第2章 面向对象设计原则
了解并应用面向对象的设计原则
了解并应用面向对象的设计原则面向对象的设计原则是一系列的指导原则和规范，用于指导面向对象的软件设计过程。
这些原则可以帮助开发人员设计出易于理解、灵活、可扩展和可维护的软件系统。
下面将介绍并应用五个常用的面向对象的设计原则。
1.单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）：一个类应该有且仅有一个引起它变化的原因。
这个原则强调每个类应该只负责一项职责或功能。
如果一个类承担了过多的职责，那么它将变得难以维护和扩展。
例如，一个学生类应该只包含与学生相关的属性和方法，不应该处理与课程安排或成绩管理相关的功能。
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。
这意味着在修改软件实体时，不应该修改已有的代码，而是应该通过扩展其功能来实现变化。
通过遵循这个原则，可以使软件系统更加稳定，并且容易进行功能扩展。
例如，通过使用接口和抽象类，可以在不修改已有代码的情况下，通过新增实现来扩展功能。
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。
这个原则强调子类必须能够完全替代父类，并且不会影响程序的正确性。
任何可以接受父类型对象的地方，都可以使用子类型对象来替代。
如果一个子类需要修改父类的方法实现，那么它违反了里氏替换原则。
通过遵循这个原则，可以使软件系统具有良好的可扩展性和可维护性。
4.依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）：高层模块不应该依赖于低层模块，它们应该依赖于抽象。
这个原则强调模块之间的依赖关系应该通过抽象来实现，而不是具体的实现。
高层模块和低层模块都应该依赖于抽象，从而实现了解耦和灵活性。
通过依赖注入和面向接口编程，可以实现依赖倒置原则。
5.接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）：客户端不应该依赖于它不需要的接口。
面向对象设计原则
正如牛顿三大定律在经典力学中的位置一样，“开-闭”原则（Open-Closed Principle）是面向对象的可复用设计（Object Oriented Design或OOD）的基石。
其他设计原则（里氏代换原则、依赖倒转原则、合成/聚合复用原则、迪米特法则、接口隔离原则）是实现“开-闭”原则的手段和工具。
一、“开-闭”原则（Open-Closed Principle,OCP） 1.1“开-闭”原则的定义及优点1）定义：一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭( Software entities should be open for extension,but closed for modification.)。
即在设计一个模块的时候，应当使这个模块可以在不被修改的前提下被扩展。
2）满足“开-闭”原则的系统的优点a)通过扩展已有的软件系统，可以提供新的行为，以满足对软件的新需求，使变化中的软件系统有一定的适应性和灵活性。
b)已有的软件模块，特别是最重要的抽象层模块不能再修改，这就使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。
c)这样的系统同时满足了可复用性与可维护性。
正如牛顿三大定律在经典力学中的位置一样，“开-闭”原则（Open-Closed Principle）是面向对象的可复用设计（Object Oriented Design或OOD）的基石。
其他设计原则（里氏代换原则、依赖倒转原则、合成/聚合复用原则、迪米特法则、接口隔离原则）是实现“开-闭”原则的手段和工具。
一、“开-闭”原则（Open-Closed Principle,OCP）1.1“开-闭”原则的定义及优点1）定义：一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭( Software entities should be open for extension,but closed for modification.)。
即在设计一个模块的时候，应当使这个模块可以在不被修改的前提下被扩展。
软件研发中的面向对象设计原则
软件研发中的面向对象设计原则软件研发中的面向对象设计原则是指在开发过程中遵循的一系列规则和指导原则，旨在提高软件的质量、可维护性和可扩展性。
面向对象设计原则强调对象、类和其关系的重要性，通过合理的设计思路和方法来构建可靠且易于理解的软件系统。
