方法。抽象方法是没有具体 实现的方法，需要在继承抽象 类的子类中实现。
03
通过继承抽象类，子类可以继 承抽象类的属性和方法，并且 可以重写或实现抽象类中的方 法。
接口与抽象类的选择
在设计软件时，选择使用接口还是抽象类取决于具体需求和设计目标。
关系
关系描述了对象之间的交互和联系。 常见的关系包括关联、聚合和继承。
继承与多态的设计
继承
继承是一种实现代码重用的方式，子类可以继承父类的属性和方法，并可以扩展或覆盖它们。通过继承，可以建 立类之间的层次结构，使得代码更加清晰和易于维护。
多态
多态是指一个接口可以有多种实现方式，或者一个对象可以有多种形态。多态可以提高代码的灵活性和可扩展性， 使得程序更加易于维护和修改。
02
类与对象的设计
类的定义与属性
类的定义
类是对象的抽象，它描述了一组具有相同属性和行为的对象。类定义了对象的结构、行为和关系。
属性
属性是类中用于描述对象状态的变量。每个对象都有其自己的属性值，这些属性值决定了对象的状态 。
对象的行为与关系
行为
行为是类中定义的方法，用于描述对 象可以执行的操作。方法定义了对象 的行为和功能。
高层模块不应该依赖于低层模块，它们都应 该依赖于抽象。
面向对象设计的优势
提高代码可重用性
通过类和继承实现代码重用，减少重 复代码。
提高代码可维护性
面向对象设计使得代码结构更加清晰， 易于理解和维护。
提高开发效率
通过快速原型开发，快速构建软件系 统。
《实用软件工程》第9章 面向对象设计
• 信息隐藏：对于类而言，其内部信息如属性的表示方法和操作的实现算法，对 外界是隐藏的。外界通过有限的接口来访问类的内部信息。
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9.3.2 面向对象设计的原则
• 低耦合：在面向对象设计中，耦合主要指对象之间相互关联的紧密程度，低耦 合有利于降低一个模块改变对其他模块的影响。
• 高内聚：内聚与耦合密切相关，低耦合往往意味着高内聚，高内聚有助于提高 系统独立性。
但随着需求理解的加深，以及对系统认识程度的逐步 提高，设计人员还要对模型进行修正和完善。 • 设计任务管理子系统包括确定任务，分配任务，还包 括权衡一致性、成本、性能等因素以及未来可扩充性。 • 设计数据管理子系统，需要设计数据格式以及相应的 服务，设计数据格式的方法与所用的数据存储管理模 式密切相关，不同数据存储管理模式时，属性和服务 的设计方法是不同的。
9.2 面向对象设计与面向对象分析的关系
• 设计阶段的任务是及时把分析阶段得到的需求转变成符合各项要求的 系统实现方案。与传统的软件工程方法不同的是，面向对象的方法不强调 需求分析和软件设计的严格区分。实际上，面向对象的需求分析和面向对 象的设计活动是一个反复迭代的过程，从分析到设计的过渡，是一个逐渐 扩充、细化和完善分析阶段所得到的各种模型的过程。严格的意义上来讲， 从面向对象分析到面向对象设计不存在转换问题，而是同一种表示方法在 不同范围的运用。面向对象设计也不仅仅是对面向对象分析模型进行细化。
• （2）人机交互子系统包括有效的人机交互所需的显示和输入，这些类在很大程度上 依赖于所用的图形用户界面环境，例如Windows、Delphi、C++，而且可能包括“窗 口”、“菜单”、“滚动条”、“按钮”等针对项目的特殊类。
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9.5.1 系统分解
面向对象设计的三大原则,理解并能举例
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。
php面向对象程序设计(OOP)的61条准则
(23)尽量减少类和协作者之间传递的消息的数量。
(24)尽量减少类和协作者之间的协作量，也即：减少类和协作者之间传递的不同消息的数量。
(25)尽量减少类的扇出，也即：减少类定义的消息数和发送的消息数的乘积。
(26)如果类包含另一个类的对象，那么包含类应当给被包含的对象发送消息。也即：包含关系总是意味着使用关系。
(27)类中定义的大多数方法都应当在大多数时间里使用大多数数据成员。
(28)类包含的对象数目不应当超过开发者短期记忆的容量。这个数目常常是6。
当类包含多于6个数据成员时，可以把逻辑相关的数据成员划分为一组，然后用一个新的包含类去包含这一组成员。
(29)让系统功能在窄而深的继承体系中垂直分布。
(10)把不相关的信息放在另一个类中(也即：互不沟通的行为)。
朝着稳定的方向进行依赖.
