軟件設計模式學習（二）面向對象設計原則

面向對象設計原則

面向對象設計原則是學習設計模式的基礎，每一種設計模式都符合某一種或多種面向對象設計原則。在軟件開發中使用這些原則可以提高軟件的可維護性和可複用性，讓我們可以設計出更加靈活也更容易擴展的軟件設計，實現可維護性複用的目標。

單一職責原則

定義

里氏代換原則：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。

說白了就是：在軟件中如果能使用其基類對象，那麼一定能使用其子類對象。把基類都替換成它的子類，程序不會產生任何錯誤。但反過來則不成立，如果一個軟件實體使用的是一個子類，那麼它不一定能使用基類。
分析

里氏代換原則是實現開閉原則的重要方式之一，在程序中儘量使用基類類型來定義對象，而在運行時再確定其子類類型，用子類對象來替代父類對象。

定義

高層模塊不應該依賴低層模塊，它們都應該依賴抽象。抽象不應該依賴於細節，細節應該依賴於抽象。即代碼要依賴於抽象的類，而不依賴於具體的類，要針對接口編程，不要針對實現編程。
分析

如果說開閉原則是面向對象設計的目標的話，那麼依賴倒轉原則就是面向對象設計的主要手段。下面介紹依賴倒轉原則中經常提到的兩個概念。
- 類之間的耦合
  
  在面向對象系統中，兩個類之間通常可以發生三種不同的耦合關係（依賴關係）
  1. 零耦合關係：兩個類之間沒有任何耦合關係
  2. 具體耦合關係：兩個具體類之間存在一個類對另一個具體類實例的直接引用
  3. 抽象耦合關係：發生在一個具體類和抽象類之間，也可以發生在兩個抽象類之間。依賴倒轉原則要求客戶端依賴於抽象耦合。
- 依賴注入
  
  簡單來說，依賴注入就是將一個類的對象傳入另一個類，注入時應該注入父類對象，而在程序運行時再通過子類對象來覆蓋父類對象。依賴注入有三種方式
  1. 構造注入：通過構造函數注入實例變量
  2. 設值注入：通過Setter方法注入實例變量
  3. 接口注入：通過接口方法注入實例變量

定義

一旦一個接口太大，則需要將它分割成一些更小的接口，使用該接口的客戶端僅需知道與之相關的方法即可。
分析

這裏的接口往往有兩種不同的含義：
1. 一種是指一個類型所具有的方法的特徵的集合，僅僅是邏輯上的概念，接口的劃分將直接帶來類型的劃分。此時可以把接口理解成角色，一個接口只代表一個角色，每個角色都有它特有的一個接口，此時這個原則叫做角色隔離原則。
2. 另一種是指接口僅僅提高客戶端需要的行爲，即所需的方法。接口應該儘量細化，接口中的方法進來少，每個接口只包含一個客戶端所需的角色。

定義

儘量使用組合對象，而不是繼承來達到複用的目的。通俗來說，合成複用原則就是指一個新的對象裏通過關聯關係（包括組合關係和聚合關係）來使用一些已有對象，使之成爲新對象的一部分；新對象通過委派調用已有對象的方法達到複用已有功能的目的。
通過繼承來實現複用很簡單，子類可以覆蓋父類方法，易於擴展。但會破壞系統的封裝性，因爲繼承會將基類的實現細節暴露給子類，這種複用又稱爲“白箱複用”。

通過組合/聚合來複用是將一個類的對象作爲另一個類的對象的一部分。新對象可以調用已有對象的功能，這種複用又稱爲“黑箱複用”。

定義

指一個軟件實體應儘可能少的與其他實體發生相互作用。當一個模塊修改時，就會盡量少的影響其他模塊，這是對軟件實體之間通信的限制，它要求軟件實體之間通信的寬度和深度。
分析

在迪米特法則中，對於一個對象，其朋友包括以下幾類：
1. 當前對象本身（this）
2. 以參數形式傳入到當前對象方法中的對象
3. 當前對象的成員對象
4. 如果當前對象的成員對象是一個集合，那麼集合中的元素也都是朋友
5. 當前對象所創建的對象
任何對象如果滿足上面的條件之一，就是當前對象的“朋友”，否則就是“陌生人”。
分類
- 狹義的迪米特法則
  
  如果兩個類之間不必彼此通信，那麼這兩個類就不應當發生直接的相互作用。如果其中一個類需要調用另一個類的某一個方法的話，可以通過第三者轉發這個調用。狹義的迪米特法則可以降低類之間的耦合，但也會造成系統不同模塊之間通信效率降低，使得系統的不同模塊之間不容易協調。
- 廣義的迪米特法則
  
  指對象之間的信息流量、流向以及信息的影響的控制，主要是對信息隱藏的控制。信息的隱藏可以使各個子系統之間脫耦，每一個模塊不依賴於其他模塊存在，因此每一個模塊都可以獨立地在其他地方使用。

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