面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則(Java)

1、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則JavaPage 2本章教學(xué)內(nèi)容w 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則概述w 單一職責(zé)原則w 開閉原則w 里氏代換原則w 依賴倒轉(zhuǎn)原則w 接口隔離原則w 合成復(fù)用原則w 迪米特法則Page 3面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則概述w 軟件的可維護(hù)性和可復(fù)用性F知名軟件大師知名軟件大師Robert C.Martin認(rèn)為一個(gè)可維護(hù)性較低認(rèn)為一個(gè)可維護(hù)性較低的軟件設(shè)計(jì)，通常由于如下四個(gè)原因造成：的軟件設(shè)計(jì)，通常由于如下四個(gè)原因造成： 過于僵硬(Rigidity) 過于脆弱(Fragility) 復(fù)用率低(Immobility) 黏度過高(Viscosity) Robert C.MartinPage 4面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則概

2、述w 軟件的可維護(hù)性和可復(fù)用性F軟件工程和建模大師軟件工程和建模大師Peter Coad認(rèn)為，一個(gè)好的系統(tǒng)認(rèn)為，一個(gè)好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該具備如下三個(gè)性質(zhì)：設(shè)計(jì)應(yīng)該具備如下三個(gè)性質(zhì)： 可擴(kuò)展性(Extensibility) 靈活性(Flexibility) 可插入性(Pluggability) Peter CoadPage 5面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則概述w 軟件的可維護(hù)性和可復(fù)用性F 軟件的復(fù)用軟件的復(fù)用(Reuse)或重用或重用擁有眾多優(yōu)點(diǎn)，如可以提高軟件擁有眾多優(yōu)點(diǎn)，如可以提高軟件的開發(fā)效率，提高軟件質(zhì)量，節(jié)約開發(fā)成本，的開發(fā)效率，提高軟件質(zhì)量，節(jié)約開發(fā)成本，恰當(dāng)?shù)膹?fù)用還恰當(dāng)?shù)膹?fù)用還可以改善系統(tǒng)的可維護(hù)

3、性可以改善系統(tǒng)的可維護(hù)性。F面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)復(fù)用的目標(biāo)在于面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)復(fù)用的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)支持可維護(hù)性的復(fù)用。實(shí)現(xiàn)支持可維護(hù)性的復(fù)用。 F在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)里面，在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)里面，可維護(hù)性復(fù)用都是以面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)可維護(hù)性復(fù)用都是以面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則為基礎(chǔ)的原則為基礎(chǔ)的，這些設(shè)計(jì)原則首先都是復(fù)用的原則，遵循這，這些設(shè)計(jì)原則首先都是復(fù)用的原則，遵循這些設(shè)計(jì)原則可以有效地提高系統(tǒng)的復(fù)用性，同時(shí)提高系統(tǒng)的些設(shè)計(jì)原則可以有效地提高系統(tǒng)的復(fù)用性，同時(shí)提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。可維護(hù)性。 Page 6面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則概述w 軟件的可維護(hù)性和可復(fù)用性F面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)模式也是對系統(tǒng)進(jìn)行合理重構(gòu)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)模

4、式也是對系統(tǒng)進(jìn)行合理重構(gòu)的指南針，的指南針，重構(gòu)重構(gòu)(Refactoring)是是在不改變軟件現(xiàn)有功能在不改變軟件現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整程序代碼改善軟件的質(zhì)量、性能，的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整程序代碼改善軟件的質(zhì)量、性能，使其程序的設(shè)計(jì)模式和架構(gòu)更趨合理，提高軟件的擴(kuò)展使其程序的設(shè)計(jì)模式和架構(gòu)更趨合理，提高軟件的擴(kuò)展性和維護(hù)性性和維護(hù)性。 Martin FowlerPage 7面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則概述w 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則簡介 F常用的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則包括七個(gè)，這些原則并不是常用的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則包括七個(gè)，這些原則并不是孤立存在的，它們相互依賴，相互補(bǔ)充。孤立存在的，它們相互依賴，相互補(bǔ)充。設(shè)計(jì)原則名稱