(11)确保你为之建模的抽象概念是类，而不只是对象扮演的角色。
(12)在水平方向上尽可能统一地分布系统功能，也即：按照设计，顶层类应当统一地共享工作。
(13)在你的系统中不要创建全能类/对象。对名字包含Driver、Manager、System、Susystem的类要特别多加小心。
(41)所有的抽象类都应当是基类。
(42)所有的基类都应当是抽象类。
(43)把数据、行为和/或接口的共性尽可能地放到继承层次体系的高端。
(44)如果两个或更多个类共享公共数据(但没有公共行为)，那么应当把公共数据放在一个类中，每个共享这个数据的类都包含这个类。
(45)如果两个或更多个类有共同的数据和行为(就是方法)，那么这些类的每一个都应当从一个表示了这些数据和方法的公共基类继承。
跟我学面向对象设计中的五大原则——“单一职责”原则
不管它是不是用到了数据连接功能。 （4）改进的设计方案
我们应该把这两部分适当的分离开来，重新对上面的接口进行设计：
class SomeDBConnectionBean
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杨教授大学堂 精心创作的优秀程序员 职业提升必读系列资料
{ public void ConnectDB() { } public void DisConnectDB() { } //other DB Functions;
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们写到同一个类体中，否则代码将会很混乱。 同时，在业务处理层的设计中，我们将各个业务模块中的共同功能要求抽出放到业务
基类中，这样使的各个子类完成其特有的功能。从而分清基类的职责（完成共同的功能实 现）和各个子类的职责（完成各个具体的业务功能实现）。 （2）应用示例代码----没有遵守单一职责原则时的代码 import java.sql.*; import java.io.*; public class JavaJdbc {
this.dbConnection = dbConnection; } }
1.1.2 遵守单一职责原则的应用示例
1、单一职责原则应用示例之一 （1）问题的技术背景
在数据访问层组件的设计中，我们将其拆分为数据实体类、数据访问逻辑组件和数据 连接组件的目的，就是为了能够遵守组件类在设计时的“单一职责愿则”。从而避免将它
try { Class.forName(DBDriver); } catch(ClassNotFoundException e) { System.out.println(e); } try {
面向对象设计六大原则
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。
面向对象设计5大基本原则
⾯向对象设计5⼤基本原则⾯向对象设计模式有5⼤基本原则：单⼀职责原则、开发封闭原则、依赖倒置原则、接⼝隔离原则、Liskov替换原则。
1、单⼀职责原则(SRP)： 1.1，SRP(Single Responsibilities Principle)的定义：就⼀个类⽽⾔，应该仅有⼀个引起它变化的原因。
简⽽⾔之，就是功能要单⼀。
1.2，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，⼀个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其它职责的能⼒。
这种耦合会导致脆弱的设计，当变化发⽣时，设计会遭受到意想不到的破坏。
1.3，软件设计真正要做的许多内容，就是发现职责并把那些职责相互分离。
⼩结：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，这样导致职责依赖，相互之间就会产⽣原因，⼤⼤损伤其内聚性和耦合度。
2、开放-封闭原则(OCP)： 2.1，OCP(Open-Close Principle)的定义：就是说软件实体(类，⽅法等等)应该可以扩展，但是不能修改。
它是软件设计中也是最重要的⼀种设计原则。
2.2，OCP的两个特征： 2.2.1> 对于扩展是开放的。
2.2.2> 对于修改是封闭的。
2.3，什么时候应⽤OCP原则呢？ 在我们最初编写代码时，假设变化不会发⽣，当变化发⽣时，我们就创建抽象(⽐如抽象类，接⼝等等)来隔离以后发⽣的同类变化。
2.4，开放-封闭原则是⾯向对象设计的核⼼所在。
遵循这个原则可以带来⾯向对象技术所声称的巨⼤好处，也就是可维护，可扩展，可复⽤，灵活性好。
