面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)課件-設(shè)計(jì)篇

面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)篇面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)是將現(xiàn)實(shí)世界中的事物抽象成對(duì)象，并定義對(duì)象的屬性和行為。對(duì)象之間的交互形成了系統(tǒng)，滿足特定需求。設(shè)計(jì)過程概述1需求分析理解業(yè)務(wù)需求2設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)3編碼將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為代碼4測(cè)試確保軟件質(zhì)量5部署將軟件發(fā)布到生產(chǎn)環(huán)境面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)過程是一個(gè)迭代的循環(huán)過程，每個(gè)階段都可能需要重復(fù)，不斷細(xì)化和完善設(shè)計(jì)。識(shí)別用例理解用戶需求用例描述系統(tǒng)用戶如何與系統(tǒng)交互，例如登錄、查詢數(shù)據(jù)等。識(shí)別用例可以幫助我們理解用戶需要系統(tǒng)完成什么任務(wù)。建立系統(tǒng)邊界用例圖將用戶、系統(tǒng)和系統(tǒng)外部的交互聯(lián)系起來，明確了系統(tǒng)的邊界，即系統(tǒng)應(yīng)該完成什么，不應(yīng)該完成什么。明確系統(tǒng)功能通過識(shí)別用例，我們可以明確系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)哪些功能，并根據(jù)這些功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊、類和方法。確定類關(guān)系繼承繼承是一種“is-a”關(guān)系，表示子類繼承了父類的屬性和方法。子類可以擴(kuò)展父類，添加新的屬性和方法。關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)是一種“has-a”關(guān)系，表示兩個(gè)類之間存在某種關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)可以是單向或雙向的，可以是聚合或組合關(guān)系。設(shè)計(jì)類類定義類定義包括類名、屬性、方法和訪問控制。構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建類實(shí)例，并初始化屬性。方法定義方法是類可以執(zhí)行的操作，定義了類如何響應(yīng)外部請(qǐng)求。類圖和包圖類圖是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中最重要的圖之一，用于描述類之間的關(guān)系，包括繼承、關(guān)聯(lián)、聚合和組合。包圖則用于描述系統(tǒng)中的包結(jié)構(gòu)，以及包之間的依賴關(guān)系。類圖和包圖能夠清晰地展現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，方便開發(fā)者理解和維護(hù)代碼，也能夠幫助團(tuán)隊(duì)成員更好地協(xié)作。構(gòu)造類構(gòu)造類是面向?qū)ο缶幊讨械闹匾拍?，它允許你在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)初始化其屬性。1定義構(gòu)造函數(shù)指定類的初始化方法2參數(shù)傳遞通過參數(shù)為屬性賦初始值3初始化屬性確保對(duì)象在創(chuàng)建時(shí)處于有效狀態(tài)通過構(gòu)造函數(shù)，你可以確保對(duì)象在創(chuàng)建時(shí)被正確地初始化，從而避免出現(xiàn)錯(cuò)誤或不一致的行為。屬性和方法屬性屬性是類中用來描述對(duì)象特征的數(shù)據(jù)成員。例如，一個(gè)人類的類可以包含屬性，如姓名、年齡和身高。方法方法是類中用來描述對(duì)象行為的函數(shù)成員。例如，一個(gè)人類的類可以包含方法，如行走、說話和吃飯。訪問控制11.公開任何人都可以訪問類成員。22.私有只能在定義類的內(nèi)部訪問。33.受保護(hù)的子類可以訪問，但在類外部不可見。44.包私有僅在同一個(gè)包中的類可以訪問。類型和作用域數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型定義變量可以存儲(chǔ)的值的類型，如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)或字符串。作用域作用域確定變量在代碼中可訪問的范圍，例如局部變量或全局變量。實(shí)例通過代碼示例，可以直觀地理解類型和作用域的定義和使用。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)11.構(gòu)造函數(shù)在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)自動(dòng)調(diào)用，用于初始化對(duì)象。22.析構(gòu)函數(shù)在對(duì)象銷毀時(shí)自動(dòng)調(diào)用，用于釋放對(duì)象占用的資源。