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2012-08-31 15:24:33
研磨设计模式 之 附录一 常见面向对象设计原则——跟着cc学设计系列
浏览(3202)|评论(0)   交流分类:Java|笔记分类: 研磨设计模式

26.1  设计模式和设计原则

26.1.1  设计模式和设计原则的关系

面向对象的分析设计有很多原则,这些原则大都从思想层面,给我们指出了面向对象分析设计的正确方向,是我们进行面向对象分析设计应该尽力遵守的准则。

       而设计模式已经是针对某个场景下某些问题的某个解决方案。也就是说这些设计原则是思想上的指导,而设计模式是实现上的手段,因此设计模式也是应该遵守这些原则的,换句话说,设计模式就是这些设计原则的一些具体体现

26.1.2  为何不重点讲设计原则

       既然设计模式是这些设计原则的具体体现,那也就意味着设计模式的思想上的根就是这些设计原则了,没错,可以这么认为。

这样一来,有些朋友就会很疑惑了,那么为何不重点讲讲设计原则呢?对于这个问题,我们有如下的考虑:

  • 设计原则本身是从思想层面上进行指导,本身是高度概括和原则性的,只是一个设计上的大体方向,其具体实现并不是只有设计模式这一种。理论上来说,可以在相同的原则指导下,做出很多不同的实现来。
  • 每一种设计模式并不是单一的体现某一个设计原则,事实上,很多设计模式都是融合了很多个设计原则的思想,并不好特别强调设计模式对某个或者是某些设计原则的体现。而且每个设计模式在应用的时候也会有很多的考量,不同使用场景下,突出体现的设计原则也可能是不一样的。
  • 这些设计原则只是一个建议指导,事实上,在实际开发中,很少做到完全遵守,总是在有意无意的违反一些或者是部分设计原则。设计工作本来就是一个不断权衡的工作,有句话说得很好:“设计是一种危险的平衡艺术”,设计原则只是一个指导,有些时候,还要综合考虑业务功能、实现的难度、系统性能、时间与空间等很多方面的问题
  • 设计模式本身已经很复杂了,在一本书里面很难再去深入的探讨这些设计原则,这样也避免出现过多的重点内容,导致大家无所适从

本书的目标是想与朋友们深入的探讨设计模式而不是设计原则,因此我们选择弱讲设计原则。事实上,就算你不懂这些设计原则,对本书的阅读也没有太大的影响,只是在一些问题认识的深度上可能会有一点阻碍。基于同样的道理,这里也没有过多从重构的角度去讲述设计模式。

当然,在某些设计模式里面,明显的体现了某些设计原则,我们也还是会与朋友们一起来讨论和分享的。

这里为不熟悉这些设计原则的朋友,简要准备了一些常见的、基本的面向对象设计原则的知识,可以先阅读这些内容,然后再回去看设计模式的内容,可能会有一定的帮助。但请注意,这并不是面向对象设计原则的全部,更多的知识,有机会再与朋友们一起分享。

26.2  常见的面向对象设计原则

26.2.1  单一职责原则SRP(Single Responsibility Principle)

所谓单一职责原则,指的就是:一个类应该仅有一个引起它变化的原因。

这里变化的原因就是所说的“职责”,如果一个类有多个引起它变化的原因,那么也就意味着这个类有多个职责,再进一步说,就是把多个职责耦合在一起了。

这会造成职责的相互影响,可能一个职责的变化,会影响到其它职责的实现,甚至引起其它职责跟着变化,这种设计是很脆弱的。

这个原则看起来是最简单和最好理解的,但是实际上是很难完全做到的,难点在于如何区分这个“职责”,这是个没有标准量化的东西,哪些算职责,到底这个职责有多大的粒度,这个职责如何细化等等。因此,在实际开发中,这个原则也是最容易违反的。

26.2.2  开放-关闭原则OCP(Open-Closed Principle)

       所谓开放-关闭原则,指的就是:一个类应该对扩展开放,对修改关闭。一般也被简称为开闭原则,开闭原则是设计中非常核心的一个原则。

       开闭原则要求的是,类的行为是可以扩展的,而且是在不修改已有的代码的情况下进行扩展,也不必改动已有的源代码或者二进制代码。

       看起来好像是矛盾的,怎么样才能实现呢?