开发⼈员应该仅对程序中呈现出频繁变化的那些部分做出抽象，然⽽，对于应⽤程序中的每个部分都刻意地进⾏抽象同样不是⼀个好主意。
拒绝不成熟的抽象和抽象本⾝⼀样重要。
2.5，OCP的UML图：⼩结：开放封闭原则是⾯向对象设计的核⼼所在。
面向对象六大基本原则的理解
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
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
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。
软件工程导论(第11章)
3. 信息隐蔽
在面向对象方法中，信息隐蔽通过对象的封
装性实现：类结构分离了类的接口与类的实
现，从而支持了信息隐蔽。
4. 弱耦合
弱的耦合可以提高软件模块的独立性，避免 某一部分模块发生变化对其它模块有较大的影 响。
一般来说，对象间的耦合有两大类：
A．交互耦合：对象间的耦合通过信息连接来
实现。应使交互耦合尽量松散。
2. 一般—特殊结构的深度应适当
中等规模的系统中，类等级层次数应保持 为7±2。不是必要情况，不应该随意创建派生类；
3. 设计简单的类：设计小而简单的类，便于
开发和管理；
1）避免包含过多的属性； 2）有明确的定义； 3）尽量简化对象之间的合作关系； 4）不要提供太多服务。
4. 使用简单的协议：设计简单的类接口，发送 的消息中参数要少。 5. 使用简单的服务：编写实现每一个服务时， 避免复杂的语句和结构； 6. 把设计变动减至最小。
2.
两个方向的关联都用属性实现，这种方法能 实现快速访问。
3.
用独立的关联对象实现双向关联。关联对象 不属于相互关联的任何一个类，它是独立的 关联类的实例 。
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4、关联对象的实现
关联对象的实现方法取决于关联的阶数：
一对一关联：
• 关联对象可以与参与关联的任一个对象合并。
一对多关联：
• 关联对象可以与“多”端对象合并。
11.9 设计类中的服务 11.9.1 确定类中应有的服务 11.9.2 设计实现服务的方法
1. 设计实现服务的算法
1）算法复杂度；
2）容易理解、容易实现；
3）容易修改；
2. 选择数据结构 3. 定义内部类和内部操作
面向对象分析与设计概念与原则
面向对象：•封装变化之物» 针对接口编码，而不是对实现• 应用程序中的每一个类只有一个改变的理由»类是关于行为与功能的目的：使用已被证实的OO设计原则形成更可维护、更具灵活性以及更易扩展的软件一、面向对象基本概念）对象对象是要进行研究的任何事物。
是运行期的基本实体，它是一个封装了数据和操作这些数据的代码的逻辑实体。
）类类是具有相同或相似性质的对象的抽象（对某种类型的对象定义变量和方法的原型）。
）类与对象的关系对象的抽象是类，类的具体化就是对象，也可以说类的实例是对象。
一个对象所包含的所有数据和代码可以通过类来构造。
）消息消息是对象之间进行通信的一种规格说明。
一般它由三部分组成：接收消息的对象、消息名及实际变元。
对象之间需要相互沟通，沟通的途径就是对象之间收发信息。
消息内容包括接收消息的对象的标识，需要调用的函数的标识，以及必要的信息。
消息传递的概念使得对现实世界的描述更容易。
）动态绑定动态绑定是指在执行期间（非编译期）判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法二、面向对象的特性/要素）圭寸装（Encapsulation）封装就是事物抽象为类，把对外接口暴露，将实现和内部数据隐藏。
）继承（Inheritanee）继承是让某个类型的对象获得另一个类型的对象的特征。
继承性是子类自动共享父类数据结构和方法的机制，这是类之间的一种关系。
在定义和实现一个类的时候，可以在一个已经存在的类的基础之上来进行，把这个已经存在的类所定义的内容作为自己的内容，并加入若干新的内容。
）多态（Polymorphism）多态是指对象在不同时刻体现为不同类型的能力。
※多态的形式：基类继承式多态接口实现式多态三、面向对象与面向过程有什么区别一个核心区别是：如何分配职责。
过程式是一系列命令和函数的连续调用，依赖贯穿整个项目；面向对象则将职责分配到专门的对象中，尽量减少依赖。
四、面向对象分析与设计基本概念）什么是分析（analysis）分析是对问题和需求的调查研究。
软件设计知识点总结
