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软件工程---软件设计模式与体系结构
✓ 实现开闭原则的关键是抽象化,并且从抽象化导出具体 化实现,如果说开闭原则是面向对象设计的目标的话, 那么依赖倒转原则就是面向对象设计的主要手段。
所有依赖关系,均应终止于抽象类或者接口
依赖倒转原则
依赖倒转原则分析(如何实现依赖倒转?)
✓ 类之间的耦合
• 零耦合关系
• 具体耦合关系 • 抽象耦合关系
依赖倒转原则分析
✓ 依赖注入 • 构造注入(Constructor Injection):通过构造函数注 入实例变量。 • 设值注入(Setter Injection):通过Setter方法注入实 例变量。 • 接口注入(Interface Injection):通过接口方法注入 实例变量。
依赖倒转原则
✓ 其英文定义为:
• High level modules should not depend upon low level modules, both should depend upon abstractions. Abstractions should not depend upon details, details should depend upon abstractions.
✓ 其英文定义为:
• Functions that use pointers or references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it.
依赖倒置原则的根本
里氏代换原则
✓ 实例解析
设计模式的诞生与发展
模式的诞生与定义
✓ 模式起源于建筑业而非软件业 ✓ 模式(Pattern)之父——美国加利佛尼亚大学环境结构中心研究所
所长Christopher Alexander博士 ✓ 《A Pattern Language: Towns, Buildings, Construction》—
✓ 类的职责主要包括两个方面:数据职责和行为职责,数据职责通过 其属性来体现,而行为职责通过其方法来体现。
✓ 单一职责原则是实现高内聚、低耦合的指导方针,在很多代码重构 手法中都能找到它的存在,它是最简单但又最难运用的原则,需要 设计人员发现类的不同职责并将其分离,而发现类的多重职责需要 设计人员具有较强的分析设计能力和相关重构经验。
一个软件实体对其他实体的引用越少越好,或 者说如果两个类不必彼此直接通信,那么这两 个类就不应当发生直接的相互作用,而是通过 引入一个第三者发生间接交互
★★★☆☆
单一职责原则
单一职责原则定义
✓ 单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP)定义如下: • 一个对象应该只包含单一的职责,并且该职责被完整地封装在一个类 中。
依赖倒转原则实例
✓ 实例说明
• 某系统提供一个数据转换模块,可以将来自不同数据源的数据转换成 多种格式,如可以转换来自数据库的数据(DatabaseSource)、也可以 转换来自文本文件的数据(TextSource),转换后的格式可以是XML文 件(XMLTransformer)、也可以是XLS文件(XLSTransformer)等。
拒绝不成熟的抽象
开闭原则
开闭原则实例
✓ 实例说明
• 某图形界面系统提供了各种不同形状的按钮,客户端代码可针对这些 按钮进行编程,用户可能会改变需求要求使用不同的按钮,原始设计 方案如图所示:
LoginForm - button : CircleButton + display () : void
里氏代换原则
✓ 依赖倒转原则要求客户端依赖于抽象耦合,以抽象方 式耦合是依赖倒转原则的关键。
里氏代换原则
里氏代换原则定义
只有子类可替换掉父类, 父类才可真正被复用
✓ 更容易理解的定义方式:
• 所有引用 基类(父类)的地方必须能透明地使用其子类的对象。
• 或者:把所有的父类,全部替换为子类,则软件行为没有变化
开闭原则
开闭原则分析
✓ 开闭原则由Bertrand Meyer于1988年提出,它是面向 对象设计中最重要的原则之一。
✓ 在开闭原则的定义中,软件实体可以指一个软件模块、 一个由多个类组成的局部结构或一个独立的类。
开闭原则
需求不断变化,使系统 在不断变化中保持稳定, 多扩展,少修改。
开闭原则分析
✓ A pattern is a solution to a problem in a context ✓ 模式是在特定环境中解决问题的一种方案
设计模式的诞生与发展
软件模式
