分类： LINUX
2008-05-04 11:28:15
l 软件设计中存在的问题
1：过于僵硬（Rigidity）—— 很难加入新的功能
2：过于脆弱（Fragility）—— 很难修改
3：复用率低（Immobility）—— 高层模块无法重用
4：黏度过高（Viscosity）—— 破坏原始设计框架
l 什么是好的设计
一个好的系统设计应该有如下的性质：可扩展性、灵活性、可插入性。
设计目标：
1：可扩展性（Extensibility）—— 容易添加新的功能
2：灵活性（Flexibility）—— 代码修改平稳的发生
3：可插入性（plug ability）—— 容易将一个类抽出去，同事将另一个有同样接口的类加入进来。
l 面向对象的基本设计原则
1：“开—闭”原则（OCP）—— 对可变性封装
2：里氏替换原则（LSP）—— 如何进行继承
3：依赖倒置原则（DIP）—— 针对接口编程
4：接口隔离原则（ISP）—— 恰当的划分角色和接口
5：合成/聚合复用原则（CARP）—— 尽量使用合成/聚合、尽量不使用继承
6：Demeter法则（LoD）—— 不要和陌生人说话
l 目标与设计原则的关系
1：可扩展性（Extensibility）—— “开—闭”原则、里氏替换原则、依赖倒置原则、合成/聚合复用原则
2：灵活性（Flexibility）—— “开—闭”原则、Demeter法则、接口隔离原则
3：可插入性（plug ability）——“开—闭”原则、里氏替换原则、依赖倒置原则、合成/聚合复用原则
任何系统在其生命周期中都会发生变化。如果我们希望开发出的系统不会在第一版本后就被抛弃，那么我们就必须牢牢记住这一点。
软件组成实体（类，模块，函数，等等）应该是可扩展的，但是不可修改的。
Ø 可扩展（对扩展是开放的）
模块的行为功能可以被扩展，在应用需求改变或需要满足新的应用需求时，我们可以让模块以不同的方式工作
Ø 不可更改（对更改是封闭的）
这些模块的源代码是不可改动的。任何人都不许修改模块的源代码。
Ø 关键是抽象
模块可以操作一个抽象体。由于模块依赖于一个固定的抽象体，因此它可以是不允许修改（closed for modification）的；同时，通过从这个抽象体派生，也可扩展此模块的行为功能。
符合OCP原则的程序只通过增加代码来变化而不是通过更改现有代码来变化，因此这样的程序就不会引起象非开放―封闭（open-closed）的程序那样的连锁反应的变化。
Ø 考虑系统中什么可能会发生变化
Ø 一种可变性不应当散落在代码的很多角落里，而应当被封装到一个对象里
Ø 正确理解继承
Ø 一种可变性不应当与另一个可变性混合在一起
Ø 选择性的封闭（Strategic Closure）
没有任何一个大的程序能够做到100%的封闭。一般来讲，无论模块是多么的“封闭”，都会存在一些无法对之封闭的变化。既然不可能完全封闭，因此就必须选择性地对待这个问题。也就是说，设计者必须对于他（她）设计的模块应该对何种变化封闭做出选择。
几乎所有的设计模式都是对不同的可变性进行封装，从而使系统在不同角度上达到“开—闭”原则的要求。
OCP原则背后的主要机制是抽象和多态。支持抽象和多态的关键机制是继承。
若对于每一个类型S的对象o1，都存在一个类型T的对象o2，使得在所有针对T编写的程序P中，用o1替换o2后，程序P的行为功能不变，则S是T的子类型。
LSP原则清楚地指出，OOD中Is-A关系是就行为功能而言。行为功能（behavior）不是内在的、私有的，而是外在、公开的，是客户程序所依赖的。行为功能（behavior）才是软件所关注的问题！所有派生类的行为功能必须和客户程序对其基类所期望的保持一致。
Ø DBC（Design by Contract）定义
把类和其客户之间的关系看作是一个正式的协议，明确各方的权利和义务。
Ø DBC对类的要求
类的方法声明为先决条件（precondition）和后续条件（post condition）。为了让方法得以执行，先决条件必须为真。完成后，方法保证后续条件为真。
Ø DBC对派生类的要求当重新定义派生类中的例行程序时，我们只能用更弱的先决条件和更强的后续条件替换之。
LSP原则是符合OCP原则应用程序的一项重要特性。仅当派生类能完全替换基类时，我们才能放心地重用那些使用基类的函数和修改派生类型。
在看糟糕设计，想想原因
1：很难添加新的功能，因为没一处改动就会影响系统中过多的模块（缺乏灵活性）
