面向对象设计的一些设计原则

遵循这些原则可以更好地设计出优秀的系统
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“开—闭”原则

面向对象设计的基石是“开—闭”原则。“开一闭”原则讲的是:一个软件实体应当对扩展开放,对修改关闭。这个规则说的是,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。从另外一个角度讲,就是所谓的“对可变性封装原则”。

“对可变性封装原则”意味着两点:

  1. 一种可变性不应当散落在代码的很多角落里,而应当被封装到一个对象里面。同一种可变性的不同表象意味着同一个继承等级结构中的具体子类。
  2. 一种可变性不应当与另一种可变性混合在一起。即类图的继承结构一般不应超过两层。

做到“开—闭”原则不是一件容易的事,但是也有很多规律可循,这些规律同样也是设计原则,它们是实现开—闭原则的工具。

里氏代换原则

如果一个软件实体使用的是基类的话那么也一定适用于子类。但反过来的代换不成立。

如果有两个具体类A和B之间的关系违反了里氏代换原则,可以在以下两种重构方案中选择一种:

  1. 创建一个新的抽象类C,作为两个具体类的超类,将A和B共同的行为移动到C中,从而解决A和B行为不完全一致的问题。
  2. 从B到A的继承关系改写为委派关系。

咋一看觉得这个怎么还是面向对象设计的原则呢?这个明明就是Java的语法规则。对,Java是提供了对里氏代换原则在语法上的支持。但是仅仅是语法上,在和现实世界的相符合程度上根本没有提供。所有常常会有不符合里氏代换原则的情况出现。

依赖倒转原则

依赖倒转原则讲的是:要依赖于抽象,不要依赖于具体。即针对接口编程,不要针对实现编程。针对接口编程的意思是,应当使用接口和抽象类进行变量的类型声明、参量的类型声明,方法的返还类型声明,以及数据类型的转换等。不要针对实现编程的意思就是说,不应当使用具体类进行变量的类型声明、参量的类型声明,方法的返还类型声明,以及数据类型的转换等。

依赖倒转原则虽然强大,但却不易实现,因为依赖倒转的缘故,对象的创建很可能要使用对象工厂,以避免对具体类的直接引用,此原则的使用还会导致大量的类。维护这样的系统需要较好的面向对象的设计知识。

此外,依赖倒转原则假定所有的具体类都是变化的,这也不总是正确的。有一些具体类可能是相当稳定、不会发生变化的,消费这个具体类实例的客户端完全可以依赖于这个具体类。

接口隔离原则

接口隔离原则讲的是:使用多个专门的接口比使用单一的接口要好。从客户的角度来说:一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小的接口上的。如果客户端只需要某一些方法的话,那么就应当向客户端提供这些需要的方法,而不要提供不需要的方法。提供接口意味着向客户端作出承诺,过多的承诺会给系统的维护造成不必要的负担。

合成、聚合复用原则

合成、聚合复用原则就是在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使之成为新对象的一部份,新的对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。这个原则有一个简短的描述:要尽量使用合成、聚合,尽量不要使用继承。

合成、聚合有如下好处:新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。这种复用是黑箱复用,因为成分对象的内部细节是新对象所看不到的。这种复用可以在运行时间内动态进行,新对象可以动态的引用与成分对象类型相同的对象。合成、聚合可以应用到任何环境中去,而继承只能应用到一些有限环境中去。导致错误的使用合成、聚合与继承的一个常见原因是错误的把“Has-a”关系当作“Is-a”关系。如果两个类是“Has-a”关系那么应使用合成、聚合,如果是“Is-a”关系那么可使用继承。

迪米特法则

迪米特法则说的是一个对象应该对其它对象有尽可能少的了解。即只与你直接的朋友通信,不要跟陌生人说话。如果需要和陌生人通话,而你的朋友与陌生人是朋友,那么可以将你对陌生人的调用由你的朋友转发,使得某人只知道朋友,不知道陌生人。换言之,某人会认为他所调用的是朋友的方法。

以下条件称为朋友的条件:

当前对象本身。以参量的形式传入到当前对象方法中的对象。当前对象的实例变量直接引用的对象。当前对象的实例变量如果是一个聚集,那么聚集中的元素也都是朋友。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。

迪米特法则的主要用意是控制信息的过载,在将其运用到系统设计中应注意以下几点:在类的划分上,应当创建有弱耦合的类。类之间的耦合越弱,就越有利于复用。在类的结构设计上,每一个类都应当尽量降低成员的访问权限。一个类不应当public自己的属性,而应当提供取值和赋值的方法让外界间接访问自己的属性。在类的设计上,只要有可能,一个类应当设计成不变类。在对其它对象的引用上,一个类对其它对象的引用应该降到最低。

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阅读一百本计算机著作吧,少年

很多人觉得自己技术进步很慢,学习效率低,我觉得一个重要原因是看的书少了。多少是多呢?起码得看3、4、5、6米吧。给个具体的数量,那就100本书吧。很多人知识结构不好而且不系统,因为在特定领域有一个足够量的知识量+足够良好的知识结构,系统化以后就足以应对大量未曾遇到过的问题。

奉劝自学者:构建特定领域的知识结构体系的路径中再也没有比学习该专业的专业课程更好的了。如果我的知识结构体系足以囊括面试官的大部分甚至吞并他的知识结构体系的话,读到他言语中的一个词我们就已经知道他要表达什么,我们可以让他坐“上位”毕竟他是面试官,但是在知识结构体系以及心理上我们就居高临下。

所以,阅读一百本计算机著作吧,少年!

《Python在Unix和Linux系统管理中的应用》 Noab Gift (作者), Jeremy M.Jones (作者)

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