5、設(shè)計(jì)原則名稱設(shè)計(jì)原則簡介設(shè)計(jì)原則簡介重要性重要性單一職責(zé)原則(Single Responsibility Principle, SRP)類的職責(zé)要單一，不能將太多的職責(zé)放在一個(gè)類中。開閉原則(Open-Closed Principle, OCP)軟件實(shí)體對擴(kuò)展是開放的，但對修改是關(guān)閉的，即在不修改一個(gè)軟件實(shí)體的基礎(chǔ)上去擴(kuò)展其功能。里氏代換原則(Liskov Substitution Principle, LSP)在軟件系統(tǒng)中，一個(gè)可以接受基類對象的地方必然可以接受一個(gè)子類對象。依賴倒轉(zhuǎn)原則(Dependency Inversion Principle, DIP)要針對抽象層編程，而不要針對具體

6、類編程。接口隔離原則(Interface Segregation Principle, ISP)使用多個(gè)專門的接口來取代一個(gè)統(tǒng)一的接口。 合成復(fù)用原則(Composite Reuse Principle, CRP)在系統(tǒng)中應(yīng)該盡量多使用組合和聚合關(guān)聯(lián)關(guān)系，盡量少使用甚至不使用繼承關(guān)系。迪米特法則(Law of Demeter, LoD)一個(gè)軟件實(shí)體對其他實(shí)體的引用越少越好，或者說如果兩個(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，而是通過引入一個(gè)第三者發(fā)生間接交互。Page 8單一職責(zé)原則 w 單一職責(zé)原則定義F單一職責(zé)原則單一職責(zé)原則(Single Responsibilit

7、y Principle, SRP)定義如下：定義如下： 在軟件系統(tǒng)中，一個(gè)類只負(fù)責(zé)一個(gè)功能領(lǐng)域中的相應(yīng)職責(zé)。F另一種定義方式如下：另一種定義方式如下： 就一個(gè)類而言，應(yīng)該僅有一個(gè)引起它變化的原因。 Page 9單一職責(zé)原則 w 單一職責(zé)原則分析 F一個(gè)類（或者大到模塊，小到方法）承擔(dān)的職責(zé)越多，它被一個(gè)類（或者大到模塊，小到方法）承擔(dān)的職責(zé)越多，它被復(fù)用的可能性越小復(fù)用的可能性越小。而且如果一個(gè)類承擔(dān)的職責(zé)過多，就相。而且如果一個(gè)類承擔(dān)的職責(zé)過多，就相當(dāng)于將這些職責(zé)耦合在一起，當(dāng)其中一個(gè)職責(zé)變化時(shí)，可能當(dāng)于將這些職責(zé)耦合在一起，當(dāng)其中一個(gè)職責(zé)變化時(shí)，可能會(huì)影響其他職責(zé)的運(yùn)作。會(huì)影響其他職責(zé)的運(yùn)

8、作。 F類的職責(zé)主要包括兩個(gè)方面：類的職責(zé)主要包括兩個(gè)方面：數(shù)據(jù)職責(zé)和行為職責(zé)數(shù)據(jù)職責(zé)和行為職責(zé)，數(shù)據(jù)職，數(shù)據(jù)職責(zé)通過其屬性來體現(xiàn)，而行為職責(zé)通過其方法來體現(xiàn)。責(zé)通過其屬性來體現(xiàn)，而行為職責(zé)通過其方法來體現(xiàn)。F單一職責(zé)原則是實(shí)現(xiàn)單一職責(zé)原則是實(shí)現(xiàn)高內(nèi)聚、低耦合高內(nèi)聚、低耦合的指導(dǎo)方針，在很多代的指導(dǎo)方針，在很多代碼重構(gòu)手法中都能找到它的存在，它是最簡單但又最難運(yùn)用碼重構(gòu)手法中都能找到它的存在，它是最簡單但又最難運(yùn)用的原則，需要設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)類的不同職責(zé)并將其分離，而發(fā)的原則，需要設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)類的不同職責(zé)并將其分離，而發(fā)現(xiàn)類的多重職責(zé)需要設(shè)計(jì)人員具有較強(qiáng)的分析設(shè)計(jì)能力和相現(xiàn)類的多重職責(zé)需要設(shè)計(jì)人員

9、具有較強(qiáng)的分析設(shè)計(jì)能力和相關(guān)重構(gòu)經(jīng)驗(yàn)。關(guān)重構(gòu)經(jīng)驗(yàn)。Page 10單一職責(zé)原則 w 單一職責(zé)原則實(shí)例 F實(shí)例說明實(shí)例說明 某基于Java的C/S系統(tǒng)的“登錄功能”通過如下登錄類(Login)實(shí)現(xiàn)： 現(xiàn)使用單一職責(zé)原則對其進(jìn)行重構(gòu)。Login+init ()display ()validate ()getConnection ()findUser (String userName, String userPassword)main (String args): void: void: void: Connection: boolean: voidPage 11單一職責(zé)原則 w 單一職責(zé)原則實(shí)例 F