33.初始化順序構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用順序與類繼承層次有關(guān)，先調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)，再調(diào)用子類的構(gòu)造函數(shù)。44.釋放資源析構(gòu)函數(shù)用于清理資源，例如關(guān)閉文件、釋放內(nèi)存等。繼承代碼復(fù)用子類繼承父類，無需重新編寫代碼，提高效率和可維護(hù)性。擴(kuò)展功能子類可以擴(kuò)展父類功能，添加新方法或?qū)傩?，滿足更多需求。代碼組織通過繼承，代碼結(jié)構(gòu)更清晰，便于管理，提高代碼可讀性。多態(tài)概念多態(tài)是指同一操作作用于不同的對(duì)象，產(chǎn)生不同的行為。例如，同一個(gè)方法在不同類中被重寫，可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。類型多態(tài)主要分為編譯時(shí)多態(tài)和運(yùn)行時(shí)多態(tài)。編譯時(shí)多態(tài)通過重載實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行時(shí)多態(tài)通過重寫實(shí)現(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)多態(tài)性可以提高代碼的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。它允許您在不修改現(xiàn)有代碼的情況下添加新類型。例子在動(dòng)物類中，定義一個(gè)叫“叫”的方法。不同的動(dòng)物對(duì)象調(diào)用該方法會(huì)發(fā)出不同的聲音。抽象類和接口抽象類定義共同特征，不允許實(shí)例化，包含抽象方法，提供模板。接口定義行為，不可實(shí)例化，包含抽象方法，實(shí)現(xiàn)多重繼承。多態(tài)性通過接口或抽象類實(shí)現(xiàn)不同的實(shí)現(xiàn)方式。組合和聚合組合關(guān)系組合關(guān)系表示“擁有”或“包含”關(guān)系。組合關(guān)系中，一個(gè)對(duì)象被另一個(gè)對(duì)象擁有，并且其生命周期與擁有者相同。例如，汽車包含引擎。聚合關(guān)系聚合關(guān)系表示“整體與部分”的關(guān)系。聚合關(guān)系中，一個(gè)對(duì)象是另一個(gè)對(duì)象的組成部分，但可以獨(dú)立于另一個(gè)對(duì)象存在。設(shè)計(jì)模式概述設(shè)計(jì)模式是軟件設(shè)計(jì)中可復(fù)用的最佳實(shí)踐，提供經(jīng)過驗(yàn)證的解決方案，幫助解決常見問題，提升代碼可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。創(chuàng)建型模式11.工廠模式工廠模式提供創(chuàng)建對(duì)象的接口，但讓子類決定實(shí)例化哪個(gè)類。22.抽象工廠模式提供一個(gè)創(chuàng)建相關(guān)或依賴對(duì)象的接口，而無需指定它們的具體類。33.單例模式確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。44.建造者模式將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建與其表示分離，使同一個(gè)構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。結(jié)構(gòu)型模式適配器模式將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另一個(gè)接口。適配器模式使原本接口不兼容的類可以協(xié)同工作。橋接模式將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們可以獨(dú)立變化。它將接口和實(shí)現(xiàn)解耦，使兩者可以獨(dú)立擴(kuò)展。組合模式將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”層次結(jié)構(gòu)。它允許客戶以一致的方式處理單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象。裝飾模式動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加一些額外的職責(zé)。它提供了一種靈活的方式在不改變?cè)蓄惖那闆r下擴(kuò)展對(duì)象的功能。行為型模式策略模式定義一系列算法，并將每個(gè)算法封裝起來，使它們可以互相替換。觀察者模式定義對(duì)象之間的一對(duì)多依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，所有依賴于它的對(duì)象都會(huì)得到通知并自動(dòng)更新。模板方法模式定義一個(gè)操作中的算法骨架，而將一些步驟延遲到子類中。命令模式將一個(gè)請(qǐng)求封裝成一個(gè)對(duì)象，從而使你可用不同的請(qǐng)求對(duì)客戶進(jìn)行參數(shù)化，對(duì)請(qǐng)求排隊(duì)或記錄請(qǐng)求，以及支持可撤銷的操作。