面向對象三個基本特徵和五種設計原則

三個基本特徵

面向對象三個基本特徵:封裝、繼承、多態
這裏寫圖片描述

——封裝,隱藏內部代碼
——繼承,複用現有代碼
——多態,改寫對象行爲

封裝

封裝,也就是把客觀事物封裝成抽象的類,並且類可以把自己的數據和方法只讓可信的類或者對象操作,對不可信的進行信息隱藏。

繼承

可以使用現有類的所有功能,並在無需重新編寫原來的類的情況下對這些功能進行擴展。

通過繼承創建的新類稱爲“子類”或“派生類”。

被繼承的類稱爲“基類”、“父類”或“超類”。

繼承的過程,就是從一般到特殊的過程。

要實現繼承,可以通過“繼承”(Inheritance)和“組合”(Composition)來實現。

在某些 OOP 語言中,一個子類可以繼承多個基類。但是一般情況下,一個子類只能有一個基類,要實現多重繼承,可以通過多級繼承來實現。

繼承概念的實現方式有三類:實現繼承、接口繼承和可視繼承。

Ø 實現繼承是指使用基類的屬性和方法而無需額外編碼的能力;

Ø 接口繼承是指僅使用屬性和方法的名稱、但是子類必須提供實現的能力;

Ø 可視繼承是指子窗體(類)使用基窗體(類)的外觀和實現代碼的能力。

多態

多態性是允許將父對象設置成爲和一個或更多的子對象相等的技術,賦值之後,父對象就可以根據當前賦值給它的子對象的特性以不同的方式運作。

實現多態,有二種方式,覆蓋,重載。

覆蓋,是指子類重新定義父類的虛函數的做法。

重載,是指允許存在多個同名函數,而這些函數的參數表不同(或許參數個數不同,或許參數類型不同,或許兩者都不同)。

其實,重載的概念並不屬於“面向對象編程”,重載的實現是:編譯器根據函數不同的參數表,對同名函數的名稱做修飾,然後這些同名函數就成了不同的函數(至少對於編譯器來說是這樣的)。如,有兩個同名函數:function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;。那麼編譯器做過修飾後的函數名稱可能是這樣的:int_func、str_func。對於這兩個函數的調用,在編譯器間就已經確定了,是靜態的(記住:是靜態)。也就是說,它們的地址在編譯期就綁定了(早綁定),因此,重載和多態無關!真正和多態相關的是“覆蓋”。當子類重新定義了父類的虛函數後,父類指針根據賦給它的不同的子類指針,動態(記住:是動態!)的調用屬於子類的該函數,這樣的函數調用在編譯期間是無法確定的(調用的子類的虛函數的地址無法給出)。因此,這樣的函數地址是在運行期綁定的(晚邦定)。結論就是:重載只是一種語言特性,與多態無關,與面向對象也無關!引用一句Bruce Eckel的話:“不要犯傻,如果它不是晚邦定,它就不是多態。”

那麼,多態的作用是什麼呢?

我們知道,封裝可以隱藏實現細節,使得代碼模塊化;繼承可以擴展已存在的代碼模塊(類);它們的目的都是爲了——代碼重用。而多態則是爲了實現另一個目的——接口重用!多態的作用,就是爲了類在繼承和派生的時候,保證使用“家譜”中任一類的實例的某一屬性時的正確調用。

五種設計原則

單一職責原則(Single-Resposibility Principle)。

“對一個類而言,應該僅有一個引起它變化的原因。”本原則是我們非常熟悉地”高內聚性原則”的引申,但是通過將”職責”極具創意地定義爲”變化的原因”,使得本原則極具操作性,盡顯大師風範。同時,本原則還揭示了內聚性和耦合生,基本途徑就是提高內聚性;如果一個類承擔的職責過多,那麼這些職責就會相互依賴,一個職責的變化可能會影響另一個職責的履行。其實OOD的實質,就是合理地進行類的職責分配。

開放封閉原則(Open-Closed principle)。

“軟件實體應該是可以擴展的,但是不可修改。”本原則緊緊圍繞變化展開,變化來臨時,如果不必改動軟件實體裁的源代碼,就能擴充它的行爲,那麼這個軟件實體設計就是滿足開放封閉原則的。如果說我們預測到某種變化,或者某種變化發生了,我們應當創建抽象類來隔離以後發生的同類變化。在Java中,這種抽象是指抽象基類或接口;在C++中,這各抽象是指抽象基類或純抽象基類。當然,沒有對所有情況都貼切的模型,我們必須對軟件實體應該面對的變化做出選擇。

Liskov替換原則(Liskov-Substituion Principle)。

“子類型必須能夠替換掉它們的基類型。”本原則和開放封閉原則關係密切,正是子類型的可替換性,才使得使用基類型模塊無需修改就可擴充。Liskov替換原則從基於契約的設計演化而來,契約通過爲每個方法聲明”先驗條件”和”後驗條件”;定義子類時,必須遵守這些”先驗條件”和”後驗條件”。當前基於契的設計發展勢頭正勁,對實現”軟件工廠”的”組裝生產”夢想是一個有力的支持。

依賴倒置原則(Dependecy-Inversion Principle)。

“抽象不應依賴於細節,細節應該依賴於抽象。”本原則幾乎就是軟件設計的正本清源之道。因爲人解決問題的思考過程是先抽象後具體,從籠統到細節,所以我們先生產出的勢必是抽象程度比較高的實體,而後纔是更加細節化的實體。於是,”細節依賴於抽象”就意味着後來的依賴於先前的,這是自然而然的重用之道。而且,抽象的實體代表着籠而統之的認識,人們總是比較容易正確認識它們,而且本身也是不易變的,依賴於它們是安全的。依賴倒置原則適應了人類認識過程的規律,是面向對象設計的標誌所在。

接口隔離原則(Interface-Segregation Principle)。

“多個專用接口優於一個單一的通用接口。”本原則是單一職責原則用於接口設計的自然結果。一個接口應該保證,實現該接口的實例對象可以只呈現爲單一的角色;這樣,當某個客戶程序的要求發生變化,而迫使接口發生改變時,影響到其他客戶程序的可能生性小。

良性依賴原則。

“不會在實際中造成危害的依賴關係,都是良性依賴。”通過分析不難發現,本原則的核心思想是”務實”,很好地揭示了極限編程(Extreme Programming)中”簡單設計”各”重構”的理論基礎。本原則可以幫助我們抵禦”面向對象設計五大原則”以及設計模式的誘惑,以免陷入過度設計(Over-engineering)的尷尬境地,帶來不必要的複雜性。

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