10、實(shí)例解析實(shí)例解析 使用單一職責(zé)原則重構(gòu)后的類圖：LoginForm- dao : UserDAO+init ()display ()validate (): void: void: voidUserDAO- db : DBUtil+ findUser (String userName, String userPassword): booleanDBUtil+ getConnection () : ConnectionMainClass+ main (String args) : voidPage 12開閉原則w 開閉原則定義 F開閉原則開閉原則(Open-Closed Principle, O

11、CP)定義如下：定義如下： 一個(gè)軟件實(shí)體應(yīng)當(dāng)對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉。也就是說在設(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，即實(shí)現(xiàn)在不修改源代碼的情況下改變這個(gè)模塊的行為。Page 13開閉原則w 開閉原則分析 F開閉原則由開閉原則由Bertrand Meyer于于1988年提出，它是面向?qū)ο笤O(shè)年提出，它是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中最重要的原則之一。計(jì)中最重要的原則之一。F在開閉原則的定義中，在開閉原則的定義中，軟件實(shí)體可以指一個(gè)軟件模塊、一個(gè)軟件實(shí)體可以指一個(gè)軟件模塊、一個(gè)由多個(gè)類組成的局部結(jié)構(gòu)或一個(gè)獨(dú)立的類由多個(gè)類組成的局部結(jié)構(gòu)或一個(gè)獨(dú)立的類。Page 14開閉原則w 開閉原則分析

12、F抽象化抽象化是開閉原則的關(guān)鍵。是開閉原則的關(guān)鍵。 F絕大部分的設(shè)計(jì)模式都符合開閉原則，在對每一個(gè)模式絕大部分的設(shè)計(jì)模式都符合開閉原則，在對每一個(gè)模式進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)評價(jià)時(shí)都會(huì)進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)評價(jià)時(shí)都會(huì)以開閉原則作為一個(gè)重要的評價(jià)以開閉原則作為一個(gè)重要的評價(jià)依據(jù)依據(jù)，以判斷基于該模式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否具備良好的靈，以判斷基于該模式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否具備良好的靈活性和可擴(kuò)展性?；钚院涂蓴U(kuò)展性。 Page 15開閉原則w 開閉原則實(shí)例 F實(shí)例說明實(shí)例說明 某圖形界面系統(tǒng)提供了各種不同形狀的按鈕，客戶端代碼可針對這些按鈕進(jìn)行編程，用戶可能會(huì)改變需求要求使用不同的按鈕，原始設(shè)計(jì)方案如圖所示： 現(xiàn)對該系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，使之滿足

13、開閉原則的要求。LoginForm- button : CircleButton+ display () : voidCircleButton+ view () : voidLoginForm- button : RectangleButton+ display () : voidRectangleButton+ view () : voidPage 16開閉原則w 開閉原則實(shí)例 F實(shí)例解析實(shí)例解析 Page 17里氏代換原則 w 里氏代換原則定義 F里氏代換原則里氏代換原則(Liskov Substitution Principle, LSP)有有兩種定義方式，第一種定義方式相對嚴(yán)格，其定義

14、如下：兩種定義方式，第一種定義方式相對嚴(yán)格，其定義如下： 如果對每一個(gè)類型為S的對象o1，都有類型為T的對象o2，使得以T定義的所有程序P在所有的對象o1都代換成o2時(shí)，程序P的行為沒有變化，那么類型S是類型T的子類型。F第二種更容易理解的定義方式如下：第二種更容易理解的定義方式如下： 所有引用基類（父類）的地方必須能透明地使用其子類的對象。Page 18里氏代換原則 w 里氏代換原則分析F里氏代換原則由里氏代換原則由2008年圖靈獎(jiǎng)得主、美國第一位計(jì)算機(jī)年圖靈獎(jiǎng)得主、美國第一位計(jì)算機(jī)科學(xué)女博士、麻省理工學(xué)院科學(xué)女博士、麻省理工學(xué)院Barbara Liskov教授和卡內(nèi)教授和卡內(nèi)基基-梅隆大學(xué)

