面向設計原則理解

 面向對象設計(OOD)核心原則讓我的程序模塊達到“高內聚低耦合”,這是來自於30年前興起的結構化設計(structured Design),但是同樣適用於我們的OOD。

1.高內聚:

    高內聚是指某個特定模塊(程序,類型)都應完成一系列相關功能,描述了不同程序,類型中方法,方法中不同操作描述的邏輯之間的距離相近。高內聚意味可維護性,可重新性,因爲模塊對外部的依賴少(功能的完備性)。如果兩個模塊之間的修改,互不影響這說明模塊之間是高內聚的。模塊的內聚和其擔當的職責成反比,即,模塊的職責越多,模塊的內聚性越低,這也是模塊的單一原則(SRP),SRP提倡每個類型都最好只承擔單一的職責,只有單一的改變因素。

2.低耦合:

   耦合是描述模塊之間的依賴程度,如果一個模塊的修改,都有影響另一個模塊則,兩模塊之間是相互依賴耦合的。(依賴具有傳遞性,耦合的兩個模塊可能間接依賴),低耦合是我們的設計目的,但不是不存在耦合不存依賴,依賴是必須的,因爲模塊之間必須通信交互,不過我的設計依賴應該依賴於不變或者不易變的接口,無需瞭解模塊的具實現(OO封裝性)。

  在面向對象:我們可以簡述爲功能完備(高內聚)的對象之間的交互是依賴於不變或不易變的接口契約(低耦合)。

  實現高內聚低耦合:行之有效的方式是分了關注點(SOC),將系統拆分成功能不同沒有重疊功能集。每個功能只關注一個方面(Aspect)保證模塊之間功能沒有或者儘量少的重複。模塊化內部實現細節隱藏,只暴露必須的接口,使得模塊之間依賴於抽象,達到穩定。分離關注點的思想存在於我們軟件設計的各個領域。如在.net的世界裏SOA(面向服務架構)服務就是關注點,只暴露出必要的契約。分層架構從邏輯上利用接口抽象信息隱藏,減少依賴。MVC,MVP也是遵循分了關注點原則,達到表現層和邏輯的分離。

面向對象設計原則:

1.降低耦合度:對象直接需要交互,這就存在依賴,爲了實現低耦合就必須減少依賴,依賴於穩定或不易變抽象。考慮如下訂單日誌記錄場景:我們需要在訂單每部操作記錄更改日誌。

public class OrderManager

{

   public void Create(Order order)

  {

      //訂單處理.

     Logger log = new Logger();

     var history=GetHistory();

     log.log(history);

}

}

  在這裏我們的OrderManager和Logger存在高耦合,Logger類的修改可能導致OrderManager的修改,而且不能隨意切換我們的日誌記錄方式,比如文件,控制檯,數據庫等日誌方式。

  面向抽象編程提出抽象(接口,abstract類)是不易變的穩定抽象;對於OrderManager來說我不需要了解日誌記錄組件內部,只需要明白提供那些接口可用,怎麼用。

  public interface ILogger

{

  void Log(History history);

}

public class Logger

{

  public void Log(History history)

{

//內部實現

};

}

那麼我們可以從設計模式工廠模式(工廠模式是負責一些列相似對象的創建)Create 日誌組件ILogger。

我們的OrderManager 就可以實現爲:

ILogger log =LoggerFactory.Create();

log.Log(history);

這樣我們的OrderManager就依賴於ILogger,而隔離Logger具體實現,將依賴於抽象,把變化縮小到Factory內部(同樣也可以用抽象工廠),如果日誌實現變化我們可以重新實現ILogger ,修改Factory邏輯,如果內部利用配置我的需求變更轉移到配置。這就是面向對象第一原則,依賴於抽象而隱藏實現。(利用IOC是一種更好的方式)

2.代碼的重用性:儘量保證相同功能代碼只出現一次(Code once run anywhere)。代碼的重用在面對對象設計中有繼承和組合兩種方式,一般推薦組合優先。組合依賴於接口,組合更安全,易於維護,測試。繼承存在父類訪問權限,父類的修改導致子類的變化,太多的繼承也有導致派生類的膨脹,維護管理也是件頭痛的事。

3.開閉原則(OCP):表述擁抱需求變化,儘量做到對模塊的擴展開發,修改關閉。對於新增需求我們完美的做法是新增類型而不是修改邏輯,這就意味着我們必須使用組合或者是繼承體系(爲了避免上一條重用性,我的繼承應該是乾淨的繼承體系,派生類應該只是新增功能而不是修改來自父類上下文),

4.里氏替換(LSP):表述派生類應該可以在任何地方替代父類使用。並不是所有的子類都可以完全替換子類,比如設計父類私有上下文信息的訪問,導致子類無法訪問。

5.依賴倒置(DIP):描述組件之間高層組件不應該依賴於底層組件。依賴倒置是指實現和接口倒置,採用自頂向下的方式關注所需的底層組件接口,而不是其實現。DI框架實現IOC(控制反轉)就是DIP很好的插入底層組件構造框架(分構造注入,函數注入,屬性注入)。微軟Unity,Castle windsor,Ninject等框架支持。

最後分離關注點,衍生出聲明式編程,面向方面編程(AOP)實現縱切關注點,把具體業務邏輯和日誌安全等框架集公用邏輯分離。 關於IOC/AOP參見博客我的IOC/AOP隨筆目錄 不在累贅。

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