軟件設(shè)計(jì)的七大原則

軟件設(shè)計(jì)的七大原則-Ontheway-博客園軟件設(shè)計(jì)的七大原則設(shè)計(jì)模式遵循的一般原則：開(kāi)-閉原則（Open-ClosedPrinciple,OCP）:一個(gè)軟件實(shí)體應(yīng)當(dāng)對(duì)擴(kuò)展開(kāi)發(fā)，對(duì)修改關(guān)閉.說(shuō)的是，再設(shè)計(jì)一個(gè)模塊的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)使這個(gè)模塊可以在不被修改的前提下被擴(kuò)展.換言之，應(yīng)當(dāng)可以在不必修改源代碼的情況下改變這個(gè)模塊的行為，在保持系統(tǒng)一定穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。這是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）的基石，也是最重要的原則。里氏代換原lJ（LiskovSubstitutionPrinciple,?？s寫(xiě)為.LSP）⑴.由BarbarLiskov（芭芭拉.里氏）提出，是繼承復(fù)用的基石。（2）.嚴(yán)格表達(dá):如果每一個(gè)類型為T(mén)1的對(duì)象o1,都有類型為T(mén)2的對(duì)象o2,使得以T1定義的所有程序P在所有的對(duì)象o1都代換稱o2時(shí)，程序P的行為沒(méi)有變化，那么類型T2是類型T1的子類型.換言之，一個(gè)軟件實(shí)體如果使用的是一個(gè)基類的話，那么一定適用于其子類,而且它根本不能察覺(jué)出基類對(duì)象和子類對(duì)象的區(qū)別.只有衍生類可以替換基類，軟件單位的功能才能不受影響，基類才能真正被復(fù)用，而衍生類也能夠在基類的基礎(chǔ)上增加新功能。.反過(guò)來(lái)的代換不成立.中說(shuō):"白馬,馬也；乘白馬，乘馬也.驪馬(黑馬),馬也;乘驪馬,乘馬也.".該類西方著名的例程為:正方形是否是長(zhǎng)方形的子類(答案是"否")。類似的還有橢圓和圓的關(guān)系。.應(yīng)當(dāng)盡量從抽象類繼承,而不從具體類繼承，一般而言,如果有兩個(gè)具體類A,B有繼承關(guān)系，那么一個(gè)最簡(jiǎn)單的修改方案是建立一個(gè)抽象類C,然后讓類A和B成為抽象類C的子類.即如果有一個(gè)由繼承關(guān)系形成的登記結(jié)構(gòu)的話，那么在等級(jí)結(jié)構(gòu)的樹(shù)形圖上面所有的樹(shù)葉節(jié)點(diǎn)都應(yīng)當(dāng)是具體類;而所有的樹(shù)枝節(jié)點(diǎn)都應(yīng)當(dāng)是抽象類或者接口..”基于契約設(shè)計(jì)(DesignByConstract),簡(jiǎn)稱DBC”這項(xiàng)技術(shù)對(duì)LISKOV代換原則提供了支持.該項(xiàng)技術(shù)BertrandMeyer伯特蘭做過(guò)詳細(xì)的介紹：使用DBC，類的編寫(xiě)者顯式地規(guī)定針對(duì)該類的契約.客戶代碼的編寫(xiě)者可以通過(guò)該契約獲悉可以依賴的行為方式.契約是通過(guò)每個(gè)方法聲明的前置條件(preconditions)和后置條件(postconditions)來(lái)指定的.要使一個(gè)方法得以執(zhí)行，前置條件必須為真.執(zhí)行完畢后，該方法要保證后置條件為真.就是說(shuō)，在重新聲明派生類中的例程(routine)時(shí),只能使用相等或者更弱的前置條件來(lái)替換原始的前置條件,只能使用相等或者更強(qiáng)的后置條件來(lái)替換原始的后置條件.依賴倒置原則(DependenceInversionPrinciple),要求客戶端依賴于抽象耦合.表述:抽象不應(yīng)當(dāng)依賴于細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)應(yīng)當(dāng)依賴于抽象.