2：当你做了一处改动，却导致系统的另一个模块发生了问题。（脆弱性）
3：很难在别的引用程序中重用这个模块，因为不能将它从现有的引用程序中独立的提取出来（不可重用性）
原因： 耦合关系
Ø 零耦合（Nil coupling）—— 两个类没有耦合关系
Ø 具体耦合（Concrete coupling）—— 两个具体（可实例化）类之间，经由一个类对另一个具体类的直接引用造成的耦合关系
Ø 抽象耦合（Abstract coupling）—— 一个具体类和一个抽象类（或接口）之间的耦合关系
Ø 高层模块不应该依赖于低层模块。二者都应该依赖于抽象。
Ø 抽象不应该依赖于细节。细节应该依赖于抽象。
从问题的具体细节中分离出抽象，以抽象方式对类进行耦合
Ø 导致生成大量的类
Ø 假定所有的具体类都是会变化的，这也不总是正确的
DIP以LSP为基础，是实现OCP的主要手段，是设计模式研究和应用的主要指导原则
Ø 接口的污染（Interface Contamination）
一个没有经验的设计师往往想节省接口的数目，将一些功能相近或功能相关的接口合并，并将这看成是代码优化的一部分。
从一个客户类的角度来讲：一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小的接口上的。使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好
定义：在一个新的对象里面使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分；新的对象通过向这些对象的委派达到复用这些对象的目的
Ø 优点
1：新的实现较为容易
2：比较容易添加到已有的系统中
Ø 缺点
1：破坏封装
2：很难处理超类的变化
3：继承的实现是静态的
Ø 优点
1：支持封装
2：支持包装
3：复用可以动态的进行
Ø 缺点
1：不易扩展已有的系统
2：需要较多的对象管理
Ø 最少知识原则
Ø 只与你直接的朋友们通信
Ø 不要跟“陌生人”说话
一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解
Ø Façade 模式
Ø Mediator模式
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Ø 针对接口编程，而不是针对实现编程
– 客户无需知道所使用对象的特定类型，只需要知道对象拥有客户所期望的接口。
Ø 优先使用对象组合，而不是类继承
– 类继承通常为“白箱复用”，对象组合通常为“黑箱复用”。继承在某种程度上破坏了封装性，子类父类耦合度高；而对象组合则只要求被组合的对象具有良好定义的接口，耦合度低。
Ø 封装变化点
– 使用封装来创建对象之间的分界层，让设计者可以在分界层的一侧进行修改，而不会对另一侧产生不良的影响，从而实现层次间的松耦合。
使用重构得到模式——设计模式的应用不宜先入为主，一上来就使用设计模式是对设计模式的最大误用。没有一步到位的设计模式。敏捷软件开发实践提倡的“Refactoring to Patterns ”是目前普遍公认的最好的使用设计模式的方法。
几条更具体的设计原则
单一职责原则（SRP）：
– 一个类应该仅有一个引起它变化的原因。
开放封闭原则（OCP）：
– 类模块应该是可扩展的，但是不可修改（对扩展开放，对更改封闭）
Liskov 替换原则（LSP）:
– 子类必须能够替换它们的基类
. 依赖倒置原则（DIP）：
– 高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。
– 抽象不应该依赖于实现细节，实现细节应该依赖于抽象。
接口隔离原则（ISP）：
– 不应该强迫客户程序依赖于它们不用的方法。
总结
设计模式描述了软件设计过程中某一类常见问题的一般性的解决方 案。面向对象设计模式描述了面向对象设计过程中、特定场景下、类与相互通信的对象之间常见的组织关系。
深刻理解面向对象是学好设计模式的基础，掌握一定的面向对象设计原则才能把握面向对象设计模式的精髓，从而实现灵活运用设计模
式。
三大基本面向对象设计原则
– 针对接口编程，而不是针对实现编程
– 优先使用对象组合，而不是类继承
– 封装变化点
使用重构得到模式。敏捷软件开发实践提倡的“Refactoring to Patterns”是目前普遍公认的最好的使用设计模式的方法。
