要把软件做得非常灵活又要便于维护是一个很困难的事情。
灵活的软件他的结构就复杂,维护起来就困难。
有得必有失,关键就在于如何处理这两者,使得大于失。
软件的设计开发应遵循以下六大原则:
1. OCP
全称:“Open-Closed Principle” 开放-封闭原则
说明:对扩展开放,对修改关闭。
优点:按照OCP原则设计出来的系统,降低了程序各部分之间的耦合性,其适应性、灵活性、稳定性都比较好。
当已有软件系统需要增加新的功能时,不需要对作为系统基础的抽象层进行修改,只需要在原有基础上附加新的模块就能实现所需要添加的功能。
增加的新模块对原有的模块完全没有影响或影响很小,这样就无须为原有模块进行重新测试。
如何实现“开-闭”原则
在面向对象设计中,不允许更改的是系统的抽象层,而允许扩展的是系统的实现层。
换言之,定义一个一劳永逸的抽象设计层,允许尽可能多的行为在实现层被实现。
解决问题关键在于抽象化,抽象化是面向对象设计的第一个核心本质。
对一个事物抽象化,实质上是在概括归纳总结它的本质。
抽象让我们抓住最最重要的东西,从更高一层去思考。
这降低了思考的复杂度,我们不用同时考虑那么多的东西。
换言之,我们封装了事物的本质,看不到任何细节。
在面向对象编程中,通过抽象类及接口,规定了具体类的特征作为抽象层,相对稳定,不需更改,从而满足“对修改关闭”;而从抽象类导出的具体类可以改变系统的行为,从而满足“对扩展开放”。
对实体进行扩展时,不必改动软件的源代码或者二进制代码。
关键在于抽象。
2. LSP
全称:“Liskov Substitution Principle” 里氏代换原则
说明:子类型必须能够替换它们的基类型。
一个软件实体如果使用的是一个基类,那么当把这个基类替换成继承该基类的子类,程序的行为不会发生任何变化。
软件实体察觉不出基类对象和子类对象的区别。
优点:可以很容易的实现同一父类下各个子类的互换,而客户端可以毫不察觉。
3. DIP
全称:“Dependence Inversion Principle”依赖倒置原则
说明:要依赖于抽象,不要依赖于具体。
客户端依赖于抽象耦合。
抽象不应当依赖于细节;细节应当依赖于抽象;
要针对接口编程,不针对实现编程。
优点:使用传统过程化程序设计所创建的依赖关系,策略依赖于细节,这是糟糕的,因为策略受到细节改变的影响。
依赖倒置原则使细节和策略都依赖于抽象,抽象的稳定性决定了系统的稳定性。
怎样做到依赖倒置?
以抽象方式耦合是依赖倒转原则的关键。
抽象耦合关系总要涉及具体类从抽象类继承,并且需要保证在任何引用到基类的地方都可以改换成其子类,因此,里氏代换原则是依赖倒转原则的基础。
在抽象层次上的耦合虽然有灵活性,但也带来了额外的复杂性,如果一个具体类发生变化的可能性非常小,那么抽象耦合能发挥的好处便十分有限,这时可以用具体耦合反而会更好。
层次化:所有结构良好的面向对象构架都具有清晰的层次定义,每个层次通过一个定义良好的、受控的接口向外提供一组内聚的服务。
依赖于抽象:建议不依赖于具体类,即程序中所有的依赖关系都应该终止于抽象类或者接口。
尽量做到:
1、任何变量都不应该持有一个指向具体类的指针或者引用。
2、任何类都不应该从具体类派生。
3、任何方法都不应该覆写它的任何基类中的已经实现的方法。
4. ISP
全称:“Interface Segregation Principle” 接口隔离原则
说明:使用多个专一功能的接口比使用一个的总接口总要好。
从一个客户类的角度来讲:一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小接口上的。
过于臃肿的接口是对接口的污染,不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。
优点:会使一个软件系统功能扩展时,修改的压力不会传到别的对象那里。
如何实现接口隔离原则
不应该强迫用户依赖于他们不用的方法。
1、利用委托分离接口。
2、利用多继承分离接口。
5. CARP or CRP
全称:“Composite/Aggregate Reuse Principle” 合成/聚合复用原则 or “Composite Reuse Principle” 合成复用原则
说明:如果新对象的某些功能在别的已经创建好的对象里面已经实现,那么尽量使用别的对象提供的功能,使之成为新对象的一部分,而不要自己再重新创建。
新对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的。
简而言之,要尽量使用合成/聚合,尽量不要使用继承。
优点:
1) 新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。
2) 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见的。
3) 这种复用支持包装。
4) 这种复用所需的依赖较少。
5) 每一个新的类可以将焦点集中在一个任务上。
6) 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。
7) 作为复用手段可以应用到几乎任何环境中去。
缺点:
就是系统中会有较多的对象需要管理。
6. LOD or LKP
全称:“Law of Demeter” 迪米特原则 or “Least Knowledge Principle” 最少知识原则
说明:对象与对象之间应该使用尽可能少的方法来关联,避免千丝万缕的关系。
如何实现迪米特法则
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:
1) 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。
2) 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。
3) 在类的设计上,只要有可能,一个类应当设计成不变类。
4) 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。
还有个单一职责原则:
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