15、梅隆大學(xué)Jeannette Wing教授于教授于1994年提出。年提出。芭芭拉利斯科夫（Barbara Liskov），美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家，2008年圖靈獎(jiǎng)圖靈獎(jiǎng)（計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)）得主，2004年約翰馮諾依曼獎(jiǎng)得主。美國工程院院士，美國藝術(shù)與科學(xué)院院士，美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)會(huì)士。現(xiàn)任麻省理工學(xué)院電子電氣與計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授。她是美國第一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)女博士，第二位獲得圖靈獎(jiǎng)的女科學(xué)家。Page 19里氏代換原則 w 里氏代換原則分析F里氏代換原則可以通俗表述為：在里氏代換原則可以通俗表述為：在軟件中如果能夠使用軟件中如果能夠使用基類對象，那么一定能夠使用其子類對象基類對象，那么一定能夠使用其子類對象

16、。把基類都替。把基類都替換成它的子類，程序?qū)⒉粫?huì)產(chǎn)生任何錯(cuò)誤和異常，反過換成它的子類，程序?qū)⒉粫?huì)產(chǎn)生任何錯(cuò)誤和異常，反過來則不成立，如果一個(gè)軟件實(shí)體使用的是一個(gè)子類的話，來則不成立，如果一個(gè)軟件實(shí)體使用的是一個(gè)子類的話，那么它不一定能夠使用基類。那么它不一定能夠使用基類。F里氏代換原則是實(shí)現(xiàn)開閉原則的重要方式之一，由于使里氏代換原則是實(shí)現(xiàn)開閉原則的重要方式之一，由于使用基類對象的地方都可以使用子類對象，因此用基類對象的地方都可以使用子類對象，因此在程序中在程序中盡量使用基類類型來對對象進(jìn)行定義，而在運(yùn)行時(shí)再確盡量使用基類類型來對對象進(jìn)行定義，而在運(yùn)行時(shí)再確定其子類類型，用子類對象來替換父類對象

17、定其子類類型，用子類對象來替換父類對象。Page 20里氏代換原則 w 里氏代換原則分析喜歡動(dòng)物喜歡貓 因?yàn)樨埵莿?dòng)物 Page 21里氏代換原則 w 里氏代換原則實(shí)例F實(shí)例說明實(shí)例說明 某系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)對重要數(shù)據(jù)（如用戶密碼）的加密處理，在數(shù)據(jù)操作類(DataOperator)中需要調(diào)用加密類中定義的加密算法，系統(tǒng)提供了兩個(gè)不同的加密類，CipherA和CipherB，它們實(shí)現(xiàn)不同的加密方法，在DataOperator中可以選擇其中的一個(gè)實(shí)現(xiàn)加密操作。如圖所示：DataOperator-cipherAcipherB: CipherA: CipherB+setCipherA (CipherA ci

18、pherA)setCipherB (CipherB cipherB)encrypt (String plainText): void: void: StringCipherA+ encrypt (String plainText) : StringCipherB+ encrypt (String plainText) : StringClient+ main (String args) : voidPage 22里氏代換原則 w 里氏代換原則實(shí)例F實(shí)例說明實(shí)例說明 如果需要更換一個(gè)加密算法類或者增加并使用一個(gè)新的加密算法類，如將CipherA改為CipherB，則需要修改客戶類Client和數(shù)

19、據(jù)操作類DataOperator的源代碼，違背了開閉原則。 現(xiàn)使用里氏代換原則對其進(jìn)行重構(gòu)，使得系統(tǒng)可以靈活擴(kuò)展，符合開閉原則。Page 23里氏代換原則 w 里氏代換原則實(shí)例F實(shí)例解析實(shí)例解析 Page 24依賴倒轉(zhuǎn)原則 w 依賴倒轉(zhuǎn)原則定義F依賴倒轉(zhuǎn)原則依賴倒轉(zhuǎn)原則(Dependence Inversion Principle, DIP)的定義如下：的定義如下： 高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊，它們都應(yīng)該依賴抽象。抽象不應(yīng)該依賴于細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴于抽象。F另一種表述為：另一種表述為： 要針對接口編程，不要針對實(shí)現(xiàn)編程。Page 25依賴倒轉(zhuǎn)原則 w 依賴倒轉(zhuǎn)原則分析F依賴倒轉(zhuǎn)原則是依賴倒轉(zhuǎn)原

20、則是Robert C. Martin在在1996年為年為C+ Reporter所寫的專欄所寫的專欄Engineering Notebook的第三的第三篇，后來加入到他在篇，后來加入到他在2002年出版的經(jīng)典著作年出版的經(jīng)典著作Agile Software Development, Principles, Patterns, and Practices中。中。Page 26依賴倒轉(zhuǎn)原則 w 依賴倒轉(zhuǎn)原則分析F簡單來說，依賴倒轉(zhuǎn)原則就是指：簡單來說，依賴倒轉(zhuǎn)原則就是指：代碼要依賴于抽象的代碼要依賴于抽象的類，而不要依賴于具體的類類，而不要依賴于具體的類；要針對接口或抽象類編程，要針對接口或抽象類編

