面向对象地设计法则系列--BobTarr
面向对象五大原则
1. 单一职责原则(SRP)单一职责原则(SRP),就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。
也就是说,不要把变化原因各不相同的职责放在一起,因为不同的变化会影响到不相干的职责。
再通俗一点地说就是,不该你管的事情你不要管,管好自己的事情就可以了,多管闲事害了自己也害了别人。
在软件设计中,如果一个类承担的职责过多,就等于吧这些职责耦合在一起,而一个职责的变化可能会削弱和抑制这个类完成其他职责的能力。
这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。
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。
如果多于一个的动机去改变一个类,那么这个类就具有多余一个的职责,就应该要考虑类的职责分离。
2. 开放-封闭原则(The Open-Closed Principle 简称OCP)开放-封闭原则,或叫开-闭原则,是说软件实体(类、模块、函数等)应该是可以扩展的,但是不可修改。
不修改的意思就是是“你可以随便增加新的类,但是不要修改原来的类”。
从这个角度去理解就好多了,其实这里还是一个隔离变化的问题。
这个原则的两个特征:一个是对于扩展是开放的;另一个是对于更改是封闭的。
我们在设计开发任何系统时,都不可能指望系统一开始就需求确定,就不再变化(要这样就太幸福了,哈哈),这是不现实的也是不科学的想法。
既然需求是有一定变化的,那么如何在面对需求变化时,设计的程序可以相对容易的修改,不至于说,新需求一来,就要把整个程序推倒重来(这样会让程序员疯了不可,哈哈,你不想疯吧)。
怎样的设计才能面对需求的改变却可以保持相对稳定,从而使得系统可以在第一个版本以后不断推出的新版本呢?开放-封闭原则就是我们的答案。
在程序设计时,我们要时刻考虑尽量把类设计的足够好,写好了就不要去修改,如果有新的需求来了,我们增加一些类来完成新的需求,原来的代码能不动就不动。
绝对的对修改关闭是不可能的,无论模块是多么的封闭,都会存在一些无法对之封闭的变化,既然不能完全封闭,设计人员必须对他设计的模块应该对那种变化封闭做出抉择、他必须事先猜测出最有可能发生变化的变化种类,然后构建抽象来隔离那些变化。
面向对象七大设计原则
面向对象七大设计原则面向对象(Object-Oriented)编程是一种用于设计、编码和组织计算机程序的编程范式。
其核心是将程序中的数据和行为封装到类中,使得程序可以更易于扩展和维护。
在面向对象编程中,遵循七大设计原则是非常重要的,下面分别进行介绍:1、单一职责原则(SRP)单一职责原则强调一个类只应该有一个单一的责任。
这样可以使类更加简单,易于维护和扩展。
如果一个类具有多个职责,那么一旦其中一个职责发生变化,就可能会影响到其他职责。
2、开放封闭原则(OCP)开放封闭原则强调软件实体(类、模块、函数等)应该对扩展开放,对修改关闭。
也就是说,当需要添加新功能时,应该通过扩展现有的代码来实现,而不是直接修改原有代码。
这样可以减少对原有代码的影响,并且可以使程序更加稳定和可维护。
3、里氏替换原则(LSP)里氏替换原则指的是,子类应该能够替换掉父类并且不会影响原有的程序逻辑。
也就是说,任何一个基类可以在不影响程序正确性的情况下被其子类所替代。
4、依赖倒置原则(DIP)依赖倒置原则强调抽象不应该依赖于具体实现,具体实现应该依赖于抽象。
也就是说,高层模块(如应用程序)不应该依赖于底层模块(如数据库、文件系统等),而是应该依赖于抽象(如接口、抽象类等)。
5、接口隔离原则(ISP)接口隔离原则指的是,客户端不应该依赖于它不需要的接口。
也就是说,一个类不应该被强迫实现那些它不需要的接口。
这样可以降低类之间的耦合度,并且可以使接口更加清晰和易于维护。
6、迪米特法则(LKP)迪米特法则也叫作最少知识原则(LKP),它强调一个对象应该对其他对象有最少的了解。
也就是说,一个对象不应该直接与其他对象交互,它应该通过中介者来实现。
这样可以减少类之间的耦合度,使得程序更加稳定和易于维护。
7、合成复用原则(CRP)合成复用原则强调在软件设计中应尽量使用合成/聚合而不是继承来实现代码复用。
也就是说,应该通过组合多个简单的对象来构建复杂的对象,而不是通过继承来扩展已有的代码。
面向对象设计原则ppt
重新认识面向对象
• OOPL没有回答面向对象的根本性问题---我们为什么要面向对象?我们应该怎样实 现好的面向对象?我们应该遵循什么样的 原则? • 任何一个严肃的面向对象程序员都要系统 的学习面向对象知识,单纯从编程语言上 获得的面向对象知识,不能够胜任面向对 象设计与开发
举一个例子
示Hale Waihona Puke 场景:面向对象设计原则• 针对接口编程,而不是针对实现编程
--客户无需知道所使用对象的特定类型,只需知道对象拥有客户所 期望的接口
• 有限使用组合,而不是类继承
--类继承通常为“白箱复用”,对象组合通常成为“黑箱复用”。 继承在某种程度上破坏了封装性,子类父类耦合度高;而对象组合则 只要求被组合对象具有良好定义的接口,耦合度低。
面向对象设计原则
目标
• 重新认识一下面向对象 • 了解面向对象设计原则
重新认识面向对象
• 通过面向对象编程语言(OOPL)认识到的面向对象, 并不是面向对象的全部,甚至只是浅陋的面向 对象 • 不是使用了面向对象语言就是实现了面向对象的 设计和开发
我们不能依赖编程语言的面向对象机制来掌握面向对象 OOPL的三大机制“封装、继承、多态”可以表达面向对 象的概念,但是没有刻画出面向对象的核心精神。 可以用这三大机制做出好的“面向对象设计”也可以做出差的“面向 对象的设计” .