本文将介绍软件研发中的面向对象设计原则，并探讨其在实际开发中的应用。
一、单一责任原则(Single Responsibility Principle)单一责任原则是面向对象设计中的基本原则之一，它要求一个类或模块只负责一项职责。
这意味着每个类应该有且只有一个引起变化的原因。
如果一个类承担了过多的职责，那么在需求变更时就会导致该类的变更风险增加，也会影响其他依赖于该类的模块。
因此，遵循单一责任原则可以提高代码的可维护性和可测试性。
在实际开发中，我们可以通过将职责聚合到不同的类中来遵循单一责任原则。
例如，在一个订单系统中，我们可以将订单管理和库存管理的职责分别分配给不同的类，以降低耦合度和提高系统的灵活性。
二、开闭原则(Open-Closed Principle)开闭原则是指软件实体(类、模块、函数等)应该对扩展开放，对修改关闭。
这意味着软件实体应该可以在不修改原有代码的情况下进行扩展。
通过遵循开闭原则，我们可以使系统更加稳定，更容易应对需求的变化。
在面向对象设计中，我们可以通过使用抽象类、接口和多态来遵循开闭原则。
通过定义抽象的接口或父类，我们可以让具体的子类实现不同的行为，从而实现对系统的扩展。
三、里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)里氏替换原则是指任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现，并且替换为子类不会对程序的正确性产生影响。
简单来说，子类应该能够替换掉父类并且可以正常工作，而不会引起意外或错误。
遵循里氏替换原则对于实现面向对象设计的继承关系非常重要。
通过遵循该原则，我们可以确保子类在替换父类时不会破坏程序的正确性，同时提高代码的可复用性。
面向对象分析设计原则
一、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。
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。
测试驱动的开发实践常常会在设计出现臭味之前就迫使我们分离职责。
二、开闭原则（ＯＣＰ）软件实体（类、模块、函数）应该是可扩展的，但是不可修改的。
也就是说：对于扩展是开放的，对于更改是封闭的。
怎样可能在不改动模块源代码的情况下去更改它的行为呢？怎样才能在无需对模块进行改动的情况下就改变它的功能呢？关键是抽象！因此在进行面向对象设计时要尽量考虑接口封装机制、抽象机制和多态技术。
该原则同样适合于非面向对象设计的方法，是软件工程设计方法的重要原则之一。
三、替换原则（ＬＳＰ）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。
这个原则是Liskov于1987年提出的设计原则。
它同样可以从Bertrand Meyer 的DBC (Design by Contract〔基于契约设计〕) 的概念推出。
四、依赖倒置原则（ＤＩＰ）１、高层模块不应该依赖于低层模块。
二者都应该依赖于抽象。
２、抽象不应该依赖于细节。
细节应该依赖于抽象。
在进行业务设计时，与特定业务有关的依赖关系应该尽量依赖接口和抽象类，而不是依赖于具体类。
具体类只负责相关业务的实现，修改具体类不影响与特定业务有关的依赖关系。
在结构化设计中，我们可以看到底层的模块是对高层抽象模块的实现（高层抽象模块通过调用底层模块），这说明，抽象的模块要依赖具体实现相关的模块，底层模块的具体实现发生变动时将会严重影响高层抽象的模块，显然这是结构化方法的一个"硬伤"。
面向对象方法的依赖关系刚好相反，具体实现类依赖于抽象类和接口。
五、接口分离原则（ＩＳＰ）采用多个与特定客户类有关的接口比采用一个通用的涵盖多个业务方法的接口要好。
ISP原则是另外一个支持诸如COM等组件化的使能技术。
缺少ISP，组件、类的可用性和移植性将大打折扣。
掌握并应用面向对象设计的原则
掌握并应用面向对象设计的原则面向对象设计（Object Oriented Design，简称OOD）是软件开发中的一种设计思想和方法，它强调将真实世界中的问题抽象为对象，并通过对象间的交互实现功能。
面向对象设计的原则是指在进行面向对象设计时应该遵循的一些基本准则，它们有助于提高代码的可维护性、可扩展性和可复用性。
本文将介绍几个掌握并应用面向对象设计的原则。
一、单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）单一职责原则是指一个类应该只有一个引起它变化的原因。
换句话说，一个类应该只负责一项任务或功能。
这样做的好处是当需求变化时，只需要修改与变化相关的类，而不会影响其他类的代码。