✓ 1990年,软件工程界开始关注Christopher Alexander等 在这一住宅、公共建筑与城市规划领域的重大突破,最早将 该模式的思想引入软件工程方法学的是1991-1992年以“四 人组(Gang of Four,GoF,分别是Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson和John Vlissides)”自称 的四位著名软件工程学者,他们在1994年归纳发表了23种 在软件开发中使用频率较高的设计模式,旨在用模式来统一 沟通面向对象方法在分析、设计和实现间的鸿沟。
软件设计模式与体系结构
设计原则名称
设计原则简介
重要性
面向对象设计原则概述 单一职责原则SRP
类的职责要单一,不能将太多的职责放在一个 ★★★★☆
(Single Responsibility
类中
P面rin向cipl对e) 象设计原则简介
开闭原则OCP(Open-Closed
软件实体对扩展是开放的,但对修改是关闭的, ★★★★★
★★★★★
接口隔离原则ISP (Interface Segregation
Principle)
使用多个专门的接口来取代一个统一的接口
★★☆☆☆
合成复用原则CRP(Composite 在系统中应该尽量多使用组合和聚合关联关系, ★★★★☆
Reuse Principle)
尽量少使用甚至不使用继承关系
迪米特法则LoD (Law of Demeter)
设计模式的定义与分类
设计模式的定义
✓ 设计模式(Design Pattern)是一套被反复使用、多数人 知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结,使用 设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、 保证代码可靠性。
设计模式的定义与分类
设计模式的基本要素
✓ 设计模式一般有如下几个基本要素:模式名称、问题、 目的、解决方案、效果、实例代码和相关设计模式,其 中的关键元素包括以下四个方面:
✓ 另一种表述为:
• 要针对接口编程,不要针对实现编程。
✓ 其英文定义为:
• Program to an interface, not an implementation.
依赖倒转原则
依赖倒转原则分析
✓ 简单来说,依赖倒转原则就是指:代码要依赖于抽象的 类,而不要依赖于具体的类;要针对接口或抽象类编程, 而不是针对具体类编程。
单一职责原则
单一职责原则实例
✓ 实例说明
• 某基录类(Login)实现:
• 现使用单一职责原则对其进行重构。
单一职责原则
单一职责原则实例
✓ 实例解析
开闭原则
开闭原则定义
✓ 变化是绝对的,但应通过扩展,而不是修改现有代码来 实现
✓ 开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)定义如下:
—253个建筑和城市规划模式 ✓ 模式
• Context(模式可适用的前提条件) • Theme或Problem(在特定条件下要解决的目标问题) • Solution(对目标问题求解过程中各种物理关系的记述)
设计模式的诞生与发展
模式的诞生与定义
✓ Alexander给出了关于模式的经典定义:每个模式都描 述了一个在我们的环境中不断出现的问题,然后描述了 该问题的解决方案的核心,通过这种方式,我们可以无 数次地重用那些已有的解决方案,无需再重复相同的工 作。
LoginForm - button : RectangleButton + display () : void
变化
CircleButton + view () : void
RectangleButton + view () : void
• 现对该系统进行重构,使之满足开闭原则的要求。
开闭原则
开闭原则实例
✓ 其英文定义为: • There should never be more than one reason for a class to change.
单一职责原则
单一职责原则分析
✓ 一个类(或者大到模块,小到方法)承担的职责越多,它被复用的 可能性越小,而且如果一个类承担的职责过多,就相当于将这些职 责耦合在一起,当其中一个职责变化时,可能会影响其他职责的运 作。
✓ 其英文定义为: • Every object should have a single responsibility, and that responsibility should be entirely encapsulated by the class.
✓ 另一种定义方式如下: • 就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。
利用抽象,隔离变化。
✓抽象化是 开闭原则 的关键。
✓ 开闭原则还可以通过一个更加具体的“对可变性封 装原则”来描述,对可变性封装原则(Principle of Encapsulation of Variation, EVP)要求找到系统 的可变因素并将其封装起来。
面向对象的核心
将频繁变化的部分 抽象
• 一个软件实体应当对 扩展 开放,对 修改 关闭。也就是说在设