面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計教學(xué)

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計教學(xué)演講人：日期:06課程總結(jié)提升目錄01基礎(chǔ)概念解析02核心設(shè)計原則03UML建模方法04設(shè)計模式分類05編程實踐要點01基礎(chǔ)概念解析類類是對象的藍圖或模板，它定義了一組屬性和方法，這些屬性和方法可以被具有共同特征和行為的對象所共享。對象對象是類的實例，通過類來創(chuàng)建對象，每個對象都有自己獨特的屬性和行為。類與對象的關(guān)系類是對象的抽象，而對象是類的具體實例化。類與對象定義三大特性（封裝/繼承/多態(tài)）封裝封裝是面向?qū)ο缶幊痰暮诵乃枷胫?，它將對象的屬性和方法封裝在類里面，外部無法直接訪問和修改，只有通過類提供的接口才能與對象進行交互。繼承繼承是面向?qū)ο缶幊痰闹匾卣髦唬试S一個類（子類）繼承另一個類（父類）的屬性和方法，從而減少代碼的重復(fù)和提高代碼的復(fù)用性。多態(tài)多態(tài)是面向?qū)ο缶幊痰牧硪粋€重要特征，它允許不同的對象對同一消息作出不同的響應(yīng)，從而實現(xiàn)程序的靈活性和可擴展性。抽象是面向?qū)ο缶幊痰闹匾侄沃唬ㄟ^對具體實例的共性進行提煉和概括，從而得出抽象的概念和類。抽象類不能被實例化，只能作為其他類的父類。抽象抽象與接口設(shè)計接口是面向?qū)ο缶幊讨杏糜诙x類之間通信的一種機制，它規(guī)定了類必須實現(xiàn)的方法和屬性。通過接口可以實現(xiàn)不同類之間的解耦和靈活組合，從而提高程序的可擴展性和可維護性。接口設(shè)計02核心設(shè)計原則單一職責(zé)原則（SRP）接口隔離原則（ISP）依賴倒置原則（DIP）里氏替換原則（LSP）開放封閉原則（OCP）SOLID原則詳解一個類應(yīng)該只有一個引起它變化的理由，即一個類應(yīng)該只有一個職責(zé)。軟件實體應(yīng)當(dāng)對擴展開放，對修改關(guān)閉，即通過擴展軟件功能來滿足需求，而不是修改已有代碼。子類應(yīng)當(dāng)可以替換其父類，并且保持程序原有功能不受影響，即確保子類能夠替代父類而不引起異常?？蛻舳瞬粦?yīng)該被強迫依賴于它們不使用的方法；接口應(yīng)當(dāng)盡量小而專，只提供客戶端需要的方法。高層模塊不應(yīng)該依賴于低層模塊，二者都應(yīng)該依賴于抽象；抽象不應(yīng)該依賴于細節(jié)，細節(jié)應(yīng)該依賴于抽象。組合優(yōu)于繼承策略靈活性通過組合可以將不同的功能組合在一起，而不是通過繼承來實現(xiàn)，從而提高了系統(tǒng)的靈活性。更好的擴展性使用組合可以更容易地擴展系統(tǒng)功能，而不需要對現(xiàn)有類進行修改。避免過度繼承過度使用繼承會導(dǎo)致類層次結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，難以維護；而組合則可以通過簡單的對象組合來實現(xiàn)功能擴展。更好的封裝性組合可以更好地封裝對象的內(nèi)部細節(jié)，只對外提供必要的接口，從而提高了對象的封裝性。只與直接朋友交流一個類應(yīng)該只與它的直接朋友進行交流，不要與陌生類發(fā)生直接聯(lián)系，以減少類之間的耦合度。封裝具體實現(xiàn)將類的具體實現(xiàn)封裝起來，只對外提供必要的接口，從而降低了類之間的依賴程度，提高了系統(tǒng)的可擴展性。避免過度耦合在設(shè)計類之間的關(guān)系時，應(yīng)避免過度耦合，盡量保持類之間的獨立性，以便于修改和維護。盡可能減少類的依賴通過減少類之間的依賴關(guān)系，可以降低類之間的耦合度，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護性。迪米特法則應(yīng)用0102030403UML建模方法類圖與對象圖繪制類圖的基本概念類圖展示了系統(tǒng)的類及其相互關(guān)系，包括類的名稱、屬性和方法，以及類與類之間的關(guān)聯(lián)、聚合、組合、繼承等關(guān)系。類圖的繪制方法對象圖的繪制使用UML建模工具（如StarUML、VisualParadigm等）繪制類圖，通過圖形化的方式展示類的關(guān)系及其成員。對象圖是類圖的實例，展示了系統(tǒng)在某一時刻的具體對象及其關(guān)系，通過對象圖可以了解系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)。123時序圖與協(xié)作圖解析時序圖的基本概念協(xié)作圖的基本概念時序圖的繪制與解析協(xié)作圖的解析時序圖展示了對象之間按時間順序的交互過程，包括對象間的消息傳遞、激活和銷毀等。通過UML建模工具繪制時序圖，分析對象間的交互過程，明確消息的發(fā)送者和接收者，以及對象間的交互順序。協(xié)作圖展示了對象間的合作關(guān)系和交互過程，強調(diào)對象間的消息傳遞和協(xié)作關(guān)系。