(Programtoaninterface,notanimplementaction)表述二:針對(duì)接口編程的意思是說(shuō)，應(yīng)當(dāng)使用接口和抽象類進(jìn)行變量的類型聲明，參量的類型聲明,方法的返還類型聲明,以及數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換等.不要針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程的意思就是說(shuō)，不應(yīng)當(dāng)使用具體類進(jìn)行變量的類型聲明，參量類型聲明,方法的返還類型聲明，以及數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換等.要保證做到這一點(diǎn)，一個(gè)具體的類應(yīng)等只實(shí)現(xiàn)接口和抽象類中聲明過(guò)的方法,而不應(yīng)當(dāng)給出多余的方法.只要一個(gè)被引用的對(duì)象存在抽象類型,就應(yīng)當(dāng)在任何引用此對(duì)象的地方使用抽象類型,包括參量的類型聲明，方法返還類型的聲明，屬性變量的類型聲明等.接口與抽象的區(qū)別就在于抽象類可以提供某些方法的部分實(shí)現(xiàn),而接口則不可以，這也大概是抽象類唯一的優(yōu)點(diǎn).如果向一個(gè)抽象類加入一個(gè)新的具體方法,那么所有的子類型一下子就都得到得到了這個(gè)新的具體方法,而接口做不到這一點(diǎn).如果向一個(gè)接口加入了一個(gè)新的方法的話,所有實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的類就全部不能通過(guò)編譯了，因?yàn)樗鼈兌紱](méi)有實(shí)現(xiàn)這個(gè)新聲明的方法.這顯然是接口的一個(gè)缺點(diǎn).一個(gè)抽象類的實(shí)現(xiàn)只能由這個(gè)抽象類的子類給出，也就是說(shuō)，這個(gè)實(shí)現(xiàn)處在抽象類所定義出的繼承的登記結(jié)構(gòu)中,而由于一般語(yǔ)言都限制一個(gè)類只能從最多一個(gè)超類繼承，因此將抽象作為類型定義工具的效能大打折扣.反過(guò)來(lái)，看接口，就會(huì)發(fā)現(xiàn)任何一個(gè)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)接口所規(guī)定的方法的類都可以具有這個(gè)接口的類型,而一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)任意多個(gè)接口.從代碼重構(gòu)的角度上講，將一個(gè)單獨(dú)的具體類重構(gòu)成一個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)是很容易的，只需要聲明一個(gè)接口,并將重要的方法添加到接口聲明中，然后在具體類定義語(yǔ)句中加上保留字以繼承于該接口就行了.而作為一個(gè)已有的具體類添加一個(gè)抽象類作為抽象類型不那么容易，因?yàn)檫@個(gè)具體類有可能已經(jīng)有一個(gè)超類.這樣一來(lái),這個(gè)新定義的抽象類只好繼續(xù)向上移動(dòng)，變成這個(gè)超類的超類，如此循環(huán)，最后這個(gè)新的抽象類必定處于整個(gè)類型等級(jí)結(jié)構(gòu)的最上端,從而使登記結(jié)構(gòu)中的所有成員都會(huì)受到影響.接口是定義混合類型的理想工具,所為混合類型，就是在一個(gè)類的主類型之外的次要類型.一個(gè)混合類型表明一個(gè)類不僅僅具有某個(gè)主類型的行為,而且具有其他的次要行為.聯(lián)合使用接口和抽象類：由于抽象類具有提供缺省實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),而接口具有其他所有優(yōu)點(diǎn)，所以聯(lián)合使用兩者就是一個(gè)很好的選擇.首先，聲明類型的工作仍然接口承擔(dān)的，但是同時(shí)給出的還有一個(gè)抽象類，為這個(gè)接口給出一個(gè)缺省實(shí)現(xiàn).其他同屬于這個(gè)抽象類型的具體類可以選擇實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，也可以選擇繼承自這個(gè)抽象類.