这样可以提高代码的可维护性和可复用性。
举例来说，我们有一个名为"Student"的类，它负责管理学生的信息和成绩。
如果我们将学生的成绩计算功能也放在这个类中，那么当成绩计算规则发生变化时，我们就需要修改"Student"类的代码。
为了遵循单一职责原则，我们应该将成绩计算封装在一个独立的类中，而"Student"类只负责管理学生的信息。
二、开放封闭原则（Open Closed Principle，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。
换句话说，应该通过扩展现有代码的方式来适应新的需求，而不是修改已有的代码。
这样可以降低代码的风险，减少引入新问题的可能性。
为了遵循开放封闭原则，我们可以利用继承、接口、多态等特性编写可扩展的代码。
例如，我们有一个名为"Shape"的基类，它具有一个计算面积的方法。
当我们需要添加一个新的形状时，只需创建一个新的子类，并重写计算面积的方法即可，而无需修改已有的代码。
三、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）里氏替换原则是指子类对象能够替换其父类对象，而程序的行为不发生变化。
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。
面向对象程序设计之设计原则与方法
面向对象程序设计之设计原则与方法面向对象程序设计是一种先进的程序设计范式，关键在于建立一个具有自主行为和自我描述能力的程序体系结构，它可以非常自然的模拟现实世界中的对象和关系，提升程序的可读性、可扩展性和可维护性，其重要性不言而喻。
在面向对象的程序设计中，设计原则和设计方法是非常重要的，以下是我对其的理解和分析。
一、设计原则设计原则是设计过程中最重要的指导方针。
它可以帮助开发人员做出更好的设计决策，确保程序具有高内聚性和低耦合性，以此提高程序的可扩展性、可维护性和可重用性。
下面是一些常用的面向对象设计原则：1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）单一职责原则是指一个类、模块或者函数只负责一项任务。
这样做可以降低类的复杂度，提高代码的可读性，方便代码的维护和修改。
2. 开放-封闭原则（Open-Closed Principle，OCP）开放-封闭原则是指一个软件实体（类、模块或函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。
也就是说，在不修改现有代码的情况下，可以通过增加新的代码来扩展软件的功能。
3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）里氏替换原则是指如果一个软件实体使用了另一个软件实体，那么它们应该是可以互换的。
也就是说，子类可以替换父类出现在程序中的任何地方，并保证程序的功能正确性。
4. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖抽象。
同时，抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。
这样做可以降低模块之间的耦合度，提高代码的可维护性和可重用性。
5. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）接口隔离原则是指一个类不应该依赖一个它不需要的接口。
也就是说，一个接口应该只提供它的客户端需要的方法，而不应该强迫它们实现它们不需要的方法。
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。
第2面向对象设计原则
第2面向对象设计原则第2个面向对象设计原则是开放封闭原则（Open-Closed Principle，OCP）。
该原则由Bertrand Meyer于1988年提出，指导面向对象系统的设计。
开放封闭原则的核心思想是软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。
也就是说，当需求变化时，我们应该尽量通过扩展现有代码来应对新需求，而不是改动已有代码。
为什么我们要遵循开放封闭原则呢？因为当我们频繁修改现有代码时，容易引发一系列问题。
首先，修改现有代码可能会导致其它部分的功能出现错误。
在复杂的系统中，各个模块之间可能存在相互依赖的关系，一处的改动可能会引发其它模块的问题。
这样会增加测试和调试的难度，降低系统的稳定性。
其次，修改现有代码也违背了单一职责原则（SingleResponsibility Principle，SRP）。