软件设计知识点总结一、面向对象设计面向对象设计是面向对象编程的基础，是软件设计中的重要知识点。
面向对象设计包括以下内容：1. 类和对象：类是对象的抽象，对象是类的实例。
在面向对象设计中，需要对系统中的各种实体进行抽象，形成不同的类，然后通过类来创建对象。
2. 封装和继承：封装是指将数据和行为打包在一个对象中，通过接口来访问对象的数据和行为。
继承是指一个类可以派生出另一个类，继承了父类的属性和行为。
3. 多态：多态是指同样的消息可以发送给不同的对象，对象可以根据消息的不同做出不同的响应。
4. 设计原则：如单一责任原则、开闭原则、依赖倒置原则等。
二、设计模式设计模式是软件设计中常用的解决问题的方法和经验总结。
设计模式包括以下内容：1. 创建型模式：包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式等。
2. 结构型模式：包括适配器模式、装饰器模式、代理模式等。
3. 行为型模式：包括观察者模式、模板方法模式、策略模式等。
设计模式能够帮助软件设计人员解决常见的设计问题，提高软件的设计质量和重用性。
三、架构设计架构设计是指对软件系统整体结构的设计。
架构设计包括以下内容：1. 分层架构：将软件系统划分为不同的层次，如表示层、业务逻辑层、数据访问层等。
2. 微服务架构：将软件系统划分为多个小型的、相互独立的服务，每个服务都有自己的数据库。
3. 领域驱动设计：将软件系统划分为多个领域，每个领域都有自己的模型、服务和数据。
4. 架构风格：包括RESTful架构、消息驱动架构、事件驱动架构等。
架构设计可以帮助软件设计人员对软件系统整体结构有一个清晰的认识，从而能够更好地进行详细设计和开发。
四、数据库设计数据库设计是指对软件系统的数据库进行详细的设计。
数据库设计包括以下内容：1. 实体-关系模型：对系统中的实体和实体之间的关系进行建模。
2. 范式：包括第一范式、第二范式、第三范式等。
3. 性能设计：包括索引设计、分区设计、缓存设计等。
Java面向对象设计的六大原则
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。
软件工程第11章面向对象设计
2. 重用已有的类
重用已有类（代码重用）实现分析模型；若没有可以重用类而需要创建新 类时，则在设计这些新类时需要考虑其可重用性。
对于已有的可重用类，典型重用方法和过程如下： 1）选择可能被重用的已有类，标出类中对本问题无用的属性和服务，选 择那些能使无用的属性和服务最少的类； 2）从被重用的已有类派生出问题域类（继承重用类而产生问题域类）； 3）标出从已有类继承来的属性和服务，而无须在分析类内定义；
6. 可重用
软件重用是提高软件开发生产率和目标系统质量的重要途径。 重用有两方面的含义： 一是尽量使用已有的类（类库或已建立的类）， 二是如果确实需要创建新类，则在设计这些新类的协议时，应该考虑将 来的可重复使用性。
11.2
启发规则
与结构设计规则类似，通过OOD实践也总结了一些设计规则： 1. 设计结果应该清晰易懂 设计结果清晰、易读、易懂，是提高软件可维护性和可重用性的重要 措施。保证设计结果清晰易懂的主要因素为：用词一致；使用已有的 协议；避免模糊的定义等。
1）层次组织：这种组织方案把软件系统组织成一个层次系统，每层是一 个子系统。上层和下层自系统形成C/S结构 层次结构的两种模式：封闭式和开放式：封闭式，每层子系统仅仅使用其 直接下层提供的服务；开放式，任一层次可以向下跨层次调用。 2）块状组织：把软件系统垂直地分解成若干个相对独立的、松耦合的子 系统，一个子系统相当于一块，每块提供一种类型的服务。
第11章
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 11.10 11.11
面向对象设计
面向对象设计的准则 启发规则 软件重用 系统分解 设计问题域子系统 设计人机交互子系统 设计任务管理子系统 设计数据管理子系统 设计类中的服务 设计关联 设计优化
面向对象设计的七大原则
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。
面向对象的设计原则四资料
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。
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灯泡, 原则7个
面向对象设计原则
• 常用的面向对象设计原则包括7个，这些原 则并不是孤立存在的，它们相互依赖，相 互补充。