21、程，而不是針對具體類編程而不是針對具體類編程。F實(shí)現(xiàn)開閉原則的關(guān)鍵是抽象化，并且從抽象化導(dǎo)出具體實(shí)現(xiàn)開閉原則的關(guān)鍵是抽象化，并且從抽象化導(dǎo)出具體化實(shí)現(xiàn)，如果說化實(shí)現(xiàn)，如果說開閉原則是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的目標(biāo)的話開閉原則是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的目標(biāo)的話，那么依賴倒轉(zhuǎn)原則就是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的主要手段。那么依賴倒轉(zhuǎn)原則就是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的主要手段。 Page 27依賴倒轉(zhuǎn)原則 w 依賴倒轉(zhuǎn)原則分析F依賴倒轉(zhuǎn)原則的常用實(shí)現(xiàn)方式之依賴倒轉(zhuǎn)原則的常用實(shí)現(xiàn)方式之一是一是在代碼中使用抽象類，而將在代碼中使用抽象類，而將具體類放在配置文件中具體類放在配置文件中。 “將抽象放進(jìn)代碼，將細(xì)節(jié)放進(jìn)元數(shù)據(jù)” 程序員修煉之道：從小工到專家

22、Page 28依賴倒轉(zhuǎn)原則 w 依賴倒轉(zhuǎn)原則分析F類之間的耦合類之間的耦合 零耦合關(guān)系 具體耦合關(guān)系 抽象耦合關(guān)系 F依賴倒轉(zhuǎn)原則要求客戶端依賴于抽象耦合，依賴倒轉(zhuǎn)原則要求客戶端依賴于抽象耦合，以抽象方以抽象方式耦合是依賴倒轉(zhuǎn)原則的關(guān)鍵式耦合是依賴倒轉(zhuǎn)原則的關(guān)鍵。Page 29依賴倒轉(zhuǎn)原則 w 依賴倒轉(zhuǎn)原則分析F依賴注入依賴注入 Page 30依賴倒轉(zhuǎn)原則 w 依賴倒轉(zhuǎn)原則分析F依賴注入依賴注入 構(gòu)造注入(Constructor Injection)：通過構(gòu)造函數(shù)注入實(shí)例變量。 設(shè)值注入(Setter Injection)：通過Setter方法注入實(shí)例變量。 接口注入(Interface In

23、jection)：通過接口方法注入實(shí)例變量。 Page 31依賴倒轉(zhuǎn)原則 w 依賴倒轉(zhuǎn)原則分析F構(gòu)造注入構(gòu)造注入public interface AbstractBook public void view();public interface AbstractReader public void read();public class ConcreteBook implements AbstractBookpublic void view() public class ConcreteReader implements AbstractReaderprivate AbstractBook bo

24、ok;public ConcreteReader(AbstractBook book) this.book = book;public void read() book.view(); Page 32依賴倒轉(zhuǎn)原則 w 依賴倒轉(zhuǎn)原則分析F設(shè)值注入設(shè)值注入public interface AbstractBook public void view();public interface AbstractReader public void setBook(AbstractBook book); public void read();public class ConcreteBook implemen

25、ts AbstractBookpublic void view() .public class ConcreteReader implements AbstractReaderprivate AbstractBook book;public void setBook(AbstractBook book) this.book = book;public void read() book.view(); Page 33依賴倒轉(zhuǎn)原則 w 依賴倒轉(zhuǎn)原則分析F接口注入接口注入public interface AbstractBook public void view();public interface

26、 AbstractReader public void read(AbstractBook book);public class ConcreteBook implements AbstractBookpublic void view() .public class ConcreteReader implements AbstractReaderpublic void read(AbstractBook book) book.view(); Page 34依賴倒轉(zhuǎn)原則w 依賴倒轉(zhuǎn)原則實(shí)例F實(shí)例說明實(shí)例說明 某系統(tǒng)提供一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，可以將來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多種格式，如可以轉(zhuǎn)換來自數(shù)據(jù)