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开放封闭原则 OCP
• 软件实体(类、模块、函数等等)应该是可以扩展的,但是不可以修改 的 -- 对扩展是开放的。当需求 变化时,我们可以对模块进行扩展, 使其具有能够满足那些变化的行为。 -- 对更改是封闭的。对模块进行修改时不必改动模块的源代码(并 非绝对,但是应该是最小限度)
例子
Interface Shape{ public void draw(){……} } class Square extends Shape{ public void draw(){……} } class Circle extends Shape{ public void draw(){……} } class Test{ public static void main(String[] args){ List shapes = …… //绘制所有图形 Iterator iter = shapes.iterator(); while(iter.hasNext()){ ((Shape)iter.next()).draw(); } } }
面向对象程序设计的理念和原则
面向对象程序设计的理念和原则一、导言面向对象程序设计(OOP)是软件开发过程中的一种常见的编程范式,从它的名字就可以看出,它更关注对象而不是过程。
本文将深入探讨面向对象程序设计的理念和原则,帮助读者更好地理解该范式。
二、什么是面向对象程序设计?面向对象程序设计是一种编程思想,其核心理念是将问题看作“对象”,对象可以是现实世界的事物,也可以是一个数据结构,还可以是一个函数等。
对于一种对象,它具有属性和方法,属性是该对象的状态特征,而方法则是该对象所能执行的操作。
封装、继承和多态是面向对象程序设计的基本特征,我们将在下面的章节中进行详细讲解。
三、封装封装是面向对象程序设计的重要特征之一,其核心理念是将数据和方法封装到一个独立的对象中,从而保证数据的隐私性和安全性。
封装使得对象之间的交互更加安全和简单,因为外部用户只需要使用对象提供的公共接口(也就是方法)即可完成访问和修改,而无需了解对象内部的具体实现细节。
封装可以有效地维护代码的可扩展性和可维护性,减少代码的耦合度。
四、继承继承是面向对象程序设计的另一个重要特征,其核心理念是在已有的类的基础上,通过继承可以创建新类,新类可以继承父类的属性和方法,同时可以添加新的属性和方法,从而使得代码的可重用性更加高效。
在继承中,父类称为基类或超类,而子类称为派生类。
继承可以有效地减少代码的冗余性,提高代码的复用度。
五、多态多态是面向对象程序设计的第三个重要特征,其核心理念是相同的消息可以引起不同对象的不同行为,也就是不同的对象可以对同一项操作做出不同的响应。
多态十分灵活,可以极大地简化程序设计的过程,提高代码的灵活性和可扩展性。
它还可以实现代码的动态绑定和运行时的类型检查,从而使得代码更加健壮和可靠。
六、面向对象程序设计的原则除了上面的三个特征之外,面向对象程序设计还有一些重要的原则,它们可以有效地减少程序设计中的错误和缺陷,提高代码的质量和可读性。
下面我们就来介绍其中几个常见的原则:1.单一职责原则(SRP)单一职责原则是指一个类只负责一种功能,也就是每个类都应该只有一个引起它变化的原因。
面向对象设计的基本原则和模式
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。
面向对象的设计原则
面向对象的设计原则一开放-关闭原则动机一个设计良好的应用程序应该充分考虑到开发和维护阶段需求的频繁变化,通常情况下,添加一个新的功能需要做出很多修改,我们应该使对已有代码的修改最小化,因为他们已经经过了测试。
对现有代码做出修改将会以一种不可预料的方式影响它们的已有功能。
开放-关闭原则(以下简称开闭原则)开-闭原则:一个软件实体应该对扩展开发,对修改关闭。
开闭原则是说我们应该努力设计不需要修改的模块。
在扩展系统的行为时,我们只需要添加新的代码,而不需要修改已有的代码。
一般可以通过添加新的子类和重写父类的方法来实现。
满足开闭原则的模块符合下面两个标准:∙对扩展开放 ------- 模块的行为可以被扩展从而满足新的需求。
∙对修改关闭 ------- 不允许修改模块的源代码。
(或者尽量使修改最小化)这两个标准看似相互矛盾的,那么我们怎么实现他们呢?怎样实现开闭原则∙抽象∙多态∙继承∙接口要想使一个软件系统的所有模块都满足开闭原则是不太现实的,不过我们应该努力使大部分模块满足开闭原则。
开闭原则是面向对象设计的核心,满足该原则可以达到最大限度的复用和可维护性。
实例考虑下面某个类的方法:public double totalPrice(Part[] parts) {double total = 0.0;for (int i=0; i<parts.length; i++) {total += parts[i].getPrice();}return total;}上面函数的功能是计算给定的零件数组中所有零件价格的总和,如果Part是一个基类或者接口,那我们就可以利用多态的特性,当有新的零件被添加进来时不需要修改该函数的代码。
这样它就可以满足开闭原则。