面向对象设计原则
概述
• 未启动
概述
• 1、软件的可维护性和可复用性 • 知 名 软 件 大 师 Robert C.Martin 认 为 一 个 可 维 护 性 (Maintainability) 较低的软件设计，通常由于如下4个原因造成： • 1、过于僵硬(Rigidity) • 2、过于脆弱(Fragility) • 3、复用率低(Immobility) • 4、黏度过高(Viscosity) • 软件工程和建模大师Peter Coad认为，一个好的系统设计应该具 备如下三个性质： • 1、可扩展性(Extensibility) • 2、灵活性(Flexibility) • 3、可插入性(Pluggability)
实例
说明
• 喜欢动物-->喜欢猫 ，因为猫是动物
• 如果需要更换一个加密算法类或者增加并 使用一个新的加密算法类，如将CipherA改 为CipherB，则需要修改客户类Client和数据 操作类DataOperator的源代码，违背了开闭 原则。
解析
• 现使用里氏代换原则对其进行重构，使得 系统可以灵活扩展，符合开闭原则。
定义
• • • • 接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)的定义如下： 客户端不应该依赖那些它不需要的接口。 其英文定义为： Clients should not be forced to depend upon interfaces that they do not use. 注意，在该定义中的接口指的是所定义的方法。 另一种定义方法如下： 一旦一个接口太大，则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。 其英文定义为： Once an interface has gotten too 'fat' it needs to be split into smaller and more specific interfaces so that any clients of the interface will only know about the methods that pertain to them.
分析
• 1、依赖倒转原则是Robert C. Martin在1996年为《C++ Reporter》所写 的专栏Engineering Notebook的第三篇，后来加入到他在2002年出版的 经 典 著 作 《Agile Software Development, Principles, Patterns, and Practices》中。 • 简单来说，依赖倒转原则就是指：代码要依赖于抽象的类，而不要依 赖于具体的类；要针对接口或抽象类编程，而不是针对具体类编程。 • 2、实现开闭原则的关键是抽象化，并且从抽象化导出具体化实现， 如果说开闭原则是面向对象设计的目标的话，那么依赖倒转原则就是 面向对象设计的主要手段。 • 3、依赖倒转原则的常用实现方式之一是在代码中使用抽象类，而将 具体类放在配置文件中。 • “将抽象放进代码，将细节放进元数据” • Put Abstractions in Code, Details in Metadata • （《程序员修炼之道：从小工到专家》(The Pragmatic programmer: from journeyman to master) ）
4、依赖倒转原则
• 紫色半星
4、依赖倒转原则
定义
• 依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle, DIP)的定义如下： • 高层模块不应该依赖低层模块，它们都应该依赖抽象。抽象不 应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。 • 其英文定义为： • High level modules should not depend upon low level modules, both should depend upon abstractions. Abstractions should not depend upon details, details should depend upon abstractions. • 另一种表述为： • 要针对接口编程，不要针对实现编程。 • 其英文定义为： • Program to an interface, not an implementation.