27、庫的數(shù)據(jù)(DatabaseSource)、也可以轉(zhuǎn)換來自文本文件的數(shù)據(jù)(TextSource)，轉(zhuǎn)換后的格式可以是xml文件(XMLTransformer)、也可以是xls文件(XLSTransformer)等。DatabaseSourceMainClass+ main (String args) : voidTextSourceXMLTransformerXLSTransformerPage 35依賴倒轉(zhuǎn)原則w 依賴倒轉(zhuǎn)原則實(shí)例F實(shí)例說明實(shí)例說明 由于需求的變化，該系統(tǒng)可能需要增加新的數(shù)據(jù)源或者新的文件格式，每增加一個(gè)新的類型的數(shù)據(jù)源或者新的類型的文件格式，客戶類MainClass都需要修改

28、源代碼，以便使用新的類，違背了開閉原則?，F(xiàn)使用依賴倒轉(zhuǎn)原則對其進(jìn)行重構(gòu)。 Page 36依賴倒轉(zhuǎn)原則w 依賴倒轉(zhuǎn)原則實(shí)例F實(shí)例解析實(shí)例解析 DatabaseSourceMainClass+ main (String args) : voidTextSourceXMLTransformerXLSTransformerAbstractSourceAbstractTransformer.DatabaseSourceXMLTransformer.config.xmlPage 37接口隔離原則w 接口隔離原則定義F接口隔離原則接口隔離原則(Interface Segregation Principle,

29、 ISP)的定義如下：的定義如下： 客戶端不應(yīng)該依賴那些它不需要的接口。F注意，在該定義中的接口指的是所定義的方法。注意，在該定義中的接口指的是所定義的方法。F另一種定義方法如下：另一種定義方法如下： 一旦一個(gè)接口太大，則需要將它分割成一些更細(xì)小的接口，使用該接口的客戶端僅需知道與之相關(guān)的方法即可。Page 38接口隔離原則w 接口隔離原則分析 F接口隔離原則是指使接口隔離原則是指使用多個(gè)專門的接口，而不使用單用多個(gè)專門的接口，而不使用單一的總接口一的總接口。每一個(gè)接口應(yīng)該承擔(dān)一種相對獨(dú)立的角。每一個(gè)接口應(yīng)該承擔(dān)一種相對獨(dú)立的角色，不多不少，不干不該干的事，該干的事都要干。色，不多不少，不干不

30、該干的事，該干的事都要干。 (1) 一個(gè)接口就只代表一個(gè)角色，每個(gè)角色都有它特定的一個(gè)接口，此時(shí)這個(gè)原則可以叫做“角色隔離原則”。 (2) 接口僅僅提供客戶端需要的行為，即所需的方法，客戶端不需要的行為則隱藏起來，應(yīng)當(dāng)為客戶端提供盡可能小的單獨(dú)的接口，而不要提供大的總接口。 Page 39接口隔離原則w 接口隔離原則分析 F使用接口隔離原則拆分接口時(shí)，首先必須滿足使用接口隔離原則拆分接口時(shí)，首先必須滿足單一職單一職責(zé)原則責(zé)原則，將一組相關(guān)的操作定義在一個(gè)接口中，且在，將一組相關(guān)的操作定義在一個(gè)接口中，且在滿足高內(nèi)聚的前提下，接口中的方法越少越好。滿足高內(nèi)聚的前提下，接口中的方法越少越好。F可以

31、在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用可以在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用定制服務(wù)定制服務(wù)的方式，即的方式，即為不為不同的客戶端提供寬窄不同的接口同的客戶端提供寬窄不同的接口，只提供用戶需要的，只提供用戶需要的行為，而隱藏用戶不需要的行為。行為，而隱藏用戶不需要的行為。Page 40接口隔離原則w 接口隔離原則實(shí)例 F實(shí)例說明實(shí)例說明 下圖展示了一個(gè)擁有多個(gè)客戶類的系統(tǒng)，在系統(tǒng)中定義了一個(gè)巨大的接口AbstractService來服務(wù)所有的客戶類?？梢允褂媒涌诟綦x原則對其進(jìn)行重構(gòu)。ClientAAbstractService+operatorA ()operatorB ()operatorC ().: void: void

32、: voidClientBClientCConcreteService+operatorA ()operatorB ()operatorC (): void: void: voidPage 41接口隔離原則w 接口隔離原則實(shí)例 F實(shí)例解析實(shí)例解析 ClientAAbstractServiceA+ operatorA ().: voidClientBClientCConcreteService+operatorA ()operatorB ()operatorC (): void: void: voidAbstractServiceB+ operatorB ().: voidAbstractSer