但是如果我们的会计部门规定当计算主板和内存的价格时,需要添加一些额外的费用,请看下面的代码:public double totalPrice(Part[] parts) {double total = 0.0;for (int i=0; i<parts.length; i++) {if (parts[i] instanceof Motherboard)total += (1.45 * parts[i].getPrice());else if (parts[i] instanceof Memory)total += (1.27 * parts[i].getPrice());elsetotal += parts[i].getPrice();}return total;}现在它还符合开闭原则吗?不!每次会计部门发布一个新的价格政策时,我们都需要修改totalPrice()方法!它对修改不是关闭的,显然,价格政策的改变意味着我们必须修改某处的代码,那么我们应该怎么做呢?为了使用我们第一个版本的totalPrice()方法,我们需要把Part的getPrice()方法的价格政策包含进来。
面向对象设计的概念与原则
面向对象设计的概念与原则面向对象设计(Object-Oriented Design, OOD)是一种设计方法学,旨在将现实世界中的概念和实体转化为软件系统中的对象,以实现更高效、更可靠、更易于维护和扩展的软件系统。
本文将介绍面向对象设计的基本概念和原则,以及如何在实际项目中应用它们来设计出更好的软件系统。
面向对象设计的基本概念面向对象设计的基本概念包括:对象(Object):是一个具有行为、状态和标识的实体,可以是一个具体的物体,也可以是一个抽象的概念。
类(Class):是一组具有相同属性和行为的对象的集合,是对象的模板或蓝图。
实例(Instance):是一个特定的对象,它是从某个类中用构造函数创建出来的。
继承(Inheritance):是一种创建新类的机制,使新类具有现有类的属性和行为。
新类称为子类(Subclass),现有类称为父类(Superclass)。
多态(Polymorphism):是指同一种行为在不同对象中有不同的实现方式或表现形式。
常见的实现方式是方法的重载和覆盖。
封装(Encapsulation):是一种将数据和操作封装在对象内部的方法,以实现数据的隐藏、保护和减少外部依赖的目的。
面向对象设计的原则面向对象设计的原则是指一些指导性原则或规范,用于指导如何实现良好的面向对象设计。
其中最为著名的是SOLID原则,即单一职责原则(Single Responsibility Principle)、开放闭合原则(Open-Closed Principle)、里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)和依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle)。
单一职责原则指一个类应该只有一个引起它变化的原因,即一个类只应该具有一种职责。
这样可以使得类的设计更加简洁、解耦,易于维护和扩展。
面向对象的设计原则
面向对象的设计原则面向对象的设计原则(OODP),又称软件工程基本原则,是一组遵循的准则,它使构建和维护高质量,灵活,容易调整复杂软件应用程序变得更容易、可靠和有效。
首先,“单一职责原则”(SRP)指出,每个类,函数,模块等应当负责一个单一任务:它们应该完成核心动机,而不是执行其他可能是更大的团队动机的其他事情。
也就是说,单一职责原则要求每个对象尽可能少地做更多的事情,从而减少复杂性,增加模块的复用以及允许有效的灵活性和松耦合。
其次,“开放封闭原则”(OCP)定义了一种设计问题可以解决,而实施解决方案时不必修改该设计问题。
使软件系统处于“开放”状态,以便可以操作它,而封闭状态则可以防止对系统的非零售改动。
随后,“接口隔离原则”(ISP)要求所有客户端程序使用接口,而不是具体类。
这种原则有助于确保客户端代码不依赖它不使用的功能,从而获得较好的内聚,更可靠的模块结构。
此外,“依赖反转原则”(DIP)指出,对象应该依赖于抽象而不是具体实现。
它有助于更抽象模块的可重用性和可测试性,从而避免了大量硬编码依赖项和不可管控结果,从而简化了代码维护和测试。
另一方面,“迪米特法则”通常被简称为“最少知识原则”(LKP),它要求一个对象应该尽可能少地知道其他对象的内容,以及它们的交互。
意思是说,它们既不应该依赖于内部的实现细节,也不应该被任何其他对象控制,从而实现良好的封装和高内聚,并改善软件的可维护性和可测试性。
最后,“合成复用原则”(CRP)指出,应该尽量组合构件,而不是继承构件,以建立可重用性和高内聚性,从而减少代码复杂性。
例如,如果某个构件有两个分解部分,而基本构件只是实现其中一个部分,则可以使用组合而不是继承来实现构件的全部功能。
软件开发中的面向对象设计原则
软件开发中的面向对象设计原则在软件开发中,面向对象设计原则是非常重要的一个环节。
其主要作用是给软件开发过程中的程序员提供一些指导性的原则,帮助他们在开发过程中更加系统化和规范化地编写程序。
在本文中,我们将着重介绍面向对象设计原则的概念和相关原则。
一、面向对象设计概念面向对象设计是指一种基于面向对象编程思想的软件设计方法。
在这种方法中,软件系统中的各个功能模块和数据结构被抽象成一个个类,每个类具有自己的属性和方法。
这些类之间通过继承、组合等方式相互关联,从而构成了一个软件系统。
面向对象设计的基本思想是“以问题为中心,以对象为基础”。
在软件开发过程中,我们需要专注于解决问题,而不是把注意力放在实现细节上。
只有当我们能够清晰地把问题分解成不同的对象时,才能够更有效地解决问题。
二、常见的面向对象设计原则1. 单一职责原则单一职责原则是指一个类或者模块只负责一项职责。
这个原则的目的是确保软件系统中的每个类只有一个变化的原因。