分析
类之间的耦合
• 类之间的耦合 • 零耦合关系 • 具体耦合关系 • 抽象耦合关系
• 依赖倒转原则要求客户端依赖于抽象耦合， 以抽象方式耦合是依赖倒转原则的关键。
依赖注入
• 依赖注入 • 构造注入(Constructor Injection)：通过构 造函数注入实例变量。 • 设值注入(Setter Injection)：通过Setter方 法注入实例变量。 • 接口注入(Interface Injection)：通过接口 方法注入实例变量。
重构
• 面向对象设计原则和设计模式也是对系统 进行合理重构的指南针，重构(Refactoring) 是在不改变软件现有功能的基础上，通过 调整程序代码改善软件的质量、性能，使 其程序的设计模式和架构更趋合理，提高 软件的扩展性和维护性。
1、单一职责原则
• 绿色半星
1、单一职责原则
定义
• 单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP)定义如下： • 一个对象应该只包含单一的职责，并且该职责被完整地封 装在一个类中。 • 其英文定义为： • Every object should have a single responsibility, and that responsibility should be entirely encapsulated by the class. • 另一种定义方式如下： • 就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。 • 其英文定义为： • There should never be more than one reason for a class to change.
• • • • •
分析
• 接口隔离原则是指使用多个专门的接口，而不使用单一的总接 口。每一个接口应该承担一种相对独立的角色，不多不少，不 干不该干的事，该干的事都要干。 • (1) 一个接口就只代表一个角色，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) 接口仅仅提供客户端需要的行为，即所需的方法，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。 • 使用接口隔离原则拆分接口时，首先必须满足单一职责原则， 将一组相关的操作定义在一个接口中，且在满足高内聚的前提 下，接口中的方法越少越好。 • 可以在进行系统设计时采用定制服务的方式，即为不同的客户 端提供宽窄不同的接口，只提供用户需要的行为，而隐藏用户 不需要的行为。
分析
• 1、里氏代换原则由2008年图灵奖得主、美国第一位计算机科学 女博士、麻省理工学院教授Barbara Liskov和卡内基.梅隆大学 Jeannette Wing教授于1994年提出。其原文如下：Let q(x) be a property provable about objects x of type T. Then q(y) should be true for objects y of type S where S is a subtype of T. • 2、里氏代换原则可以通俗表述为：在软件中如果能够使用基 类对象，那么一定能够使用其子类对象。把基类都替换成它的 子类，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的话，那么它不一定能够使 用基类。 • 3、里氏代换原则是实现开闭原则的重要方式之一，由于使用基 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基 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。
概述
可维护性和可复用性
• 1、软件的复用(Reuse)或重用拥有众多优点， 如可以提高软件的开发效率，提高软件质量， 节约开发成本，恰当的复用还可以改善系统的 可维护性。 • 2、面向对象设计复用的目标在于实现支持可 维护性的复用。 • 3、在面向对象的设计里面，可维护性复用都 是以面向对象设计原则为基础的，这些设计原 则首先都是复用的原则，遵循这些设计原则可 以有效地提高系统的复用性，同时提高系统的 可维护性。
实例
说明
• 由于需求的变化，该系统可能需要增加新 的数据源或者新的文件格式，每增加一个 新的类型的数据源或者新的类型的文件格 式，客户类MainClass都需要修改源代码， 以便使用新的类，但违背了开闭原则。
解析
• 现使用依赖倒转原则对其进行重构。
5、接口隔离原则
• 蓝色半星
5、接口隔离原则
实例
说明
• 某图形界面系统提供了各种不同形状的按 钮，客户端代码可针对这些按钮进行编程， 用户可能会改变需求要求使用不同的按钮， 原始设计方案如图所示：
解析
• 现对该系统进行重构，使之满足开闭原则 的要求：
3、里氏代换原则
• 黄色半星
3、里氏代换原则
定义
• 里氏代换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)有两种定义方式， 第一种定义方式相对严格，其定义如下： • 如果对每一个类型为S的对象o1，都有类型为T的对象o2，使得 以T定义的所有程序P在所有的对象o1都代换成o2时，程序P的 行为没有变化，那么类型S是类型T的子类型。 • 其英文定义为： • If for each object o1 of type S there is an object o2 of type T such that for all programs P defined in terms of T, the behavior of P is unchanged when o1 is substituted for o2 then S is a subtype of T. • 第二种更容易理解的定义方式如下： • 所有引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。 • 其英文定义为： • Functions that use pointers or references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it.