重構(gòu)概念重構(gòu)是指在不改變軟件外部行為的情況下，對(duì)軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整的過程。重構(gòu)的目標(biāo)是提高代碼的可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，以及降低代碼的復(fù)雜度和耦合性。重構(gòu)的目標(biāo)提高代碼質(zhì)量重構(gòu)可以優(yōu)化代碼結(jié)構(gòu)，消除冗余，提高可讀性和可維護(hù)性。降低維護(hù)成本簡(jiǎn)化代碼邏輯，減少錯(cuò)誤，降低維護(hù)難度，提高開發(fā)效率。增強(qiáng)代碼可擴(kuò)展性重構(gòu)可以使代碼更容易適應(yīng)新的需求和功能，提高軟件的靈活性。重構(gòu)的方法重構(gòu)方法重構(gòu)是一種有條理地改進(jìn)代碼結(jié)構(gòu)的技術(shù)。它側(cè)重于代碼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而不是功能上的改變。重構(gòu)可以幫助提高代碼的可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，并降低代碼的復(fù)雜度。重構(gòu)策略重構(gòu)通常從代碼的“壞味道”開始。這些是代碼中可以改進(jìn)的跡象。例如，代碼可能過于復(fù)雜、重復(fù)或難以理解。重構(gòu)的最終目標(biāo)是改進(jìn)代碼的質(zhì)量，使其更容易理解、修改和維護(hù)。重構(gòu)的技巧逐步重構(gòu)不要一次性重構(gòu)所有代碼，而是逐步進(jìn)行，每次只重構(gòu)一個(gè)小的部分。測(cè)試驅(qū)動(dòng)重構(gòu)在重構(gòu)之前，編寫測(cè)試用例，確保重構(gòu)后代碼仍然可以正常工作。代碼審查在重構(gòu)后，進(jìn)行代碼審查，確保代碼質(zhì)量和可維護(hù)性。使用工具使用重構(gòu)工具可以幫助您更輕松地進(jìn)行重構(gòu)，例如IntelliJIDEA、Eclipse等。代碼的壞味道重復(fù)代碼代碼重復(fù)會(huì)導(dǎo)致難以維護(hù)，需要重復(fù)修改，增加錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。過長(zhǎng)函數(shù)函數(shù)過長(zhǎng)難以理解，難以調(diào)試，不利于代碼重用。過大的類類過大職責(zé)不清晰，難以維護(hù)，難以復(fù)用。分散的代碼代碼分散難以找到，難以維護(hù)，難以理解。重構(gòu)案例重構(gòu)過程就是對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以提高其可讀性、可維護(hù)性和性能。重構(gòu)不是為了完全重寫代碼，而是為了改善代碼的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。代碼重構(gòu)可以幫助開發(fā)人員更容易地理解和維護(hù)代碼，減少錯(cuò)誤和bug的出現(xiàn)，提高代碼的可擴(kuò)展性和可重用性。因此，重構(gòu)是一個(gè)非常重要的軟件開發(fā)實(shí)踐。重構(gòu)后的代碼重構(gòu)后的代碼更清晰、易于理解，并且提高了代碼的可維護(hù)性。這使得代碼更易于修改和擴(kuò)展，同時(shí)降低了代碼的復(fù)雜度。設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則是指導(dǎo)軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)的指導(dǎo)方針，旨在提高軟件的質(zhì)量、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。遵循設(shè)計(jì)原則可以幫助開發(fā)人員創(chuàng)建更健壯、更易于維護(hù)和擴(kuò)展的軟件系統(tǒng)。單一職責(zé)原則11.類職責(zé)單一每個(gè)類應(yīng)該只負(fù)責(zé)一個(gè)特定功能，避免將多個(gè)不相關(guān)的功能耦合在一起。22.代碼易維護(hù)職責(zé)單一的類更容易理解、修改和維護(hù)，降低了代碼復(fù)雜度。33.低耦合性職責(zé)單一的類之間依賴關(guān)系較少，使代碼更易于擴(kuò)展和重用。44.易于測(cè)試職責(zé)單一的類更容易進(jìn)行單元測(cè)試，提高了代碼質(zhì)量。開閉原則對(duì)擴(kuò)展開放軟件系統(tǒng)應(yīng)該易于擴(kuò)展新功能，而無需修改現(xiàn)有代碼。對(duì)修改關(guān)閉在擴(kuò)展功能時(shí)，盡量避免修改現(xiàn)有代碼，以減少錯(cuò)誤并保持代碼穩(wěn)定性。里氏替換原則定義子類型必須能夠替換其基類型，而不改變程序的正確性。子類必須能夠在不影響程序功能的情況下替換父類。示例假設(shè)有一個(gè)動(dòng)物類，有“吃”和“睡”方法。狗和貓都是動(dòng)物，但它們吃和睡的方式不同。如果狗可以替換動(dòng)物類，那么它應(yīng)該能夠正確執(zhí)行“吃”和“睡”方法，即使這些方法在狗中實(shí)現(xiàn)不同。依賴倒置原則高層模塊不應(yīng)依賴于低層模塊兩者都應(yīng)該依賴于抽象抽象不應(yīng)依賴于細(xì)節(jié)細(xì)節(jié)應(yīng)依賴于抽象面向接口編程通過接口定義依賴關(guān)系接口隔離原則11