如果一个类负责多个功能，当我们修改其中一个功能时，要小心不引入对其它功能的影响。
而符合开放封闭原则的代码，应该是功能单一的模块，修改其中一个功能时只需要修改对应的模块即可。
最重要的是，频繁修改现有代码会增加开发成本。
在大型软件项目中，代码通常由多人协作编写，如果每个人都频繁修改现有代码，那么代码版本控制、合并和测试等工作将变得非常复杂和耗时。
那么，如何遵循开放封闭原则呢？首先，我们需要对可能发生变化的部分进行抽象和封装。
比如，定义抽象类或接口来描述一组相关的功能，具体实现类可以根据需要进行扩展和修改。
其次，通过多态的手段来替代条件语句。
当我们需要根据不同的情况执行不同的代码逻辑时，不应该使用大量的if-else或switch-case语句。
而是应该使用面向对象的多态特性，通过继承和重写来实现代码的灵活扩展。
再次，使用设计模式来增强代码的可扩展性。
设计模式是一套经过实践验证的最佳实践，可以用于解决特定的问题。
比如，装饰器模式可以用于在不修改原有代码的情况下为对象增加新的行为，观察者模式可以用于实现对象间的松耦合。
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。
面向对象设计
面向对象设计面向对象设计是一种软件设计方法，它将概念和实体划分为对象，并定义它们之间的关系和交互方式。
本文将探讨面向对象设计的基本概念、原则以及一些常用的设计模式。
一、面向对象设计的基本概念面向对象设计将现实世界中的事物抽象成对象，每个对象具有属性和行为。
对象通过消息传递来进行交互，通过封装、继承和多态性来实现代码的模块化和可重用性。
封装：封装是将数据和操作数据的方法包装在一起，通过隐藏内部实现细节，提供对外的接口，起到保护数据的作用。
封装可以使代码更加安全和可靠。
继承：继承是指一个类可以继承另一个类的属性和方法，从而减少代码的重复性。
继承可以实现代码的复用和扩展。
多态性：多态性是指同一个行为在不同对象上具有不同的表现形式。
通过多态性，可以灵活地改变对象的行为，提高代码的灵活性和可扩展性。
二、面向对象设计的原则1. 单一职责原则（SRP）：一个类应该只有一个引起变化的原因。
每个类应该只负责一项职责，这样可以使代码更加清晰和易于维护。
2. 开放封闭原则（OCP）：软件实体应该是可扩展的，但不可修改的。
当需要改变一个软件实体的行为时，应该尽量通过扩展而不是修改来实现。
3. 里氏替换原则（LSP）：子类型必须能够替换父类型，而不会影响程序的正确性。
任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。
4. 接口隔离原则（ISP）：客户端不应该依赖它不需要的接口。
一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上，以减少类之间的耦合度。
5. 依赖倒置原则（DIP）：高层模块不应该依赖于低层模块，二者应该依赖于抽象。
抽象不应该依赖于细节，而细节应该依赖于抽象。
三、常用的设计模式1. 工厂模式（Factory Pattern）：用于创建对象的模式，将对象的创建过程封装在一个工厂类中，以便在需要时动态创建对象。
2. 单例模式（Singleton Pattern）：保证一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
常用于数据库连接、日志记录等需要全局唯一实例的场景。
第2章面向对象设计原则
第2章面向对象设计原则面向对象设计原则是指在面向对象编程中，指导我们如何设计类和对象的原则。
这些原则可以帮助我们创建可维护、可扩展和可重用的代码。
1. 单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP)：这个原则指导我们将一个类或模块设计成只有一个职责。
一个类应该有且只有一个引起它变化的原因。
这样可以提高代码的可读性和可维护性，同时减少类之间的依赖关系。
2. 开放封闭原则(Open-Closed Principle, OCP)：这个原则指导我们设计类和模块是要对扩展开放，对修改封闭。
也就是说，当我们需要对系统进行扩展时，应该通过添加新的代码而不是修改已有的代码来实现扩展。
这样可以避免对原有功能进行修改带来的风险。
3. 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)：这个原则指导我们在设计继承关系时要遵循一种约束，子类应该能够替换其父类并且不影响程序的正确性。
也就是说，一个父类的实例应该能够被子类的实例替代，而程序的行为应该保持不变。