如果一个类负责多项职责,则当其中某一项职责发生改变时,可能就会影响到其他职责的实现。
2. 开放封闭原则开放封闭原则是指一个类的设计应该对扩展开放,对修改关闭。
这个原则的目的是防止系统中的某个类随时被修改,从而导致系统运行出现问题。
如果一个设计具有良好的扩展性,那么这个设计的可维护性和可扩展性就会更好。
3. 里氏替换原则里氏替换原则是指一个子类应该可以完全替代它的父类并且保持其原有的行为方式。
这个原则的目的是保持类的接口稳定性,防止接口发生变化对系统的影响。
只有符合里氏替换原则的设计,才能够可以保证软件的正确性和稳定性。
4. 接口隔离原则接口隔离原则是指一个类不应该依赖于它不需要使用的接口。
这个原则的目的是为了防止系统中的某个类受到其他类的影响而发生问题。
只有考虑到类的实际使用情况,才能够避免类之间互相影响而导致的问题。
5. 依赖倒置原则依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖于底层模块,而是应该依赖于抽象。
面向对象的设计准则
面向对象的设计准则面向对象的设计准则是软件开发中的重要原则,它有助于创建高效、可维护和可扩展的软件系统。
以下是一些面向对象的设计准则:1.单一职责原则:一个类应该只有一个引起变化的原因。
这意味着一个类应该只负责一项功能或业务逻辑,这样可以提高代码的可维护性和可读性。
2.开闭原则:软件实体应该对扩展开放,对修改封闭。
也就是说,软件实体应该通过增加新代码而不是修改现有代码来增加新功能。
这样可以提高代码的可维护性和可重用性。
3.里氏替换原则:如果一个软件实体使用的是一个基类的引用或指针,那么这个实体不需要知道它实际引用或指向的是基类还是其子类的对象。
这样可以保证代码的灵活性和可扩展性。
4.依赖倒置原则:高层模块不应该依赖于低层模块,它们都应该依赖于抽象。
抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。
这样可以降低类之间的耦合度,提高代码的可维护性和可重用性。
5.接口隔离原则:客户端不应该强制依赖于它不使用的接口。
接口隔离原则有助于降低客户端和接口之间的耦合度,提高代码的可维护性和可重用性。
6.最少知识原则:一个对象应该对其他对象保持最少的了解。
也就是说,一个类应该只与直接相关的对象进行交互,而不是与其他不相关的对象进行交互。
这样可以降低类之间的耦合度,提高代码的可维护性和可重用性。
7.单一职责原则的进一步解释:这个原则也可以被理解为每个类都应该有一个明确的职责,并且这个职责应该被封装在一个类中。
这有助于提高代码的可读性和可维护性,因为每个类都有明确的职责和功能,使得代码更容易理解和修改。
以上是面向对象的设计准则,遵循这些准则可以设计出更加健壮、灵活和可维护的软件系统。
面向对象程序设计的原则与应用案例研究
面向对象程序设计的原则与应用案例研究面向对象程序设计(Object-Oriented Programming,简称OOP)是一种编程范式,它将数据和操作封装在对象中,并通过对象之间的交互来实现程序的功能。
OOP的设计原则是为了提高代码的可读性、可复用性和可扩展性。
本文将探讨面向对象程序设计的原则,并通过应用案例研究来展示这些原则的应用。
一、面向对象程序设计的原则1. 单一职责原则(Single Responsibility Principle,SRP)单一职责原则要求一个类应该只有一个引起变化的原因。
换句话说,一个类应该具有单一的责任。
这样可以提高类的内聚性,降低类的复杂度,并且使类的修改更加容易。
例如,一个图书馆管理系统中,Book类负责图书的基本信息,而Borrower类负责借阅者的信息,这样每个类都只处理自己相关的信息,符合单一职责原则。
2. 开放封闭原则(Open-Closed Principle,OCP)开放封闭原则要求软件实体(类、模块、函数等)应该对扩展开放,对修改封闭。
这意味着当需求发生变化时,我们应该通过扩展,而不是修改已有的代码来实现新的功能。
例如,一个简单的图形绘制软件,可以定义一个抽象的Shape类作为基类,派生出Rectangle和Circle两个子类。
当需要新增一种图形时,可以通过创建一个新的子类来扩展,而不是修改已有的代码。
3. 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle,LSP)里氏替换原则要求子类可以完全替换父类,并且程序的行为保持一致。
这意味着在使用父类对象的地方,可以使用子类对象来替代,而不会引起任何错误或异常。
例如,一个动物类可以拥有一个eat()方法来表示吃东西的行为,而子类狗、猫等都可以继承该方法并按自己的方式实现。
4. 接口隔离原则(Interface Segregation Principle,ISP)接口隔离原则要求使用多个专门的接口,而不使用单一的总接口。
试述面向对象设计的准则
试述面向对象设计的准则面向对象设计的准则是一组规则和原则,用于指导开发人员在设计面向对象系统时的决策。
以下是常见的面向对象设计准则: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。
每个类应该有一个清晰的职责,只负责完成一项功能。
2. 开放-封闭原则(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。
可以通过扩展现有代码的行为来添加新功能,而无需修改既有代码。
3. 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle,LSP):子类对象必须能够替换其父类对象,而不会影响程序的正确性。
