!!! 面向对象设计的三个基本要素与五个基本设计原则
? c++ ?    2017-04-09 23:53:11    513    0    0
simon88   ? c++ ?

一、面向对象设计的三个基本要素

面向对象的三个基本特征是:封装、继承、多态。

1·封装性

封装性是一种信息隐蔽技术,他体现于类的说明,是对象重要的特性。封装使得数据和操作数据的方法封装为一个整体,想成独立性很强的模块,使得用户只能看到对象的外部特性(对象可以接受拿些信息,可以进行何种处理),而对象的内部特性(内部私有属性和实现处理能力的算法)用户是看不到的。简而言之就是说,封装使对象的设计者与对象的使用者分开,使用者只要知道对象可以做什么就可以了,无需知道具体是怎么实现的。借助封装有助于提高类和系统的安全性。

2·继承性

继承是一种由已有类创建子类的机制,利用继承,可以先创建一个共有属性的一般类,根据这个类再创建具有特殊属性的子类,被继承的类成为父类,当然子类也可以成为父类来继续向下扩展。

3·多态性

同一个信息被不同的对象接收到时可能产生不同的行为,这就是多态性。有继承(接口)有重写,父类引用指向子类对象,就会产生多态。多态可以改善程序的组织架构,提高程序的可扩展性。

二、面向对象设计的五个基本设计原则

面向对象设计的五个基本设计原则是:单一职责原则(SRP)、开放封闭原则(OCP)、Liskov替换原则(LSP)、依赖倒置原则(DIP)、接口隔离原则(ISP)

1·单一职责原则(Single-Responsibility Principle)

其核心思想为:一个类只做一件事情,只有一个引起他的变化。单一职责原则可以看做是低耦合,高内聚在面向对象原则上的隐身,将职责定义为引起变化的原因,以提高内举行来减少引起变化的原因。职责过多可能引起他变化的原因也就越多,这将导致职责依赖,相互之间产生影响,从而大大损伤内聚性和耦合度。单一职责就是指,只有一种单一的功能,不要为类实现过多的功能点,有些功能可以定义为接口来实现,以保证只有一个引起他变化的原因。
专注是一个人优良的品质。同样的,单一也是一个类的优良设计,杂交不清的职责将使得代码看起来特别别扭,牵一发动全身,有失没敢和必然导致丑陋的系统错误风险。

2·开放封闭原则(Open-Closeed Principle)

其核心思想是:软件实体应该是可扩展的,而不可修改的。也就是,对扩展开放,对修改封闭。开放封闭原则主要体现在两个方面
1、对扩展开放,意味着有新的需求或者变化时,可以对现有代码进行扩展,以适应新的情况。
2、对修改封闭,意味着一旦设计完成,就可以独立完成其工作,而不要对其进行任何尝试的修改。
实现开放封闭原则的核心思想就是对抽象编程,而不是具体编程,因为抽象相对稳定。让类依赖于固定的抽象类或者接口,所以修改就是封闭的。而通多面向对象的继承和多态机制,又可以继承抽象类或者实现接口,通过重写其方法来改变固有的行为,实现方法新的拓展,所以就是开放的。
需求总是变化的,没有不变的软件,所以就需要用OCP来封闭变化,满足需求,同时还能保持软件内部的封装体系的稳定,不被需求的变化影响。

3·里氏替换原则(Liskov-Substituion Principle)

核心思想:子类必须能够替换其父类。这一思想体现为对继承机制的约束规范,只有子类能够替换父类时才能保证系统在运行期内识别子类,这是保证继承复用的基础。在父类和子类的具体行为中,必须严格把握继承层次中的关系和特征,将父类替换为子类,程序的行为不会发生任何变化。同时,这一约束反过来则是不成立的,子类可以替换父类,但是父类不一定能替换子类。
Liskov替换原则,主要着眼于对抽象和多态建立在继承的基础上,因此只有遵循了Liskov替换原则,才能保证继承复用是可靠地。实现的方法是面向接口编程:将公共部分抽象为基类接口或抽象类,通过Extract Abstract Class,在子类中通过覆写父类的方法实现新的方式支持同样的职责。
Liskov替换原则是关于继承机制的设计原则,违反了Liskov替换原则就必然导致违反开放封闭原则。
Liskov替换原则能够保证系统具有良好的拓展性,同时实现基于多态的抽象机制,能够减少代码冗余,避免运行期的类型判别。

4·依赖倒置原则(Dependecy-Inversion Principle)

其核心思想是:依赖于抽象。具体而言就是高层模块不依赖于底层模块,二者都同依赖于抽象;抽象不依赖于具体,具体依赖于抽象。
我们知道,依赖一定会存在于类与类、模块与模块之间。当两个模块之间存在紧密的耦合关系时,最好的方法就是分离接口和实现:在依赖之间定义一个抽象的接口使得高层模块调用接口,而底层模块实现接口的定义,以此来有效控制耦合关系,达到依赖于抽象的设计目标。
抽象的稳定性决定了系统的稳定性,因为抽象是不变的,依赖于抽象是面向对象设计的精髓,也是依赖倒置原则的核心。
依赖于抽象是一个通用的原则,而某些时候依赖于细节则是在所难免的,必须权衡在抽象和具体之间的取舍,方法不是不变的。依赖于抽象,就是对接口编程,不要对实现编程。

5·接口隔离原则(Interface-Segregation Principle)

其核心思想是:使用多个小的专门的接口,而不要使用一个大的总接口。
具体而言,接口隔离原则体现在:接口应该是内聚的,应该避免“胖”接口。一个类对另外一个类的依赖应该建立在最小的接口上,不要强迫依赖不用的方法,这是一种接口污染。
接口有效地将细节和抽象隔离,体现了对抽象编程的一切好处,接口隔离强调接口的单一性。而胖接口存在明显的弊端,会导致实现的类型必须完全实现接口的所有方法、属性等;而某些时候,实现类型并非需要所有的接口定义,在设计上这是“浪费”,而且在实施上这会带来潜在的问题,对胖接口的修改将导致一连串的客户端程序需要修改,有时候这是一种灾难。在这种情况下,将胖接口分解为多个特点的定制化方法,使得客户端仅仅依赖于它们的实际调用的方法,从而解除了客户端不会依赖于它们不用的方法。
分离的手段主要有以下两种:1、委托分离,通过增加一个新的类型来委托客户的请求,隔离客户和接口的直接依赖,但是会增加系统的开销。2、多重继承分离,通过接口多继承来实现客户的需求,这种方式是较好的。

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