4. 接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)：这个原则指导我们将大的接口分割成更小的接口，这样客户端只需要依赖自己所需要的接口，而不需要依赖不需要的接口。
这可以避免接口的臃肿和依赖的复杂性。
5. 依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle, DIP)：这个原则指导我们倒置依赖关系，高层模块不应该依赖于低层模块，而应该依赖于抽象。
也就是说，我们应该通过抽象来定义模块之间的依赖关系，而不是通过具体的实现来定义依赖关系。
6. 迪米特法则(Law of Demeter, LoD)：这个原则指导我们要减少对象之间的直接依赖关系。
一个对象只应该与其直接的朋友通信，而不应该与非直接的朋友通信。
这样可以降低类之间的耦合性，提高类的可复用性和可维护性。
面向对象设计原则
⾯向对象设计原则⾯向对象设计原则依赖倒置原则(DIP)⾼层模块不应该依赖低层模块，⼆者都应该依赖于抽象(稳定)；抽象不应该依赖于实现细节（变化），实现细节应该依赖于抽象。
开放封闭原则(OCP)对扩展开放，对修改封闭类模块是可扩展的，但是不可修改。
单⼀职责原则(SRP)⼀个类应该仅有⼀个引起他变化的原因。
变化的⽅向隐含着类的责任⾥⽒代换原则(LSP)⼦类必须能够替换他们的基类（⽗类）继承表达类型的抽象接⼝隔离原则(ISP)不应该改强迫客户程序依赖他们不⽤的⽅法。
接⼝应该⼩且完备。
优先使⽤组合⽽不是继承类继承通常是“⽩箱复⽤”，对象组合通常是⿊箱复⽤。
继承在某种程度上破坏了封装性，⼦类与⽗类耦合度过⾼。
对象组合只要求被组合的对象具有定义好的接⼝。
封装变化点使⽤封装来创建对象之间的分界层，让设计者在分阶层⼀侧修改，另⼀侧不会产⽣不良影响，从⽽实现松耦合。
针对接⼝编程⽽不是实现编程不讲变量类型声明成具体实现类⽽是声明为接⼝。
客户程序⽆需获取对象的具体类型，只需要知道对象所属的接⼝。
减少系统中各个部分的依赖关系，从⽽实现⾼内聚，低耦合的设计⽅案。
从封装变化⾓度对模式进⾏分类组件协作：Template Method,Strategy,Observer/Event对象性能：Singleton，Flyweight单⼀职责：Decorator，Bridge对象创建：Factory Method，Abstract Factory，Prototype，Builder接⼝隔离：Facade，Proxy，Mediator，Adapter状态变化：State ，Memento⾏为变化：Command,Visitor数据结构：composite，Iterator，Chain of Resposibility领域问题：Interpreter重构关键技法1. 静态绑定到动态绑定2. 早绑定到晚绑定3. 继承优化成组合4. 编译时依赖到运⾏时依赖5. 紧耦合道松耦合模板⽅法设计模式定义⼀个操作中的算法的⾻架（稳定），⽽将⼀些步骤延迟到⼦类中。
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设计方法，它强调将问题分解为对象和类的集合，并通过定义它们之间的关系来解决问题。
在面向对象设计中，有一些基本原则和模式可以帮助设计师创建出高内聚、低耦合、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原则和模式，并解释它们的概念和应用。
一、面向对象设计的基本原则1.单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）：一个类应该只负责一项职责。
这意味着一个类应该只有一个引起它变化的原因。
如果一个类具有多个职责，那么当其中一个职责发生变化时，会影响到其他职责，导致设计变得脆弱和复杂。
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，对修改封闭。
这意味着在修改一个已经存在的实体时，应该通过扩展它的行为而不是修改它的代码来实现变化。
3.里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）：子类必须能够替换它们的基类，而不会破坏程序的正确性。
这意味着在使用基类的地方可以无缝地使用子类，不需要修改代码。
4.依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）：高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖于抽象。
这意味着模块之间的依赖关系应该通过抽象来建立，而不是具体实现。