33、viceC+ operatorC ().: voidPage 42合成復(fù)用原則w 合成復(fù)用原則定義F合成復(fù)用原則合成復(fù)用原則(Composite Reuse Principle, CRP)又又稱為組合稱為組合/聚合復(fù)用原則聚合復(fù)用原則(Composition/ Aggregate Reuse Principle, CARP)，其定義如下：，其定義如下： 盡量使用對象組合，而不是繼承來達(dá)到復(fù)用的目的。Page 43合成復(fù)用原則w 合成復(fù)用原則分析 F合成復(fù)用原則就是指在一個(gè)新的對象里通過合成復(fù)用原則就是指在一個(gè)新的對象里通過關(guān)聯(lián)關(guān)系關(guān)聯(lián)關(guān)系（包括組合關(guān)系和聚合關(guān)系）（包括組合關(guān)系和聚合關(guān)系）來使

34、用一些已有的對象，來使用一些已有的對象，使之成為新對象的一部分；新對象使之成為新對象的一部分；新對象通過委派調(diào)用已有通過委派調(diào)用已有對象的方法達(dá)到復(fù)用對象的方法達(dá)到復(fù)用其已有功能的目的。簡言之：要其已有功能的目的。簡言之：要盡量使用組合盡量使用組合/聚合關(guān)系，少用繼承聚合關(guān)系，少用繼承。Page 44合成復(fù)用原則w 合成復(fù)用原則分析 F在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，可以通過兩種基本方法在不同的在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，可以通過兩種基本方法在不同的環(huán)境中復(fù)用已有的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，即通過環(huán)境中復(fù)用已有的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，即通過組合組合/聚合關(guān)系聚合關(guān)系或通過或通過繼承繼承。 繼承復(fù)用：實(shí)現(xiàn)簡單，易于擴(kuò)展。破壞系統(tǒng)的封裝性，從基

35、類繼承而來的實(shí)現(xiàn)是靜態(tài)的，不可能在運(yùn)行時(shí)發(fā)生改變，沒有足夠的靈活性；只能在有限的環(huán)境中使用。（“白箱”復(fù)用 ） 組合/聚合復(fù)用：耦合度相對較低，選擇性地調(diào)用成員對象的操作；可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)進(jìn)行。（“黑箱”復(fù)用 ）Page 45合成復(fù)用原則w 合成復(fù)用原則分析 F組合組合/聚合可以聚合可以使系統(tǒng)更加靈活使系統(tǒng)更加靈活，類與類之間的，類與類之間的耦合度降低耦合度降低，一個(gè)類的變化對其他類造成的影響相對較少，因此一般一個(gè)類的變化對其他類造成的影響相對較少，因此一般首選首選使用組合使用組合/聚合來實(shí)現(xiàn)復(fù)用聚合來實(shí)現(xiàn)復(fù)用；F其次才考慮繼承，在使用繼承時(shí)，需要嚴(yán)格遵循里氏代換原其次才考慮繼承，在使用繼承時(shí)

36、，需要嚴(yán)格遵循里氏代換原則，有效使用繼承會(huì)有助于對問題的理解，降低復(fù)雜度，而則，有效使用繼承會(huì)有助于對問題的理解，降低復(fù)雜度，而濫用繼承反而會(huì)增加系統(tǒng)構(gòu)建和維護(hù)的難度以及系統(tǒng)的復(fù)雜濫用繼承反而會(huì)增加系統(tǒng)構(gòu)建和維護(hù)的難度以及系統(tǒng)的復(fù)雜度，因此需要度，因此需要慎重使用繼承復(fù)用慎重使用繼承復(fù)用。Page 46合成復(fù)用原則w 合成復(fù)用原則實(shí)例 F實(shí)例說明實(shí)例說明 某教學(xué)管理系統(tǒng)部分?jǐn)?shù)據(jù)庫訪問類設(shè)計(jì)如圖所示：DBUtil+ getConnection ().: ConnectionStudentDAO+findStudentById (String id)findAllStudents ()save (

37、StudentDTO student).: StudentDTO: List: intTeacherDAO+findTeacherById (String id)findAllTeachers ()save (TeacherDTO teacher).: TeacherDTO: List: intPage 47合成復(fù)用原則w 合成復(fù)用原則實(shí)例 F實(shí)例說明實(shí)例說明 如果需要更換數(shù)據(jù)庫連接方式，如原來采用JDBC連接數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)在采用數(shù)據(jù)庫連接池連接，則需要修改DBUtil類源代碼。如果StudentDAO采用JDBC連接，但是TeacherDAO采用連接池連接，則需要增加一個(gè)新的DBUtil類，并修