子类应该可以在不违反父类约束的情况下扩展父类的功能。
4. 接口隔离原则(Interface Segregation Principle,ISP):不应该强迫客户端依赖于它们不需要使用的接口。
一个类不应该强迫其依赖的其他类使用它们不需要的方法。
5. 依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle,DIP):高层模块不应该依赖于低层模块,而是应该依赖于抽象接口。
即依赖关系应该通过抽象而非具体实现来建立。
6. 迪米特法则(Law of Demeter,LoD):一个对象应该与其周围的对象保持最少的知识。
对象之间的耦合度应该尽量降低,只与直接的朋友交流。
7. 组合/聚合复用原则(Composition/Aggregation Reuse Principle,CARP):通过组合或聚合关系来实现对象之间的关联,而不是通过继承关系。
组合和聚合提供了更灵活的对象关系,使得系统更易于扩展和维护。
这些准则旨在帮助开发人员设计出良好结构、可重用、易于扩展和可维护的面向对象系统。
学习要点面向对象设计原则
学习要点面向对象设计原则学习要点:面向对象设计原则一、介绍面向对象设计原则是软件工程中的重要概念,它指导我们如何设计高质量、可维护、可扩展的软件系统。
本文将介绍几个常用的面向对象设计原则,包括单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则和接口隔离原则。
二、单一职责原则单一职责原则指的是一个类只应该有一个责任。
一个类承担的责任越多,其职责变得越复杂,不易维护和修改。
遵循单一职责原则可以让类的职责尽量清晰明确,提高代码的可读性和可维护性。
三、开放封闭原则开放封闭原则是指软件实体应该对扩展开放,对修改封闭。
也就是说,当需要修改一个类的行为时,应该通过扩展而不是修改原有的代码。
通过使用抽象、接口和多态等技术,可以实现代码的可扩展性,降低了代码的耦合性。
四、里氏替换原则里氏替换原则是指在一个软件系统中,任何一个父类可以被其子类所替代,而不会影响系统的正确性。
也就是说,子类对象应该能够替代父类对象,且原有的程序逻辑不会发生错误或异常。
遵循里氏替换原则可以提高代码的可复用性和可扩展性。
五、依赖倒置原则依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖低层模块,二者应该依赖于抽象。
换言之,应该面向接口编程,而不是面向实现编程。
通过依赖倒置原则可以降低模块间的耦合度,提高系统的可维护性和可扩展性。
六、接口隔离原则接口隔离原则是指客户端不应该依赖于它不需要的接口。
一个类应该只依赖于它需要的接口,而不应该依赖于整个接口集合。
接口隔离原则可以提高系统的内聚性,减少对外部接口的依赖,降低系统耦合度。
七、总结面向对象设计原则是提高软件质量和可维护性的重要手段。
单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则和接口隔离原则都是设计高质量软件的指导原则。
在实际开发中,我们应该尽量遵循这些原则,以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
请根据你的实际需要,适当增加字数限制。
软件设计师的面向对象设计和设计模式
软件设计师的面向对象设计和设计模式在软件开发领域,面向对象设计和设计模式是软件设计师必备的核心知识。
面向对象设计是一种以对象为核心的设计思想,强调将系统的功能模块划分为独立的对象,并通过对象之间的交互实现系统的整体功能。
而设计模式则是针对常见问题的解决方案,通过提供经过实践验证的设计方法来解决软件开发中的复杂性。
一、面向对象设计的基本原则面向对象设计的基本原则有四个:单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则和依赖倒置原则。
1. 单一职责原则:一个类只应该有一个单一的功能或职责。
这样可以确保类的职责清晰明确,降低代码复杂度,提高代码的可维护性。
2. 开放封闭原则:软件实体应该是可扩展的,但是不可修改的。
通过对扩展进行开放,对修改进行封闭,可以实现代码的复用性和可维护性。
3. 里氏替换原则:子类对象应该能够替换父类对象,并且保持程序的逻辑行为不发生变化。
这样可以保证系统的稳定性和灵活性。
4. 依赖倒置原则:高层模块不应该依赖于低层模块,二者都应该依赖于抽象。
通过依赖倒置可以减少模块间的耦合性,提高代码的可拓展性。
二、常用的设计模式1. 创建型设计模式创建型设计模式包括:Singleton(单例模式)、Factory Method(工厂方法模式)、Abstract Factory(抽象工厂模式)、Builder(建造者模式)、Prototype(原型模式)等。
这些模式主要用于对象的创建,根据实际需求选择合适的创建型模式,可以提高系统的灵活性和可维护性。
2. 结构型设计模式结构型设计模式包括:Adapter(适配器模式)、Bridge(桥接模式)、Composite(组合模式)、Decorator(装饰者模式)、Facade (外观模式)、Proxy(代理模式)等。
这些模式主要用于对象的组合和组织,通过结构型模式可以实现系统的灵活性和可扩展性。
3. 行为型设计模式行为型设计模式包括:Observer(观察者模式)、Strategy(策略模式)、Template Method(模板方法模式)、Command(命令模式)、State(状态模式)等。