5.接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）：客户端不应该依赖它不需要的接口。
这意味着接口应该尽量小，只包含客户端需要使用的方法。
6.迪米特法则（Law of Demeter，LoD）：一个对象应该只与它直接的邻居交互，不要与陌生人交谈。
这意味着一个对象应该尽量减少与其他对象的直接交互，而通过它的朋友对象来进行通信。
7.组合/聚合复用原则（Composition/Aggregation Reuse Principle，CARP）：应该优先使用组合或聚合来达到代码复用的目的，而不是使用继承。
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。
面向对象设计原则与实践
面向对象设计原则与实践一、引言面向对象设计是一种流行的软件开发方法，它使用对象和类的概念来表示现实世界中的实体和关系。
然而，一个成功的面向对象设计需要同时考虑到设计原则和实践方法。
本文介绍了面向对象设计中的五个基本原则，并提供了一些实践方法来帮助您设计出高质量的软件系统。
二、面向对象设计五个基本原则1.单一职责原则（SRP）单一职责原则指出，每个类应该只负责一项任务。
换而言之，一个类应该只有一个理由来改变它，这样可以降低代码的复杂度，提高代码的可读性和可维护性。
2.开放封闭原则（OCP）开放封闭原则指出，一个系统中的对象应该对扩展开放，对修改封闭。
这可以通过多态性和抽象来实现，从而实现代码的可重用性和可扩展性。
3.里氏替换原则（LSP）里氏替换原则指出，任何一个父类出现的地方，都可以使用它的子类来代替。
这可以确保代码的正确性，并保证系统的可维护性。
4.依赖倒置原则（DIP）依赖倒置原则指出，高层模块不应该直接依赖于底层模块，二者都应该依赖于抽象。
这可以使得代码更加稳定，易于扩展和维护。
5.接口隔离原则（ISP）接口隔离原则指出，一个类不应该依赖于不需要的接口，也不应该被其他类依赖其不需要的接口。
这可以确保代码的高内聚性和低耦合性。
三、面向对象设计实践方法1.用例分析和建模用例分析和建模是一个关键的面向对象设计方法。
它可以帮助团队确定系统需求，并创建一个详细的系统设计。
建模工具如UML可以帮助团队可视化数据结构，类，对象和接口。
2.设计模式设计模式是面向对象设计的重要组成部分。
它可以帮助开发者解决常见的软件设计问题，提高代码的可重用性和可维护性。
常用的设计模式包括单例模式，工厂模式和观察者模式等。
3.测试驱动开发（TDD）测试驱动开发是一种以测试为中心的开发模式，它可以帮助团队提高代码质量和软件系统的可测试性。
开发者可以在编写代码前编写测试用例，并在代码编写完成后运行测试用例来验证代码的正确性。
四、结论面向对象设计是软件开发中的基础，它可以帮助团队开发出高质量的软件系统。
第2章 面向对象设计原则
类图
类之间的关系
接口与实现关系
接口之间也可以有与类之间关系类似的继承关系 和依赖关系，但是接口和类之间还存在一种实现 关系(Realization)，在这种关系中，类实现了接口， 类中的操作实现了接口中所声明的操作。在UML 中，类与接口之间的实现关系用带空心三角形的 虚线来表示。
0..*
表示另一个类的一个对象与零个或多个该类对象有关系
1..*
表示另一个类的一个对象与一个或多个该类对象有关系
0..1
表示另一个类的一个对象没有或只与一个该类对象有关系
m..n
表示另一个类的一个对象与最少m、最多n个该类对象有关系
(m<=n)
类图
类之间的关系
重数性关联
public class Form {
private Product[] products; …… } public class Product { private Customer customer; …… }
类图
类之间的关系
单向关联
类的关联关系也可以是单向的，单向关联用带箭头的实线表示。
public class Customer {
面向对象设计复用的目标在于实现支持可维护性的复用。 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。
面向对象设计原则概述
软件的可维护性和可复用性
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。
软件设计师中的面向对象设计原则
软件设计师中的面向对象设计原则面向对象设计是一种常用的软件设计方法，它以对象为中心，将问题分解为各个对象，通过对象之间的交互以及继承、封装、多态等特性来实现系统的设计与开发。
在软件设计师中，运用面向对象设计原则可以提高代码的可读性、可维护性以及系统的扩展性。
本文将介绍软件设计师中的面向对象设计原则，并探讨如何在实际项目中应用这些原则。
