设计模式 - 面向对象设计原则

什么是设计模式

“每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。这样，你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动”。——Christopher Alexander

深入理解面向对象

• 抽象思维：向上，如何将我们 的周围世界抽象为程序代码

  • 面向对象
  • 组件封装
  • 设计模式
  • 架构模式

• 底层思维：向下，如何把握机器底层从微观理解对象构造

  • 语言构造
  • 编译转换
  • 内存模型
  • 运行时机制

• 向下：深入理解三大面向对象机制

  • 封装，隐藏内部实现
  • 继承，复用现有代码
  • 多态，改写对象行为

• 向上：深刻把握面向对象机制所带来的抽象意义，理解如何使用这些机制来表达现实世界，掌握什么是“好的面向对象设计”

软件设计固有的复杂性

建筑商从来不会去想给一栋已建好的100层高的楼房底下再新修一个小地下室——这样做花费极大而且注定要失败。然而令人惊奇的是，软件系统的用户在要求作出类似改变时却不会仔细考虑，而且他们认为这只是需要简单编程的事。——Object-Oriented Analysis and Design with Applications

软件设计复杂的根本原因---变化

如何解决复杂性？

• 分解：人们面对复杂性有一个常见的做法：即分而治之，将大问题分解为多个小问题，将复杂问题分解为多个简单问题。
• 抽象：更高层次来讲，人们处理复杂性有一个通用的技术，即抽象。由于不能掌握全部的复杂对象，我们选择忽视它的非本质细节，而去处理泛化和理想化了的对象模型。

软件设计的目标---复用！

重新认识面向对象

• 理解隔离变化
  • 从宏观层面来看，面向对象的构建方式更能适应软件的变化，能将变化所带来的影响减为最小
• 各司其职
  • 从微观层面来看，面向对象的方式更强调各个类的“责任”
  • 由于需求变化导致的新增类型不应该影响原来类型的实现——是所谓各负其责
• 对象是什么？
  • 从语言实现层面来看，对象封装了代码和数据。
  • 从规格层面讲，对象是一系列可被使用的公共接口。
  • 从概念层面讲，对象是某种拥有责任的抽象。

面向对象设计原则

1. 依赖倒置原则（DIP）
   • 高层模块(稳定)不应该依赖于低层模块(变化)，二者都应该依赖于抽象(稳定) 。
   • 抽象(稳定)不应该依赖于实现细节(变化) ，实现细节应该依赖于抽象(稳定)。
2. 开放封闭原则（OCP）
   • 对扩展开放，对更改封闭。
   • 类模块应该是可扩展的，但是不可修改。
3. 单一职责原则（SRP）
   • 一个类应该仅有一个引起它变化的原因。
   • 变化的方向隐含着类的责任。
4. Liskov 替换原则（LSP）
   • 子类必须能够替换它们的基类(IS-A)。
   • 继承表达类型抽象。
5. 接口隔离原则（ISP）
   • 不应该强迫客户程序依赖它们不用的方法。
   • 接口应该小而完备。
6. 优先使用对象组合，而不是类继承
   • 类继承通常为“白箱复用”，对象组合通常为“黑箱复用”。
   • 继承在某种程度上破坏了封装性，子类父类耦合度高。
   • 而对象组合则只要求被组合的对象具有良好定义的接口，耦合度低。
7. 封装变化点
   • 使用封装来创建对象之间的分界层，让设计者可以在分界层的
   • 一侧进行修改，而不会对另一侧产生不良的影响，从而实现层次间的松耦合。
8. 针对接口编程，而不是针对实现编程
   • 不将变量类型声明为某个特定的具体类，而是声明为某个接口。
   • 客户程序无需获知对象的具体类型，只需要知道对象所具有的接口。
   • 减少系统中各部分的依赖关系，从而实现”高内聚、松耦合"的类型设计方案。