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软件设计原则

2013年10月22日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2155字 ⁄ 字号 评论关闭

单一职责原则-手机拍摄UFO效果不佳

       就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。职责简单一些,复用更加轻松。

       手机虽然可以拍照,但是效果很差。

       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[ASD]

       如果你能够想到多于一个的动机去改变一个类,那么这个类就具有多于一个的职责,应该考虑将类的职责分离。

开放-封闭原则

       本原则是说:软件实体(类、模块、函数等等)应该可以扩展,但是不可修改。Open for extensionClosed for modification[ASD]

       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新的版本。

       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。既然不可能完全封闭,设计人员必须对于他设计的模块应该对哪种变化封闭做出选择。他必须先猜测出最有可能发生的变化种类,然后构造抽象[1]来隔离那些变化[ASD]

       在我们最初编写代码时,假设变化不会发生。当变化发生时,我们就创建抽象来隔离以后发生的同类变化[2]。面对需求,对程序的改动是通过增加新代码进行的,而不是更改现有的代码[ASD]——这就是开放封闭原则的精神所在[3]

依赖倒置原则-电脑与收音机

       解释:抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。白话一点:针对接口编程,不要对实现编程[4]

       面向过程开发的问题:

       为了使得常用代码可以复用,通常将常用代码写成函数库。这就是“高层模块依赖低层模块”。然而在做新项目时,发现业务逻辑的高层模块都是一样的,但客户却希望使用不同的数据库或存储信息方式,导致我们无法复用高层模块(因为它们和底层函数库绑在一起了)[5]

里氏代换原则

       白话:一个软件实体如果使用的是父类的话,那么一定适用于其子类,而且它察觉不出父类对象和子类对象的区别[ASD]。也就是说,在软件里面,把父类都替换成它的子类,程序的行为没有变化。简单地说,子类型必须能够替换掉它们的父类型[6]

       只有当子类可以替换掉父类,软件单位的功能不受到影响时,父类才能真正被复用,而子类也能够在父类的基础上增加新的行为。参见下面的代码:

 

  1. 动物* animal = new 猫();
  2. animal->吃();
  3. animal->喝();
  4. animal->叫();

如果需求发生变化,需要将

更换成别的动物,只需要更改第一句即可,其它地方无需改变。这就是面向接口编程的好处。

依赖倒置,其实就是谁也不要依靠谁:除了约定的接口,大家都可以灵活自如。

       由于有了里氏代换原则,才使得开放-封闭成为了可能。正是由于子类型的课题唤醒才使得使用父类类型的模块在无需修改的情况下就可以扩展[7]

       依赖倒置,其实可以说是面向对象设计的标志,用哪种语言来编写程序不重要,如果编写时考虑的都是如何针对抽象编程而不是针对细节编程,即程序中所有的依赖关系都是终止于抽象类或者接口,那就是面向对象的设计,反之就是过程化的设计[ASD]

迪米特法则

       迪米特法则(LoD)也叫最少知识原则,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。如果其中的一个类需要调用另一个类的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。

       本法则首先强调的前提是:在类的结构设计上,每个类都应当尽量降低成员的访问权限(尽可能private,然后protected)。

       如果IT部有主管,或者规章制度,负责分配工作,那么外人进去了就是“没有熟人难办事”。如果IT部门代表是抽象类或接口,工作人员代码具体的类,我们在设计的时候,就应该“面向接口编程”,而不是“面向实现编程”。



[1] “构造抽象”为手段,时不时就抽象一下。

[2] 比如,客户让你写一个加法程序,你很快在Client类中完成,然后客户要求增加一个减法功能,你发现自己要修改原来这个类,这就违背了“开放封闭原则”,于是你就应该考虑重构程序,增加一个抽象的运算类,通过继承、多态等面向对象的手段来隔离具体加法、减法与client耦合。

[3] 对快乐开放、对痛苦封闭;全力以赴当然必需,两手准备也是灵活处事的表现;考研是你的追求,但修改简历、了解一些大学生的公司资讯,也是需要充分准备的。

[4] 我个人的理解:当子类发生变化、替换的时候,只要接口是正确的,程序就可以运行。就像电脑的硬件部件一样,某一个坏掉了,将之替换即可。但是,硬件的接口必须一致。

电脑的硬件是松耦合的,收音机的硬件,那可是紧耦合的!

[5] 如果接口是稳定的,那么任何一个的更改都不用担心其它部件受到影响,这才是好办法。

[6] 在生物学上,企鹅是不会飞的鸟;但是面向对象设计中,企鹅不能继承鸟类——因为鸟类有“飞行”这个函数,企鹅不能以父类(鸟)的身份出现。

[7] 书上,在这里给出一张图:“高层模块”以实线箭头指向“接口或抽象类”,表示依赖;“低层模块”以空心实线箭头指向“接口或抽象类”,表示继承。

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