一、单一职责原则单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）要求一个类只负责一项职责。
这样可以保证类的功能和职责单一，降低类的复杂度，提高代码的重用性和可维护性。
例如，在一个员工管理系统中，将员工类和管理员类分别设计，员工类负责员工信息管理，管理员类负责权限管理，遵循了单一职责原则。
二、开放封闭原则开放封闭原则（Open Closed Principle, OCP）要求软件实体应该对扩展开放，对修改关闭。
通过面向抽象编程，将可变的部分抽象出来，不直接依赖于具体实现，从而在不修改原有代码的情况下扩展系统。
例如，在一个图形绘制系统中，通过定义抽象的图形接口，再定义具体的图形类实现这个接口，当要添加新的图形时，只需要扩展新的图形类，而不需要修改原有的绘制方法。
三、里氏替换原则里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）要求任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现，且替换基类后系统行为不变。
这个原则强调了子类必须保持对父类的兼容性，提高了代码的可扩展性和复用性。
例如，在一个汽车销售系统中，定义了一个抽象的车辆类，再定义具体的小汽车类和卡车类继承自车辆类，可以确保在任何需要车辆的地方可以灵活使用。
四、依赖倒置原则依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）要求高层模块不应该依赖底层模块，两者都应该依赖于抽象。
通过引入抽象层，将高层模块与底层模块解耦，提高了代码的灵活性和可维护性。
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单一职责原则是实现高内聚、低耦合的指导方针，在很多代码重构 手法中都能找到它的存在，它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，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。
单一职责原则
单一职责原则实例
实例说明
• 某基于Java的C/S系统的“登录功能”通过如下登录类(Login)实现：
里氏代换原则
里氏代换原则实例
实例说明
• 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。 • 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。
单一职责原则
单一职责原则分析
一个类（或者大到模块，小到方法）承担的职责越多，它被复用的 可能性越小，而且如果一个类承担的职责过多，就相当于将这些职 责耦合在一起，当其中一个职责变化时，可能会影响其他职责的运 作。 类的职责主要包括两个方面：数据职责和行为职责，数据职责通过 其属性来体现，而行为职责通过其方法来体现。
开闭原则
开闭原则分析
抽象化是开闭原则的关键。 开闭原则还可以通过一个更加具体的“对可变性封 装原则”来描述，对可变性封装原则(Principle of Encapsulation of Variation, EVP)要求找到系统 的可变因素并将其封装起来。
开闭原则
开闭原则实例
实例说明
• 过于脆弱(Fragility) • 复用率低(Immobility)
Robert C.Martin
• 黏度过高(Viscosity)
面向对象设计原则概述
软件的可维护性和可复用性
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：
• 可扩展性(Extensibility) • 灵活性(Flexibility) • 可插入性(Pluggability)
里氏代换原则
里氏代换原则分析
周以真（Jeannette M. Wing），美国计算机科学 家，卡内基.梅隆大学教授， 美国国家自然基金会计算 与信息科学工程部助理部 长，ACM和IEEE会士。
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. 芭芭拉· 利斯科夫（Barbara Liskov），美 国计算机科学家，2008年图灵奖得主， 2004年约翰.冯诺依曼奖得主，美国工程院 院士，美国艺术与科学院院士，美国计算机 协会会士。现任麻省理工学院电子电气与计 算机科学系教授。她是美国第一个计算机科 学女博士。
• 现对该系统进行重构，使之满足开闭原则的要求。
开闭原则
开闭原则实例
实例解析
里氏代换原则
