设计模式 2 (转)

吕震宇

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  《人月神话》焦油坑、没有银弹

* 软件腐化的原因：

问题所在   设计目标
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过于僵硬   可扩展性（新性能可以很容易加入系统）
过于脆弱   灵活性（修改不会波及其它）
复用率低  
粘度过高   可插入性（新功能容易加入系统（气囊加入方向盘））

* 提高系统可复用性的几点原则：
传统复用：
1. 代码的粘帖复用
2. 算法的复用
3. 数据结构的复用

* 可维护性与可复用性并不完全一致

* 对可维护性的支持：

一、 "开放－封闭"原则(OCP)

Open-Closed Principle原则讲的是：一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。

优点：
    通过扩展已有软件系统，可以提供新的行为，以满足对软件的新的需求，使变化中的软件有一定的适应性和灵活性。
    已有软件模块，特别是最重要的抽象层模块不能再修改，这使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。

例子：玉帝招安美猴王
当年大闹天宫便是美猴王对玉帝的新挑战。美猴王说："'皇帝轮流做，明年到我家。'只教他搬出去，将天宫让于我！"对于这项挑战，太白金星给玉皇大帝提出的建议是："降一道招安圣旨，宣上界来…，一则不劳师动众，二则收仙有道也。"

换而言之，不劳师动众、不破坏天规便是"闭"，收仙有道便是"开"。招安之道便是玉帝天庭的"开放－封闭"原则。

 

招安之法的关键便是不允许更改现有的天庭秩序，但允许将妖猴纳入现有秩序中，从而扩展了这一秩序。用面向对象的语言来讲，不允许更改的是系统的抽象层，而允许更改的是系统的实现层。

二、 里氏代换原则（LSP）

Liskov Substitution Principle（里氏代换原则）：子类型(subtype)必须能够替换它们的基类型。

白马、黑马
 

反过来的代换不成立
《墨子·小取》说："娣，美人也，爱娣，非爱美人也……"娣便是妹妹，哥哥喜爱妹妹，是因为两人是兄妹关系，而不是因为妹妹是个美人。因此，喜爱妹妹不等同于喜爱美人。用面向对象语言描述，美人是基类，妹妹是美人的子类。哥哥作为一个有"喜爱()"方法，接受妹妹作为参数。那么，这个"喜爱()"方法一般不能接受美人的实例。

 

一个违反LSP的简单例子（长方形和正方形）

public class Rectangle
{
   private long width;
   private long height;
    
   public void setWidth(long width)
   {
      this.width = width;
   }
   public long getWidth()
   {
      return this.width;
   }
   public void setHeight(long height)
   {
      this.height = height;
   }
   public long getHeight()
   {
      return this.height;
   }
}

public class Square
{
   private long side;
    
   public void setSide(long side)
   {
      this.side = side;
   }

   public long getSide()
   {
      return side;
   }
}

正方形不可以做长方形的子类

using System;

public class Rectangle
{
   private long width;
   private long height;
    
   public void setWidth(long width)
   {
      this.width = width;
   }
   public long getWidth()
   {
      return this.width;
   }
   public void setHeight(long height)
   {
      this.height = height;
   }
   public long getHeight()
   {
      return this.height;
   }
}

public class Square : Rectangle
{
   private long side;

   public void setWidth(long width)
   {
      setSide(width);
   }

   public long getWidth()
   {
      return getSide();
   }

   public void setHeight(long height)
   {
      setSide(height);
   }

   public long getHeight()
   {
      return getSide();
   }

   public long getSide()
   {
      return side;
   }

   public void setSide(long side)
   {
      this.side = side;
   }
}

public class SmartTest
{
   public void resize(Rectangle r)
   {
      while (r.getHeight() >= r.getWidth() )
      {
         r.setWidth(r.getWidth() + 1);
      }
   }
}

 
在执行SmartTest的resize方法时，如果传入的是长方形对象，当高度大于宽度时，会自动增加宽度直到超出高度。但是如果传入的是正方形对象，则会陷入死循环。

代码重构

public interface Quadrangle
{
   public long getWidth();
   public long getHeight();
}

public class Rectangle : Quadrangle 
{
   private long width;
   private long height;
    
   public void setWidth(long width)
   {
      this.width = width;
   }
   public long getWidth()
   {
      return this.width;
   }
   public void setHeight(long height)
   {
      this.height = height;
   }
   public long getHeight()
   {
      return this.height;
   }
}

public class Square : Quadrangle 
{
   private long side;

   public void setSide(long side)
   {
      this.side = side;
   }

   public long getSide()
   {
      return side;
   }

   public long getWidth()
   {
      return getSide();
   }

   public long getHeight()
   {
      return getSide();
   }
}

 

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参考文献：

阎宏，《Java与模式》，电子工业出版社

[美]James W. Cooper，《C#设计模式》，电子工业出版社

[美]Alan Shalloway James R. Trott，《Design Patterns Explained》，中国电力出版社

[美]Robert C. Martin，《敏捷软件开发－原则、模式与实践》，清华大学出版社

[美]Don Box, Chris Sells，《.NET本质论 第1卷：公共语言运行库》，中国电力出版社
http://www.dofactory.com/Patterns/Patterns.aspx