面向对象编程中的设计原则与软件架构指南
面向对象编程中的设计原则与软件架构指南在面向对象编程(Object-Oriented Programming,简称OOP)中,设计原则与软件架构是关键的概念。
设计原则指导开发者以可维护、可扩展和可重用的方式构建软件系统,而软件架构则提供了实现这些原则的框架和指导。
本文将介绍几个常见的设计原则和软件架构指南,供开发者参考和应用。
一、设计原则1. 单一职责原则(Single Responsibility Principle,SRP)单一职责原则要求类或模块只负责一个明确的职责。
这意味着每个类应该只有一个引起变化的原因。
通过遵循SRP,可以使类更加清晰、可维护,并且容易进行重用。
2. 开闭原则(Open-Closed Principle,OCP)开闭原则要求软件实体(类、模块、函数等)对扩展是开放的,对修改是关闭的。
这意味着应该通过扩展现有的代码来实现新功能,而不是修改已有的代码。
通过遵循OCP,可以减少代码的耦合性,使系统更加稳定和易于维护。
3. 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle,LSP)里氏替换原则要求子类可以替换掉父类在任何场景中,并且不会影响程序的正确性。
这意味着通过继承实现的子类应该能够完全替代父类的功能,并且表现出相同的行为。
遵循LSP可以帮助我们设计出更加健壮和可靠的软件系统。
4. 依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle,DIP)依赖倒置原则要求高层模块不应该依赖低层模块,它们应该依赖于抽象。
具体而言,高层模块只应该依赖于接口或抽象类,而不应该依赖于具体的实现类。
通过遵循DIP,可以降低模块间的耦合性,并且使系统更加灵活和可扩展。
5. 接口隔离原则(Interface Segregation Principle,ISP)接口隔离原则要求接口应该小而专,而不应该大而全。
这意味着接口应该只包含客户端所需的方法,不应该包含不相关或不必要的方法。
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。
面向对象设计原则
面向对象设计原则
面向对象设计原则是一种实践性的指导,它指导程序员如何使用面向对象的方式设计出优秀的程序。
它旨在提升程序的可读性、可维护性、可测试性和可扩展性,以及可重用性和可扩展性。
面向对象设计原则涵盖了一系列的原则,可以帮助程序员在设计时避免常见的错误,从而确保程序的可靠性和可维护性。
1、单一职责原则(SRP):单一职责原则要求每个类只负责一件事情,而不是多个职责。
这样,在维护类时,程序员就可以更加专心致志,从而减少出错的可能性,也减少了代码的复杂程度。
2、开放-封闭原则(OCP):开放-封闭原则要求一个软件实体(类、模块、函数)应该是可以扩展的,但不可修改。
这样,在需求变更的情况下,程序员只需要增加新的代码,而不用修改现有的代码,从而确保程序的稳定性。
3、接口隔离原则(ISP):接口隔离原则要求程序员应该尽量将接口分解为多个小接口,并要求每个类只实现自己需要的接口,而不是实现一个大而全的接口。
这样,程序员就可以在实现接口时不会出错,从而提高程序的可读性、可维护性和可测试性。
4、依赖倒置原则(DIP):依赖倒置原则要求程序员在编写代码时,应该尽量避免“程序依赖于具体类型”的情况,而是要求“程序依赖于
抽象类型”,这样,在后期的维护时,程序员就可以根据实际情况自由地更换依赖的类型,从而提高程序的可扩展性和可维护性。
通过实施面向对象设计原则,程序员可以更好地管理代码,并可以让程序更加规范,从而提高程序的可读性、可维护性和可测试性。
面向对象编程的12条原则
面向对象编程的12条原则面向对象编程(Object Oriented Programming,简称OOP)是一种编程范式,通过将数据和操作组织为对象,实现更加灵活的编程方式。
在OOP中,有一些基本准则被视为重要的原则,它们指导着开发者们的编程实践。
以下是面向对象编程的12条原则。
一、单一职责原则一个类应该只有一个引起它变化的原因。
这意味着一个类只负责一项职责,如果一个类有多个职责,那么将会难以维护和扩展。
二、开放封闭原则一个软件实体(类、模块、函数等)应该对扩展开放,对修改关闭。
也就是说,在不改变代码的前提下,可以增加新功能。
三、里氏替换原则子类必须能够替换掉它们的父类。
也就是说,在所有需要父类对象的地方,都可以使用它的子类对象来代替,而不会产生任何错误或异常。
四、接口隔离原则客户端不应该强制依赖它们不需要使用的接口。
应该将一个大的接口拆分为多个小的接口,让客户端只需要依赖它们需要使用的接口。
五、依赖倒置原则高层次的模块不应该依赖于低层次的模块,而是应该依赖于抽象。
这意味着我们应该依赖于接口或抽象类,而不是具体的实现类。
六、迪米特法则(最少知识原则)一个对象应该对其他对象有最少的了解。
也就是说,一个对象不应该直接和其他对象通信,而是通过中间对象来通信。
七、合成复用原则优先使用对象的组合和聚合关系,而不是继承关系,来达到代码复用的目的。
这样可以减少代码的耦合度,提高代码的灵活性。
八、代码重构原则当面临代码复杂性、代码难以维护或可读性差的时候,应该将代码进行重构,使其更易于理解和维护。
重构可以是比较小的改变,也可以是较大的改变。
九、KISS原则“Keep it Simple, Stupid”是指保持代码简单而易于理解。