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。
里氏代换原则
里氏代换原则分析
喜欢动物喜欢猫 因为猫是动物
里氏代换原则
里氏代换原则实例
实例说明
• 某系统需要实现对重要数据（如用户密码）的加密处理，在数据操作 类(DataOperator)中需要调用加密类中定义的加密算法，系统提供了两 个不同的加密类，CipherA和CipherB，它们实现不同的加密方法，在 DataOperator中可以选择其中的一个实现加密操作。如图所示：
里氏代换原则
里氏代换原则分析
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。
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。
面向对象设计原则概述
面向对象设计原则简介
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。
设计原则名称 单一职责原则 (Single Responsibility Principle, SRP) 开闭原则 (Open-Closed Principle, OCP) 里氏代换原则 (Liskov Substitution Principle, LSP) 依赖倒转原则 (Dependency Inversion Principle, DIP) 接口隔离原则 (Interface Segregation Principle, ISP) 合成复用原则 (Composite Reuse Principle, CRP) 迪米特法则 (Law of Demeter, LoD) 设计原则简介 类的职责要单一，不能将太多的职责放在一个类中 软件实体对扩展是开放的，但对修改是关闭的，即在不修改一 个软件实体的基础上去扩展其功能 在软件系统中，一个可以接受基类对象的地方必然可以接受一 个子类对象 要针对抽象层编程，而不要针对具体类编程 使用多个专门的接口来取代一个统一的接口 在系统中应该尽量多使用组合和聚合关联关系，尽量少使用甚 至不使用继承关系 一个软件实体对其他实体的引用越少越好，或者说如果两个类 不必彼此直接通信，那么这两个类就不应当发生直接的相互作 用，而是通过引入一个第三者发生间接交互 重要性 ★★★★☆ ★★★★★ ★★★★☆ ★★★★★ ★★☆☆☆ ★★★★☆ ★★★☆☆
• 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：
LoginForm - button : CircleButton + display () : void LoginForm - button : RectangleButton + display () : void CircleButton + view () : void RectangleButton + view () : void
第2章
面向对象设计原则
刘 伟 weiliu_china@
教材
指定教材：
刘伟. 设计模式. 北京：清华大学出版社, 2刘伟. 设计模式实训教程. 北京：清华大学出版社, 2012.
本章教学内容
面向对象设计原则概述
单一职责原则 开闭原则
单一职责原则
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.
其英文定义为：
• Software entities should be open for extension, but closed for modification.
开闭原则
开闭原则分析
开闭原则由Bertrand Meyer于1988年提出，它是面向 对象设计中最重要的原则之一。 在开闭原则的定义中，软件实体可以指一个软件模块、 一个由多个类组成的局部结构或一个独立的类。
• 现使用单一职责原则对其进行重构。
单一职责原则
单一职责原则实例
实例解析
开闭原则
开闭原则定义
开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)定义如下：
• 一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。也就是说在设计 一个模块的时候，应当使这个模块可以在不被修改的前提下被 扩展，即实现在不修改源代码的情况下改变这个模块的行为。
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.
面向对象设计原则概述
软件的可维护性和可复用性
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。 Martin Fowler