面向对象设计，为什么？

变化是复用的天敌！

面向对象设计最大的优势在于：抵御变化！

重新认识面向对象

  • 理解隔离变化
    • 从宏观层面来看，面向对象的构建方式更能适应软件的变化，能将变化所带来的影响减为最小
  • 各司其职
    • 从微观层面来看，面向对象的方式更强调各个类的“责任”
    • 由于需求变化导致的新增类型不应该影响原来类型的实现——是所谓各负其责
  • 对象是什么？
    • 从语言实现层面来看，对象封装了代码和数据。
    • 从规格层面讲，对象是一系列可被使用的公共接口。
    • 从概念层面讲，对象是某种拥有责任的抽象。

参考前面的Shape1和Shape2实现。

面向对象设计原则

依赖倒置原则（DIP）

  • 高层模块（稳定）不应该依赖于低层模块（变化），二者都应该依赖抽象（稳定）。
  • 抽象（稳定）不应该依赖于实现细节（变化），实现细节应该依赖于抽象（稳定）。

以前面的Shape1为例，MainForm类依赖Line, Rect, Circle，这就是高层模块依赖低层模块，一旦低层模块有变化，则高层模块也要一并修改。MainForm的设计应该是稳定的，不能因为低层模块发生变化就变得不稳定。

而Shape2则是MainForm和Line, Rect, Circle等都依赖Shape抽象，这就隔离了变化，实现了两边都稳定的效果。

Shape抽象的设计不能与具体的实现细节绑定，也就是与Line, Rect, Circle等无关，不能引入依赖，否则就不稳定。

依赖倒置原则可用于检验大多数设计模式，解决依赖倒置的方法就是设计好抽象类，使其尽量稳定，以隔离变化。

开放封闭原则（OCP）

  • 对扩展开放，对更改封闭。
  • 类模块应该是可扩展的，但是不可修改的。

已有的抽象要支持可扩展，也就是很方便地生成子类，以应对需求变化。

类模块应该是可扩展但不能修改的，比如前面的Shape2，在引入新的类时，不能修改原来已有的类。比如引入Circle类，则原来的Line和Rect都不能修改。

这里引入一个编码原则，当需求变化时，尽量通过增加代码的方式来应对需求，而不是修改现有代码以应对变化。

单一职责原则（SRP）

  • 一个类应该仅有一个引起它变化的原因。
  • 变化的方向隐含着类的责任。

以Shape2为例，导致产生Line, Rect, Circle这些类的原因只有一个，那就是Draw方法不一样，这就是一个类应该仅有一个引起它变化的原因。很明显，Draw方法也是这些类的责任。

替换原则（LSP）

  • 子类必须能够替换它们的基类（IS-A）。
  • 继承表达类型抽象。

子类继承自父类时，不能导致父类的方法在子类里不能调用，这会违背了替换原则。如果子类不能替换父类，那就要重新考虑它们的关系，或许应该用组合而不是继承。

接口隔离原则（ISP）

  • 不应该强迫客户程序依赖它们不用的方法。
  • 接口应该小而完备。

只给自己用的方法定义成private，只给子类用的方法定义成protected，只有给客户用的方法才定义成public。

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记好的接口定义，耦合度低。


封闭变化点

  • 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，从面实现层次间的松耦合。

针对接口编程，而不是针对实现编程

  • 不将变量类型声明为某个特定的具体类，而是声明为某个接口（在C++里，这里的意思应该是尽量使用抽象基类作为参数）。
  • 客户程序无需获对象的具体类型，只需要知道对象所具有的接口。
  • 减少系统中各部分的依赖关系，从面实现“高内聚、松耦合“的类型设计方案。

将设计原则提升为设计经验

  1. 设计习语 Design Idioms
    • Design Idioms描述与特定编程语言相关的低层模式，技巧，惯用法。
  2. 设计模式 Design Patterns
    • Design Patterns描述的是类与相互通信的对象之间的组织关系，包括它们的角色、职责、协作方式等方面。
  3. 架构模式 Architectural Patterns
    • Architectural Patterns描述系统中与基本结构组织关系密切的高层模式，包括子系统划分，职责，以及如何组织它们之间的关系的规则。