38、改StudentDAO或TeacherDAO的源代碼，使之繼承新的數(shù)據(jù)庫連接類，這將違背開閉原則，系統(tǒng)擴(kuò)展性較差。 現(xiàn)使用合成復(fù)用原則對其進(jìn)行重構(gòu)。Page 48合成復(fù)用原則w 合成復(fù)用原則實(shí)例 F實(shí)例解析實(shí)例解析 DBUtil+ getConnection ().: ConnectionStudentDAO- dBOperator : DBUtil+setDBOperator (DBUtil dBOperator)findStudentById (String id)findAllStudents ()save (StudentDTO student).: void: StudentDTO:

39、 List: intTeacherDAO- dBOperator : DBUtil+setDBOperator (DBUtil dBOperator)findTeacherById (String id)findAllTeachers ()save (TeacherDTO teacher).: void: TeacherDTO: List: intNewDBUtil+ getConnection ().: ConnectionPage 49迪米特法則 w 迪米特法則定義F迪米特法則迪米特法則(Law of Demeter, LoD)又稱為最少知識(shí)原又稱為最少知識(shí)原則則(Least Knowle

40、dge Principle, LKP)，它有多種定，它有多種定義方法，其中幾種典型定義如下：義方法，其中幾種典型定義如下： (1) 不要和“陌生人”說話。 (2) 只與你的直接朋友通信。 (3) 每一個(gè)軟件單位對其他的單位都只有最少的知識(shí)，而且局限于那些與本單位密切相關(guān)的軟件單位。Page 50迪米特法則 w 迪米特法則分析F迪米特法則來自于迪米特法則來自于1987年秋美國東北大學(xué)年秋美國東北大學(xué)(Northeastern University)一個(gè)一個(gè)名為名為“Demeter”的研究項(xiàng)目的研究項(xiàng)目。F簡單來說，迪米特法則就是指簡單來說，迪米特法則就是指一個(gè)軟件實(shí)體應(yīng)當(dāng)盡可能少的一個(gè)軟件實(shí)體應(yīng)

41、當(dāng)盡可能少的與其他實(shí)體發(fā)生相互作用與其他實(shí)體發(fā)生相互作用。這樣，當(dāng)一個(gè)模塊修改時(shí)，就會(huì)。這樣，當(dāng)一個(gè)模塊修改時(shí)，就會(huì)盡量少的影響其他的模塊，擴(kuò)展會(huì)相對容易，這是對軟件實(shí)盡量少的影響其他的模塊，擴(kuò)展會(huì)相對容易，這是對軟件實(shí)體之間通信的限制，它要求限制軟件實(shí)體之間通信的寬度和體之間通信的限制，它要求限制軟件實(shí)體之間通信的寬度和深度。深度。Page 51迪米特法則 w 迪米特法則分析F在迪米特法則中，對于一個(gè)對象，其在迪米特法則中，對于一個(gè)對象，其朋友朋友包括以下幾類：包括以下幾類： (1) 當(dāng)前對象本身(this)； (2) 以參數(shù)形式傳入到當(dāng)前對象方法中的對象； (3) 當(dāng)前對象的成員對象； (

42、4) 如果當(dāng)前對象的成員對象是一個(gè)集合，那么集合中的元素也都是朋友； (5) 當(dāng)前對象所創(chuàng)建的對象。F任何一個(gè)對象，如果滿足上面的條件之一，就是當(dāng)前對象的任何一個(gè)對象，如果滿足上面的條件之一，就是當(dāng)前對象的“朋朋友友”，否則就是，否則就是“陌生人陌生人”。Page 52迪米特法則 w 迪米特法則分析F迪米特法則可分為狹義法則和廣義法則。迪米特法則可分為狹義法則和廣義法則。在狹義的迪米特法在狹義的迪米特法則中，如果兩個(gè)類之間不必彼此直接通信則中，如果兩個(gè)類之間不必彼此直接通信，那么這兩個(gè)類就那么這兩個(gè)類就不應(yīng)當(dāng)發(fā)生直接的相互作用不應(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，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，可以通過一個(gè)類的某一個(gè)方法的話，可以通過第三者轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)調(diào)用第三者轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)調(diào)用。 Page 53迪米特法則 w 迪米特法則分析F狹義的迪米特法則：可以狹義的迪米特法則：可以降低類之間的耦合降低類之間的耦合，