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设计模式概述——测试群发

2020.03.17 23:34 330浏览

1、设计模式问题以及目的

程序员编写软件过程中,面临 耦合性、内聚性以及可维护性,可扩展性,重用性,灵活性等问题,设计模式就是为了让程序有更好的:

    1. 代码重用性(即:相同功能的代码,不用多次编写)
    1. 可读性 (即:编程规范性, 便于其他程序员的阅读和理解)
    1. 可扩展性 (即:当需要增加新的功能时,非常的方便,称为可维护)
    1. 可靠性 (即:当我们增加新的功能后,对原来的功能没有影响)
    1. 使程序呈现高内聚,低耦合的特性

分享金句:

设计模式包含了面向对象的精髓,“懂了设计模式,你就懂了面向对象分析和设计(OOA/D)的精要”

Scott Mayers 在其巨著《Effective C++》就曾经说过:C++老手和 C++新手的区别就是前者手背上有很多伤疤

2、设计模式原则

设计模式原则,其实就是程序员在编程时,应当遵守的原则,也是各种设计模式的基础(即:设计模式为什么这样设计的依据)

1) 单一职责原则【Single-Responsibility Principle】:

对类来说的,即一个类应该只负责一项职责。如类 A 负责两个不同职责:职责 1,职责 2。当职责 1 需求变更而改变 A 时,可能造成职责 2 执行错误,所以需要将类 A 的粒度分解为 A1,A2

2) 接口隔离原则【Interface Segregation Principle】:

客户端不应该依赖它不需要的接口,即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

    1. 类 A 通过接口 Interface1 依赖类 B,类 C 通过接口 Interface1 依赖类 D,如果接口 Interface1 对于类 A 和类 C来说不是最小接口,那么类 B 和类 D 必须去实现他们不需要的方法。
    1. 按隔离原则应当这样处理:将接口 Interface1 拆分为独立的几个接口(这里我们拆分成 3 个接口),类 A 和类 C 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则

3) 依赖倒转(倒置)原则【Dependence Inversion Principle】:

    1. 高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象
    1. 抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象
    1. 依赖倒转(倒置)的中心思想是面向接口编程
    1. 依赖倒转原则是基于这样的设计理念:相对于细节的多变性,抽象的东西要稳定的多。以抽象为基础搭建的架构比以细节为基础的架构要稳定的多。在 java 中,抽象指的是接口或抽象类,细节就是具体的实现类
    1. 使用接口或抽象类的目的是制定好规范,而不涉及任何具体的操作,把展现细节的任务交给他们的实现类去完成

    注意:

    低层模块尽量都要有抽象类或接口,或者两者都有,程序稳定性更好.

    变量的声明类型尽量是抽象类或接口, 这样我们的变量引用和实际对象间,就存在一个缓冲层,利于程序扩展和优化

    继承时遵循里氏替换原则

4) 里氏替换原则【Liskov Substitution Principle】:

    1. 继承在给程序设计带来便利的同时,也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性,程序的可移植性降低, 增加对象间的耦合性,如果一个类被其他的类所继承,则当这个类需要修改时,必须考虑到所有的子类,并且父类修改后,所有涉及到子类的功能都有可能产生故障,在编程中,如何正确的使用继承? => 里氏替换原则
    1. 如果对每个类型为 T1 的对象 o1,都有类型为 T2 的对象 o2,使得以 T1 定义的所有程序 P 在所有的对象 o1 都代换成 o2 时,程序 P 的行为没有发生变化,那么类型T2 是类型 T1 的子类型。换句话说,所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
    1. 在使用继承时,遵循里氏替换原则,在子类中尽量不要重写父类的方法
  • 4)里氏替换原则告诉我们,继承实际上让两个类耦合性增强了,在适当的情况下,可以通过聚合,组合,依赖 来解决问题。

5) 开闭原则【Open Closed Principle】:

    1. 开闭原则(Open Closed Principle)是编程中最基础、最重要的设计原则
    1. 一个软件实体如类,模块和函数应该对扩展开放(对提供方),对修改关闭(对使用方)。用抽象构建框架,用实现扩展细节。
    1. 当软件需要变化时,尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化,而不是通过修改已有的代码来实现变化。
  • 4) 编程中遵循其它原则,以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。

6) 迪米特法则【Demeter Principle】:

    1. 一个对象应该对其他对象保持最少的了解
    1. 类与类关系越密切,耦合度越大
    1. 迪米特法则(Demeter Principle)又叫最少知道原则,即一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说,对于被依赖的类不管多么复杂,都尽量将逻辑封装在类的内部。对外除了提供的 public 方法,不对外泄露任何信息
    1. 迪米特法则还有个更简单的定义:只与直接的朋友通信
  • 5) 直接的朋友:每个对象都会与其他对象有耦合关系,只要两个对象之间有耦合关系,我们就说这两个对象之间是朋友关系。耦合的方式很多,依赖,关联,组合,聚合等。其中,我们称出现成员变量,方法参数,方法返回值中的类为直接的朋友,而出现在局部变量中的类不是直接的朋友。也就是说,陌生的类最好不要以局部变量的形式出现在类的内部。

7) 合成复用原则【Composite Reuse Principle】:

1) 原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承

  • A中有三个方法,B中想要使用A中的方法
  • 方式一:B继承A
  • 方式二:operation1(A a) (合成)
  • 方式三:A a setA(A a) (聚合)
  • 方式四:A a = new A() (组合)

总的原则:

    1. 找出应用中可能需要变化之处,把它们独立出来,不要和那些不需要变化的代码混在一起。
    1. 针对接口编程,而不是针对实现编程。
    1. 为了交互对象之间的松耦合设计而努力

3、UML图

图片描述

分类:

    1. 用例图(use case)
    1. 静态结构图:类图、对象图、包图、组件图、部署图
    1. 动态行为图:交互图(时序图与协作图)、状态图、活动图
  • Ø 说明:类图是描述类与类之间的关系的,是 UML 图中最核心的

关系:

  • dependency 依赖关系:Ø 只要是在类中用到了对方,那么他们之间就存在依赖关系。如果没有对方,连编绎都通过不了。
  • associaion 关联关系:Ø 实际上就是类与类之间的联系,他是依赖关系的特例 单向一对一 双向一对一 多对多
  • generalization 泛化关系:Ø 实际上就是继承关系,他是依赖关系的特例
  • realizaiton 实现关系:Ø 实际上就是 A 类实现 B 接口,他是依赖关系的特例
  • aggregation 聚合关系:Ø 表示的是整体和部分的关系,整体与部分可以分开。聚合关系是关联关系的特例,所以他具有关联的导航性与多重性。
  • composite 组合关系:Ø 也是整体与部分的关系,但是整体与部分不可以分开。 类中:new 其他对象,如果类失效了,那么其中的对象也失效。

4、总结

下面用一个图片来整体描述一下设计模式之间的关系:

创建型模式:关注对象的创建

结构型模式:站在软件结构的立场上,让软件结构更具有伸缩性,扩展性

行为型模式:关注方法层面的设计

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