简单的代码更容易维护和调试,同时也更容易让其他人理解代码的含义。
十、YAGNI原则“You Ain't Gonna Need It”的意思是指,在代码实现时,不要过度设计或实现功能,因为你很可能不需要它。
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面向对象的设计法则系列Bob Tarr 著版本:0.1.0编写:outmyth日期:2002-11-20页数:共27 页WebScope小组 Copyright (C) 2002-2003 WebScope Group,All Rights Reserved。
修改说明目录1:优先使用(对象)组合,而非(类)继承 5组合的优点和缺点7 继承7继承的优点和缺点8 Coad规则8 继承/组合示例1 9 继承/组合示例2 10 继承/组合示例3 11 继承/组合示例4 12 继承/组合总结13 ⏹2:针对接口编程,而非(接口的)实现 13接口13 实现继承和接口继承15 接口的好处16 接口实例17 ⏹3:开放-封闭法则(OCP)17开放-封闭法则18 OCP示例19 相关法则22(a) 单选法则22⏹4:Liskov替换法则(LSP)22Liskov替换法则22 LSP示例24 总结27【译者注】本文主要是以Bob Tarr的文章作为翻译的主线(黑色),GOF(紫色),C++ View 上翻译Robert Martin的文章(褐色)和Webscope(蓝色和绿色)上的文章以及译者的见解为辅。
1:优先使用(对象)组合,而非(类)继承[ Favor Composition Over Inheritance ]组合(对象)组合是一种通过创建一个组合了其它对象的对象,从而获得新功能的复用方法。
将功能委托给所组合的一个对象,从而获得新功能。
有些时候也称之为“聚合”(aggregation)或“包容”(containment),尽管有些作者对这些术语赋予了专门的含义例如:聚合:一个对象拥有另一个对象或对另一个对象负责(即一个对象包含另一个对象或是另一个对象的一部分),并且聚合对象和其所有者具有相同的生命周期。
(译者注:即所谓的“同生共死”关系)(可参见GOF的Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software的引言部分)包容:一种特殊类型的组合,对于其它对象而言,容器中的被包含对象是不可见的,其它对象仅能通过容器对象来访问被包含对象。
(Coad)⏹包含可以通过以下两种方式实现:☞根据引用(By reference)☞根据值(By value)⏹C++允许根据值或引用来实现包含。
⏹但是在Java中,一切皆为对象的引用!组合的优点和缺点⏹优点:☞容器类仅能通过被包含对象的接口来对其进行访问。
☞“黑盒”复用,因为被包含对象的内部细节对外是不可见。
☞封装性好。
☞实现上的相互依赖性比较小。
(译者注:被包含对象与容器对象之间的依赖关系比较少)☞每一个类只专注于一项任务。
☞通过获取指向其它的具有相同类型的对象引用,可以在运行期间动态地定义(对象的)组合。
⏹缺点:☞从而导致系统中的对象过多。
☞为了能将多个不同的对象作为组合块(composition block)来使用,必须仔细地对接口进行定义。
继承⏹(类)继承是一种通过扩展一个已有对象的实现,从而获得新功能的复用方法。
⏹泛化类(超类)可以显式地捕获那些公共的属性和方法。
⏹特殊类(子类)则通过附加属性和方法来进行实现的扩展。
继承的优点和缺点⏹优点:☞容易进行新的实现,因为其大多数可继承而来。
☞易于修改或扩展那些被复用的实现。
⏹缺点:☞破坏了封装性,因为这会将父类的实现细节暴露给子类。
☞“白盒”复用,因为父类的内部细节对于子类而言通常是可见的。
☞当父类的实现更改时,子类也不得不会随之更改。
☞从父类继承来的实现将不能在运行期间进行改变。
Coad规则仅当下列的所有标准被满足时,方可使用继承:⏹子类表达了“是一个…的特殊类型”,而非“是一个由…所扮演的角色”。
⏹子类的一个实例永远不需要转化(transmute)为其它类的一个对象。
⏹子类是对其父类的职责(responsibility)进行扩展,而非重写或废除(nullify)。
⏹子类没有对那些仅作为一个工具类(utility class)的功能进行扩展。
⏹对于一个位于实际的问题域(Problem Domain)的类而言,其子类特指一种角色(role),交易(transaction)或设备(device)。
继承/组合示例1⏹“是一个…的特殊类型”,而非“是一个由…所扮演的角色”☞失败。
乘客是人所扮演的一种角色。
代理人亦然。
⏹永远不需要转化☞失败。
随着时间的发展,一个Person的子类实例可能会从Passenger转变成Agent,再到Agent Passenger。
⏹扩展,而非重写和废除☞通过。
⏹不要扩展一个工具类☞通过。
⏹在问题域内,特指一种角色,交易或设备☞失败。
Person不是一种角色,交易或设备。
继承并非适用于此处!使用组合进行挽救!继承/组合示例2⏹“是一个…的特殊类型”,而非“是一个由…所扮演的角色”☞通过。
乘客和代理人都是特殊类型的人所扮演的角色。
⏹永远不需要转化☞通过。
一个Passenger对象将保持不变;Agent对象亦然。
⏹扩展,而非重写和废除☞通过。
⏹不要扩展一个工具类☞通过。
⏹在问题域内,特指一种角色,交易或设备☞通过。
PersonRole是一种类型的角色。
继承适用于此处!继承/组合示例3⏹“是一个…的特殊类型”,而非“是一个由…所扮演的角色”☞通过。
预订和购买都是一种特殊类型的交易。