通過UML建模工具解析協(xié)作圖，了解對象間的合作關(guān)系和交互過程，有助于理解系統(tǒng)的動態(tài)行為。用例圖的基本概念用例圖的繪制用例圖展示了系統(tǒng)的功能需求，通過參與者與用例之間的關(guān)系來表示系統(tǒng)的行為。識別系統(tǒng)的參與者和用例，使用UML建模工具繪制用例圖，展示系統(tǒng)的功能需求及其與外部環(huán)境的交互。用例圖與狀態(tài)圖實踐狀態(tài)圖的基本概念狀態(tài)圖展示了對象在其生命周期內(nèi)的各種狀態(tài)及其狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換過程。狀態(tài)圖的繪制識別對象的狀態(tài)和狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件，使用UML建模工具繪制狀態(tài)圖，有助于理解對象的生命周期和行為。04設(shè)計模式分類定義一個用于創(chuàng)建對象的接口，讓子類決定實例化哪一個類，使一個類的實例化延遲到其子類。提供一個創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口，而無需指定它們具體的類。確保一個類僅有一個實例，并提供一個全局訪問點。將一個復(fù)雜對象的構(gòu)建過程與它的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。創(chuàng)建型模式（工廠/單例）工廠方法模式抽象工廠模式單例模式建造者模式結(jié)構(gòu)型模式（適配器/裝飾器）適配器模式將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個接口，使原本由于接口不兼容而不能一起工作的類可以合作。01橋接模式將抽象部分與它的實現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨立地變化。02裝飾器模式動態(tài)地給一個對象添加一些額外的職責(zé)，就增加功能來說，裝飾模式比生成子類更為靈活。03代理模式為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問。04行為型模式（觀察者/策略）觀察者模式策略模式模板方法模式職責(zé)鏈模式定義對象間的一種一對多的依賴關(guān)系，一個對象的狀態(tài)發(fā)生改變，所有依賴于它的對象都得到通知并被自動更新。在一個方法中定義一個算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中，使得子類可以不改變算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法中的某些步驟。定義一系列的算法，把它們一個個封裝起來，并且使它們可以相互替換，使得算法的變化不影響到使用算法的客戶。使多個對象都有機會處理請求，從而避免請求的發(fā)送者和接收者之間的耦合關(guān)系。05編程實踐要點提取方法將重復(fù)的代碼提取出來，形成獨立的方法，以提高代碼的可維護性和可讀性。合并類將具有相似功能的類合并，以減少代碼冗余和提高代碼復(fù)用性。消除重復(fù)代碼通過抽象和提取，消除代碼中的重復(fù)部分，提高代碼的簡潔性和可維護性。優(yōu)化算法對代碼中的算法進行優(yōu)化，提高程序的執(zhí)行效率。代碼重構(gòu)技巧單元測試實現(xiàn)編寫測試用例根據(jù)需求和設(shè)計，編寫測試用例，覆蓋所有可能的輸入和輸出情況。自動化測試使用測試框架，如JUnit，進行自動化測試，提高測試效率。測試驅(qū)動開發(fā)通過測試驅(qū)動開發(fā)的方式，先編寫測試用例，再編寫滿足測試用例的代碼?；貧w測試在修改代碼后，進行回歸測試，確保原有功能不受影響。設(shè)計模式應(yīng)用案例將對象的創(chuàng)建過程和使用過程分離，通過工廠類創(chuàng)建對象，降低類之間的耦合度。工廠模式確保一個類只有一個實例，并提供全局訪問點，適用于需要全局共享的資源。單例模式將不同的算法封裝到不同的類中，通過接口進行調(diào)用，實現(xiàn)算法的可替換性和可擴展性。策略模式定義對象間的一對多依賴關(guān)系，當(dāng)一個對象改變狀態(tài)時，所有依賴它的對象都會收到通知并自動更新。觀察者模式06課程總結(jié)提升知識體系梳理OOP基本概念包括封裝、繼承、多態(tài)等核心概念，以及類、對象、消息等基本概念。01OOP編程原則如單一職責(zé)原則、開放封閉原則、替換原則等。02OOP設(shè)計模式如工廠模式、單例模式、策略模式等，以及MVC、三層架構(gòu)等常見架構(gòu)。03OOP進階知識如反射、注解、泛型、異常處理等高級特性。04常見誤區(qū)分析濫用繼承會導(dǎo)致類層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以維護。過度使用繼承過多地使用多態(tài)性會導(dǎo)致代碼可讀性和可維護性降低。濫用多態(tài)不遵循接口隔離原則，導(dǎo)致類之間強耦合。忽視接口過