面向对象设计原则

定义：一个对象应该只包含单一的职责，并且该职责被完整地封装在一个类中。高内聚、低耦合。

原则分析：一个类（或者大到模块，小到方法）承担的职责越多，它被复用的可能性越小，而且如果一个类承担的职责过多，就相当于将这些职责耦合在一起，当其中一个职责变化时，可能会影响其他职责的运作。

实例：

​ 某基于Java的C/S系统的“登录功能”通过如下登录类(Login)实现：

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​ 现使用单一职责原则对其进行重构:

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定义：一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。也就是说在设计一个模块的时候，应当使这个模块可以在不被修改的前提下被扩展，即实现在不修改源代码的情况下改变这个模块的行为。

原则分析：抽象化是开闭原则的关键。

实例：

​ 某图形界面系统提供了各种不同形状的按钮，客户端代码可针对这些按钮进行编程，用户可能会改变需求要求使用不同的按钮，原始设计方案如图所示：

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现对该系统进行重构，使之满足开闭原则的要求

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定义：所有引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。

原则分析：在软件中如果能够使用基类对象，那么一定能够使用其子类对象。把基类都替换成它的子类，程序将不会产生任何错误和异常，反过来则不成立，如果一个软件实体使用的是一个子类的话，那么它不一定能够使用基类。在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义，而在运行时再确定其子类类型，用子类对象来替换父类对象。

实例：

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现使用里氏代换原则对其进行重构，使得系统可以灵活扩展，符合开闭原则。

定义：高层模块不应该依赖低层模块，它们都应该依赖抽象。抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。•要针对接口编程，不要针对实现编程。

原则分析：依赖倒转原则就是指：代码要依赖于抽象的类，而不要依赖于具体的类；要针对接口或抽象类编程，而不是针对具体类编程。实现方式：一、在代码中使用抽象类，而将具体类放在配置文件中。 二、依赖注入

实例：

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​ 现使用依赖倒转原则对其进行重构。

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定义：客户端不应该依赖那些它不需要的接口。一旦一个接口太大，则需要将它分割成一些更细小的接口，使用该接口的客户端仅需知道与之相关的方法即可。

原则分析：接口隔离原则是指使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口。每一个接口应该承担一种相对独立的角色，不多不少，不干不该干的事，该干的事都要干。

实例：

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​ 现使用接口隔离原则对其进行重构。

定义：尽量使用对象组合，而不是继承来达到复用的目的。

原则分析：合成复用原则就是指在一个新的对象里通过关联关系（包括组合关系和聚合关系）来使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分；新对象通过委派调用已有对象的方法达到复用其已有功能的目的。简言之：要尽量使用组合/聚合关系，少用继承。在面向对象设计中，可以通过两种基本方法在不同的环境中复用已有的设计和实现，即通过组合/聚合关系或通过继承。继承复用：实现简单，易于扩展。破坏系统的封装性；从基类继承而来的实现是静态的，不可能在运行时发生改变，没有足够的灵活性；只能在有限的环境中使用。（“白箱”复用）组合/聚合复用：耦合度相对较低，选择性地调用成员对象的操作；可以在运行时动态进行。（“黑箱”复用）

实例：某教学管理系统部分数据库访问类设计如图所示：

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​ 如果需要更换数据库连接方式，如原来采用JDBC连接数据库，现在采用数据库连接池连接，则需要修改DBUtil类源代码。如果StudentDAO采用JDBC连接，但是TeacherDAO采用连接池连接，则需要增加一个新的DBUtil类，并修改StudentDAO或TeacherDAO的源代码，使之继承新的数据库连接类，这将违背开闭原则，系统扩展性较差。

​ 现使用合成复用原则对其进行重构。

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定义：不要和“陌生人”说话；只与你的直接朋友通信；每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识，而且局限于那些与本单位密切相关的软件单位；

原则分析：

• 在类的划分上，应当尽量创建松耦合的类，类之间的耦合度越低，就越有利于复用，一个处在松耦合中的类一旦被修改，不会对关联的类造成太大波及；
• 在类的结构设计上，每一个类都应当尽量降低其成员变量和成员函数的访问权限；
• 在类的设计上，只要有可能，一个类型应当设计成不变类；
• 在对其他类的引用上，一个对象对其他对象的引用应当降到最低。

实例：某系统界面类(如Form1、Form2等类)与数据访问类(如DAO1、DAO2等类)之间的调用关系较为复杂，如图所示：

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​ 现使用迪米特法则进行重构

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• 对于面向对象的软件系统设计来说，在支持可维护性的同时，需要提高系统的可复用性。

• 软件的复用可以提高软件的开发效率，提高软件质量，节约开发成本，恰当的复用还可以改善系统的可维护性。

• 单一职责原则要求在软件系统中，一个类只负责一个功能领域中的相应职责。

• 开闭原则要求一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭，即在不修改源代码的基础上扩展一个系统的行为。

• 里氏代换原则可以通俗表述为在软件中如果能够使用基类对象，那么一定能够使用其子类对象。

• 依赖倒转原则要求抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象；要针对接口编程，不要针对实现编程。

• 接口隔离原则要求客户端不应该依赖那些它不需要的接口，即将一些大的接口细化成一些小的接口供客户端使用。

• 合成复用原则要求复用时尽量使用对象组合，而不使用继承。

• 迪米特法则要求一个软件实体应当尽可能少的与其他实体发生相互作用。

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