⏹永远不需要转化☞通过。
一个Reservation对象将保持不变;Purchase对象亦然。
⏹扩展,而非重写和废除☞通过。
⏹不要扩展一个工具类☞通过。
⏹在问题域内,特指一种角色,交易或设备☞通过。
是一种交易。
继承适用于此处!继承/组合示例4⏹“是一个…的特殊类型”,而非“是一个由…所扮演的角色”☞失败。
预订不是一种特殊类型的observable。
⏹永远不需要转化☞通过。
一个Reservation对象将保持不变。
⏹扩展,而非重写和废除☞通过。
⏹不要扩展一个工具类☞失败。
Observable就是一个工具类。
⏹在问题域内,特指一种角色,交易或设备☞不适用。
Observable是一个工具类,并非一个问题域的类。
继承并非适用于此处!继承/组合总结⏹组合与继承都是重要的重用方法⏹在OO开发的早期,继承被过度地使用⏹随着时间的发展,我们发现优先使用组合可以获得重用性与简单性更佳的设计⏹当然可以通过继承,以扩充(enlarge)可用的组合类集(the set of composableclasses)。
⏹因此组合与继承可以一起工作⏹但是我们的基本法则是:优先使用对象组合,而非(类)继承[ Favor Composition Over Inheritance ]2:针对接口编程,而非(接口的)实现[ Program To An Interface, Not An Implementation ]接口⏹接口是一个对象在对其它的对象进行调用时所知道的方法集合。
(译者注:GOF也给出了接口的定义,即对象接口描述了该对象所能接受的全部请求的集合。
可参见GOF的Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software的引言部分)⏹一个对象可以有多个接口(实际上,接口是对象所有方法的一个子集)⏹类型是对象的一个特定的接口。
⏹不同的对象可以具有相同的类型,而且一个对象可以具有多个不同的类型。
(译者注:GOF论述接口与类型之间的关系,即若一个对象接受“Window”接口所定义的所有操作请求,则我们就说该对象具有“Window”类型。
对象接口的某部分可以用某个类型来刻画,而其它部分则可用其它类型刻画(也就是说类型是组成和划分接口的基本单位)。
两个类型相同的对象只需要共享它们的部分接口。
接口可以包含其它接口作为子集:当一个类型的接口包含另一个类型的接口时,我们就说它是另一个类型的子类型(subtype),另一个类型称之为它的超类型(supertype)。
我们常说子类型继承了它的超类型的接口。
可参见GOF的Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software的引言部分。
)⏹一个对象仅能通过其接口才会被其它对象所了解。
⏹某种意义上,接口是以一种非常局限的方式,将“是一种…”表达为“一种支持该接口的…”。
⏹接口是实现插件化(pluggability)的关键(译者注:对象的类和对象的类型的差别:一个对象的类定义了对象是怎样实现的,同时也定义了对象的内部状态和对象作的实现。
但是对象的类型只与其接口有关。
接口即对象能响应的请求的集合。
当然对象的类和类型是有系统关系的。
因为类定义了对象所能执行的操作。
也定义了对象的类型。
当我们说一个对象是一个类的实例时,即指该对象支持类所定义的接口。
可参见GOF的Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software的引言部分。
)实现继承和接口继承⏹实现继承(类继承):一个对象的实现是根据另一个对象的实现来定义的。
⏹接口继承(子类型化):描述了一个对象可在什么时候被用来替代另一个对象。
⏹C++的继承机制既指类继承,又指接口继承。
⏹C++通过继承纯虚类来实现接口继承。
⏹Java对接口继承具有单独的语言构造方式-Java接口。
⏹Java接口构造方式更加易于表达和实现那些专注于对象接口的设计。
(译者注:在实际开发中我们也许会有疑问,即接口继承和类继承有什么具体的不同?,那么我们应该什么时候使用接口继承,什么时候使用类继承呢?其实类继承更靠近我们一般常说的“继承”的概念,在基类中封装了公有的属性和方法,从而省去了子类内的重复代码;而接口继承正如LSP法则所论述的那样,子类对象(接口的具体实现)对象之所以能够替代父类对象(接口)的位置,主要是因为其具有父类的所有行为,并且如果子类对象出现在父类对象的位置上,它仅能表达父类所定义的行为,而不能表达自己所特有的行为。
所以说接口定义的是一组通用的,更加抽象的行为集合,其所针对的仅为方法,而非属性。
在继承体系中,不同的实现方法正是需要使用接口来定义的,即所谓的“用接口来封装变化”。
不同的各个子类的实现方法在变化速率上是很快的,如果其它模块直接调用这些具体的子类的实现方法是非常困难的,因此需要对这些子类的不同实现进行封装(使用接口),这样其它模块便可使用接口来调用它们,而不必在调用时就知道具体的是哪个具体的实现。
同时接口继承和类继承都是属于ISA关系(继承)的范畴,只不过类继承更多的是针对属性和方法(往往出于代码重用的需要),而接口继承则完全是针对功能(行为)来进行定义的。
接口除了表达ISA关系外,其最主要的作用就是对行为进行抽象,特别是那些在各个子类中具体实现各不相同的行为,因为抽象的接口相对而言变化的速率会很慢,这样其它模块才能在抽象的层次上对其进行依赖并完成相应间的调用,这一点对于框架的设计尤为重要,比如在Java Collection Framework上就有非常好的诠释。