实现开闭原则的关键就在于合理的抽象,分离出变化与不变化的部分,为变化的部分预留下可扩展的方式,比如:钩子方法、或是动态组合对象等等。

       这个原则看起来也很简单,但事实上,一个系统要全部做到遵守开闭原则,几乎是不可能的,也没这个必要。适度的抽象可以提高系统的灵活性,使其可扩展、可维护,但是过度的抽象,会大大增加系统的复杂程度。应该在需要改变的地方应用开闭原则就可以了,而不用到处使用,从而陷入过度设计。

26.2.3  里氏替换原则LSP(Liskov Substitution Principle)

       所谓里氏替换原则,指的就是:子类型必须能够替换掉它们的父类型。这很明显是一种多态的使用情况,它可以避免在多态的应用中,出现某些隐蔽的错误。

事实上,当一个类继承了另外一个类,那么子类就拥有了父类中可以继承下来的属性和操作,理论上来说,此时使用子类型去替换掉父类型,应该不会引起原来使用父类型的程序出现错误。

但是,很不幸的是,在某些情况下是会出现问题的,比如:如果子类型覆盖了父类型的某些方法,或者是子类型修改了父类型某些属性的值,那么原来使用父类型的程序就可能会出现错误,因为在运行期间,从表面上看,它调用的是父类型的方法,需要的是父类型方法实现的功能,但是实际运行调用的确是子类型覆盖实现的方法,而该方法跟父类型的方法并不一样,那就会导致错误的产生。

从另外一个角度来说,里氏替换原则是实现开闭的主要原则之一,开闭原则要求对扩展开放,扩展的一个实现手段就是使用继承,而里氏替换原则是保证子类型能够正确替换父类型,只有能正确替换,才能实现扩展,否则扩展了也会出现错误。

26.2.4  依赖倒置原则DIP(Dependence Inversion Principle)

       所谓依赖倒置原则,指的就是:要依赖于抽象,不要依赖于具体类。要做到依赖倒置,典型的应该做到:

  • 高层模块不应该依赖于底层模块,二者都应该依赖于抽象
  • 抽象不应该依赖于具体实现,具体实现应该依赖于抽象

       很多人觉得,层次化调用的时候,应该是高层调用“底层所拥有的接口”,这是一种典型的误解。事实上,一般高层模块包含对业务功能的处理和业务策略选择,应该被重用,应该是高层模块去影响底层的具体实现。

因此,这个底层的接口,应该是由高层提出的,然后由底层实现的,也就是说底层的接口的所有权在高层模块,因此是一种所有权的倒置。

       倒置接口所有权,这就是著名的Hollywood(好莱坞)原则:不要找我们,我们会联系你。

26.2.5  接口隔离原则ISP(Interface Segregation Principle)

       所谓接口隔离原则,指的就是:不应该强迫客户依赖于他们不用的方法。

这个原则用来处理那些比较“庞大”的接口,这种接口通常会有较多的操作声明,涉及到很多的职责。客户在使用这样的接口的时候,通常会有很多它不需要的方法,这些方法对于客户来讲,就是一种接口污染,相当于强迫用户在一大堆“垃圾方法”里面去寻找他需要的方法。

因此,这样的接口应该被分离,应该按照不同的客户需要来分离成为针对客户的接口,这样的接口里面,只包含客户需要的操作声明,这样既方便了客户的使用,也可以避免因误用接口而导致的错误。

分离接口的方式,除了直接进行代码分离之外,还可以使用委托来分离接口,在能够支持多重继承的语言里面,还可以采用多重继承的方式进行分离。

26.2.6  最少知识原则(Least Knowledge Principle)

所谓最少知识原则,指的就是:只和你的朋友谈话。

这个原则用来指导我们在设计系统的时候,应该尽量减少对象之间的交互,对象只和自己的朋友谈话,也就是只和自己的朋友交互,从而松散类之间的耦合。通过松散类之间的耦合来降低类之间的相互依赖,这样在修改系统的某一个部分时候,就不会影响其它的部分,从而使得系统具有更好的可维护性。

那么究竟哪些对象才能被当作朋友呢?最少知识原则提供了一些指导:

  • 当前对象本身
  • 通过方法的参数传递进来的对象
  • 当前对象所创建的对象
  • 当前对象的实例变量所引用的对象
  • 方法内所创建或实例化的对象

总之,最少知识原则要求我们的方法调用,必须保持在一定的界限范围之内,尽量减少对象的依赖关系。

26.2.7  其它原则

       除了上面提到的这些原则,还有一些大家都熟知的原则,比如:

  • 面向接口编程
  • 优先使用组合,而非继承

当然也还有很多大家不是很熟悉的原则,比如:

  • 一个类需要的数据应该隐藏在类的内部
  • 类之间应该零耦合,或者只有传导耦合,换句话说,类之间要么没有关系,要么只使用另一个类的接口提供的操作
  • 在水平方向上尽可能统一的分布系统功能
  • 。。。。。。等等还有很多,这里就不去详细讨论这些内容了。



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私塾在线学习网原创内容  跟着cc学设计系列 之 研磨设计模式

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