設(shè)計模式——面向?qū)ο笤O(shè)計原則
1.什么是面向?qū)ο笤O(shè)計
世界是具體的，認(rèn)知是抽象的。像自然界中的生物、植物、動物一個個名詞，就是對一系列具體個體抽象出來的稱謂，而魚、老虎、樹等就是一個個實在的具體。哦，也許你會說，樹也是對一系列具體個體的抽象出來的稱謂，對也不對，對是因為樹確實是一系列具體個體的抽象稱謂，不對是因為照這個邏輯下去，就會陷入死循環(huán)，直到小到細(xì)胞，原子，夸克，但是你能保證夸克就是最小的具體嗎？還好前人已經(jīng)幫我們解決這個思考了，通過繼承的關(guān)系，可以從抽象開始，逐層的繼承下去，就會形成一個具有抽象與具體關(guān)系的層次關(guān)系，就如同我們的世界那樣，也是通過抽象與具體形成的層次。
面向?qū)ο蟮脑O(shè)計實質(zhì)是通過對現(xiàn)實世界提煉出符合需求的抽象封裝，然后通過逐層繼承抽象并拓展實現(xiàn)，實現(xiàn)同一繼承來源然而變現(xiàn)多態(tài)性質(zhì)。
比如下圖的繼承關(guān)系，這是游戲的從最抽象出的對象，到角色、靜態(tài)采集物、場景，再到人物、寵物、怪、坐騎等，就是典型的面向?qū)ο笤O(shè)計。
2.為什么需要面向?qū)ο笤O(shè)計
軟件設(shè)計就難的是應(yīng)對變化、變化、變化。通過把系統(tǒng)功能封裝成一個個對象，就可以粒度細(xì)化、功能實現(xiàn)的耦合度低和職責(zé)獨立，細(xì)化了就能夠更好的把控；耦合度低就是高內(nèi)聚、松耦合，能夠減少功能實現(xiàn)之間的關(guān)聯(lián)，降低修改的影響；職責(zé)單一獨立就能夠提高代碼復(fù)用，復(fù)用就能夠提高開發(fā)效率與提高可維護性。
為了能夠更好的實現(xiàn)面向?qū)ο笤O(shè)計，應(yīng)該做到隔離變化，也就是把變與不變隔離開，不要讓變化的東西影響到不變的，適應(yīng)軟件的變化。對象各有獨自的功能，也就是對象的功能要單一，新能功能類型不應(yīng)該影響到舊的對象。這里說的比較簡單，其實大師們已經(jīng)總結(jié)出面向?qū)ο笤O(shè)計原則來指導(dǎo)我們的開發(fā)了。
3.面向?qū)ο笤O(shè)計原則
3.1依賴倒置原則
- 高層模塊(穩(wěn)定)不應(yīng)該依賴于低層模塊(變化)，二者都應(yīng)該依賴于抽象(穩(wěn)定) 。
- 抽象(穩(wěn)定)不應(yīng)該依賴于實現(xiàn)細(xì)節(jié)(變化) ，實現(xiàn)細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴于抽象(穩(wěn)定)。
3.2開閉原則
- 對擴展開放，對更改封閉。
- 類模塊應(yīng)該是可擴展的，但是不可修改。
3.3單一職責(zé)原則
- 一個類應(yīng)該僅有一個引起它變化的原因。
- 變化的方向隱含著類的責(zé)任。
3.4里氏替換原則
- 子類必須能夠替換它們的基類(IS-A)。
- 繼承表達類型抽象。
3.5接口隔離原則
- 不應(yīng)強迫客戶程序依賴它們不用的方法。
- 接口應(yīng)該小而完備。
3.6優(yōu)先使用對象組合，而不是類繼承
- 類繼承通常為白箱復(fù)用，對象組合通常為黑箱復(fù)用。
- 繼承在某種程度上破壞了封裝性，子類父類耦合度高。
- 對象組合則只要求被組合的對象具有良好定義的接口，耦合度低。
3.7找出變化點，封裝變化點
- 尋找出變與不變的分割點，對二者封裝，讓設(shè)計者對單方面修改時不會影響到另一面。實現(xiàn)層次間的松耦合。
3.8面向接口編程，而不是面向?qū)ο缶幊?/h4>
- 不將變量類型聲明為某個特定的具體類，而是聲明為某個接口。
- 客戶程序無需獲知對象的具體類型，只需要知道對象所具有的接口。
- 減少系統(tǒng)中各部分的依賴關(guān)系，從而實現(xiàn)高內(nèi)聚、松耦合的類型設(shè)計方案。
4.面向接口設(shè)計
在現(xiàn)實中，面向接口設(shè)計隨處可見，比如那么多的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會，比如發(fā)布的C++標(biāo)準(zhǔn)，C-98/03/11等，比如各個工廠生產(chǎn)的零件等，都有各自對應(yīng)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，只有接口標(biāo)準(zhǔn)化，才會使產(chǎn)業(yè)更加強盛。相反，接口沒有標(biāo)準(zhǔn)，就會造成生產(chǎn)力低下，根本無經(jīng)濟全球化一說了。
面向接口編程就是抽象需求成一個個獨立的接口/抽象類，然后被繼承或委托/組成的形式來實現(xiàn)或拓展新的具體或更加強大完善的抽象，通過層層封裝、繼承，最后就會實現(xiàn)運行時多態(tài)的特性，從而提高代碼的靈活性。
6.小結(jié)
本文通過分析什么是面向?qū)ο?，為什么需要面向?qū)ο?，和面向?qū)ο笤O(shè)計的原則來說明軟件開發(fā)中面向?qū)ο笤O(shè)計是實現(xiàn)大型軟件程序的基石。面向接口編程，而不是面向?qū)ο缶幊?，能夠使代碼更加靈活，更加優(yōu)美強大。
