面向对象的设计原则和设计模式

面向对象编程的优点及目的:可复用,可扩展,可维护,灵活性好

面向对象编程的核心思想:对于变化(或不确定的)的部分,要构造抽象来隔离变化,达到解耦合的效果。接口,多态都是抽象的手段。

面向对象编程的七个基本原则:单一职责原则、开放-封闭原则、依赖倒转原则、里氏代换原则、最少知识原则、接口隔离原则、合成复用原则。

单一职责原则:如果一个类有多于一个的动机被改变,那么这个类就具有多于一个的职责。而单一职责原则就是指一个类或者模块应该有且只有一个改变的原因。如果一个类有一个以上的职责,这些职责就耦合在了一起。这会导致脆弱的设计。当一个职责发生变化时,可能会影响其它的职责。另外,多个职责耦合在一起,会影响复用性。

开放-封闭原则:软件实体(类、模块、函数等等)应该可以扩展的,但是不可修改。这一原则的特征为对于扩展是开放的,对于修改是关闭的。

依赖倒转原则:1.高层模块不应该依赖底层模块,两个都应该依赖抽象(接口或抽象类)2.抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。即针对接口编程,不要针对实现编程。依赖倒转原则是面向对象设计的标志,用哪种编程语言不重要,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,即程序中的所有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,否则那就是过程化设计了。

里氏代换原则:把父类都替换成它的子类程序的行为没有变化。任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 里氏代换原则是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

最少知识原则(迪米特法则):一个对象应当对其他对象尽可能少的了解。具体要求:

  • 在类的划分上,应该创建有弱耦合的类
  • 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
  • 在类的设计上,只要有可能,一个类应当设计成不变类,防止类的行为被篡改
  • 尽量降低类的访问权限

接口隔离原则:客户端不应该依赖他不需要的接口。对c++而言就是虚基类中的虚函数尽量精简,虚基类也要保持“单一原则”,虚基类中的虚函数尽量少,否则子类需要实现的接口太多,但却不一定需要这些接口。保持这一原则的方法就是拆分接口到多个虚基类中,让子类有选择的实现。

合成复用原则:尽量使用对象组合,而不是继承来达到复用的目的。合成复用原则与里氏替换原则并不矛盾,对于合成与继承的选择有Coad法则,在此只列出本篇作者认为重要的两条:1.子类是基类的一个特殊种类,而不是基类的一个角色。区分“Has-A”和“Is-A”。只有“Is-A”关系才符合继承关系,“Has-A”关系应当用聚合来描述。 2.子类具有扩展基类的责任,而不是具有置换掉(override)或注销掉(Nullify)基类的责任。如果一个子类需要大量的置换掉基类的行为,那么这个类就不应该是这个基类的子类。 

不同原则体现的思想和目的:

单一职责原则——封装,解耦合,复用性

开放-封闭原则——扩展性、可维护性

依赖倒转原则——多态,解耦合,可维护性、灵活性

里氏代换原则——继承,复用性,扩展性

最少知识原则——封装,解耦合,可维护性

接口隔离原则——封装、多态,解耦合,灵活性

合成复用原则——复用性、扩展性

设计模式不是软件设计的起点,而是终点。换句话说不应该按照23中设计模式去套用,照葫芦画瓢,而是让自己写的代码自然而然的设计成了各种设计模式的样子。类似无招胜有招吧。知乎上有一个大神给自己制定了一个编码规范类代码行数不超过400,函数行数不超过20,嵌套不超过3层,一旦违反此规范,就重构代码,经过几年的时间发现往往能发现其中有些地方符合一些设计模式的地方。也有人认为设计模式的真正价值,他让程序员之间对复杂结构的沟通变得简单。下面简单说下设计模式。

面向对象的设计模式主要分为三类:

简单工厂模式:创建型模式、结构型模式、行为型模式。

创建型模式创建对象时,不再由我们直接实例化对象;而是根据特定场景,由程序来确定创建对象的方式,从而保证更大的性能、更好的架构优势包括:简单工厂工厂抽象工厂单例、原型、建造者模式。

结构型模式用于帮助将多个对象组织成更大的结构包括:适配器、桥接、过滤器、组合、装饰器外观享元代理

行为型模式用于帮助系统间各对象的通信,以及如何控制复杂系统中流程包括:责任链、命令、解释器、迭代器、中介者、备忘录、观察者状态、空对象、策略、模板、访问者。

参考链接:https://blog.csdn.net/cto_1649900265/article/details/70666418

 

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