如果一個(gè)具體類直接實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的話，它就必須自行實(shí)現(xiàn)所有的接口;相反，如果它繼承自抽象類的話，它可以省去一些不必要的的方法，因?yàn)樗梢詮某橄箢愔凶詣?dòng)得到這些方法的缺省實(shí)現(xiàn);如果需要向接口加入一個(gè)新的方法的話，那么只要同時(shí)向這個(gè)抽象類加入這個(gè)方法的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)就可以了，因?yàn)樗欣^承自這個(gè)抽象類的子類都會(huì)從這個(gè)抽象類得到這個(gè)具體方法.這其實(shí)就是缺省適配器模式（DefauleAdapter）.（8）什么是高層策略呢?它是應(yīng)用背后的抽象，是那些不隨具體細(xì)節(jié)的改變而改變的真理.它是系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)隱喻.接口隔離原^InterfaceSegregationPrinciple,ISP）（1） 一個(gè)類對(duì)另外一個(gè)類的依賴是建立在最小的接口上。（2） 使用多個(gè)專門(mén)的接口比使用單一的總接口要好.根據(jù)客戶需要的不同,而為不同的客戶端提供不同的服務(wù)是一種應(yīng)當(dāng)?shù)玫焦膭?lì)的做法.就像"看人下菜碟"一樣，要看客人是誰(shuí)，再提供不同檔次的飯菜.（3） 胖接口會(huì)導(dǎo)致他們的客戶程序之間產(chǎn)生不正常的并且有害的耦合關(guān)系.當(dāng)一個(gè)客戶程序要求該胖接口進(jìn)行一個(gè)改動(dòng)時(shí),會(huì)影響到所有其他的客戶程序.因此客戶程序應(yīng)該僅僅依賴他們實(shí)際需要調(diào)用的方法.5.合成/聚合復(fù)用原則(Composite/AggregateReusePrinciple,CARP)在一個(gè)新的對(duì)象里面使用一些已有的對(duì)象，使之成為新對(duì)象的一部分;新的對(duì)象通過(guò)這些向?qū)ο蟮奈蛇_(dá)到復(fù)用已有功能的目的.這個(gè)設(shè)計(jì)原則有另一個(gè)簡(jiǎn)短的表述:要盡量使用合成/聚合，盡量不要使用繼承.6.迪米特法則(LawofDemeterLoD)又叫做最少知識(shí)原則(LeastKnowledgePrinciple,LKP),就是說(shuō)，一個(gè)對(duì)象應(yīng)當(dāng)對(duì)其他對(duì)象有盡可能少的了了解.迪米特法則最初是用來(lái)作為面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)格的一種法則，與1987年秋天由IanHolland在美國(guó)東北大學(xué)為一個(gè)叫做迪米特(Demeter)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)提出的，因此叫做迪米特法則[LIEB89][LIEB86].這條法則實(shí)際上是很多著名系統(tǒng)，比如火星登陸軟件系統(tǒng)，木星的歐羅巴衛(wèi)星軌道飛船的軟件系統(tǒng)的指導(dǎo)設(shè)計(jì)原則.沒(méi)有任何一個(gè)其他的OO設(shè)計(jì)原則象迪米特法則這樣有如此之多的表述方式，如下幾種：只與你直接的朋友們通信(Onlytalktoyourimmediatefriends)不要跟"陌生人”說(shuō)話(Don'ttalktostrangers)每一個(gè)軟件單位對(duì)其他的單位都只有最少的知識(shí)，而且局限于那些本單位密切相關(guān)的軟件單位.就是說(shuō)，如果兩個(gè)類不必彼此直接通信,那么這兩個(gè)類就不應(yīng)當(dāng)發(fā)生直接的相互作用,如果其中的一個(gè)類需要調(diào)用另一個(gè)類的某一個(gè)方法的話，可以通過(guò)第三者轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)調(diào)用。7.單一職責(zé)原則(Simpleres