学习记录:《C++设计模式——李建忠主讲》2.面向对象设计原则

时间:2023-02-14 11:53:37

1.课程内容:

重新认识面向对象;面向对象设计原则;

2.重新认识面向对象

1)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,将变化所带来的影响减为最小;

2)各司其职:从微观层面来看,面向对象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;

3)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。

3.面向对象设计原则

3.1 依赖倒置原则(DIP:Dependence Inversion Principle)

1)高层模块(稳定)不应该依赖低层模块(变化),二者都应该依赖于抽象(稳定);

2)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。

理解:一般情况下抽象的变化概率很小,让用户程序依赖于抽象,实现的细节也依赖于抽象。即使实现细节不断变动,只要抽象不变,客户程序就不需要变化。这大大降低了客户程序与实现细节的耦合度。

例子:在上篇随笔中,关于Line和Rect的绘制实现上,分解方案MainForm依赖于Line和Rect,这是不符合DIP原则的,其中MainForm是高层模块,Line和Rect是低层模块;而在抽象方案中MainForm依赖于抽象类Shape,不依赖于Line和Rect,Shape比较稳定,Line和Rect也依赖于较稳定的Shape。

3.2 开放封闭原则(OCP:Open Closed Principle)

1)一个类应该仅有一个能引起它变化的原因;

2)变化的方向隐含着类的责任

理解:一个类,只有一个引起它变化的原因,应该只有一个职责。每一个职责都是变化的一个轴线,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。

例子:在上篇随笔中,关于Line和Rect的绘制实现上,当增加圆的绘制时,分解方案要修改MainForm的代码,并且增加Circle类,没有遵循OCP原则;而在抽象方案中只增加了Circle类(扩展),没有修改,遵循了OCP原则。

3.4 Liskov替换原则(LSP:Liskov Substitution Principle)

1)子类必须能够替换它们的基类(IS-A);

2)继承表达类型抽象;

理解:任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现;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;

3.5 接口隔离原则(ISP:Interface Segregation Principle)

1)不应该强迫客户程序依赖它们不用的方法;

2)接口应该小而完备;

理解:客户端不应该依赖它不需要的接口;一个类对另一个类的依赖应建立在最小的接口上。

3.6 优先使用对象组合,而不是类继承

1)类继承通常为“白箱复用”,对象组合通常为“黑箱复用”;

2)继承某种程度上破环了封装性,子类基类耦合度高;

3)对象组合只要求被组合的对象居于良好定义的接口,耦合度低;

理解:继承和组合都能达到一个代码复用的效果,我们在使用继承的时候同时也就拥有了基类中的保护成员,增加了耦合度。而对象组合就只需要在使用的时候接口稳定,耦合度低。

3.7 封装变化点

1)使用封装来创建对象之间的分解层,让设计者可以在分解层的一侧进行修改,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;

理解:

3.8 针对接口编程,而不是针对实现编程

1)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。

2)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。

3)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。

理解:和依赖倒置原则是相辅相成的。接口标准化是产业强盛的标志。

参考:《李建忠C++设计模式》视频

https://www.bilibili.com/video/av64805906/?p=2