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面向对象技术Object-Oriented Techniques 谭火彬 thbin@buaa.edu.cn806 第 6 章面向对象的设计原则Object-Oriented Design Principles Review: Use-Case Analysis 评估用例，确定迭代周期 在每一次迭代中的每一个用例： 1. 寻找候选对象 获得各类对象清单：实体类、控制类、边界类 2. 描述对象间的交互-顺序图 针对每个事件流，通过顺序图演示用例的实现过程 3. 描述类-类图 完成类图，描绘类图中的关系 重构类图，构造整个系统的分析模型 学习线路图 References [Mart02], Robert C. Martin, Agile Software Development-Principles, Patterns, and Practices（邓辉译，敏捷软件开发-原则、模式与实践，清华大学出版社，2003年） 从问题开始！ 长方形与正方形 假如我们有一个类：长方形（Rectangle） 我们需要一个新的类，正方形（Square） 问：可否直接继承长方形？ 开始设计：正方形 设计方案正确吗？ 为什么会出现问题？ 面向对象的设计原则 什么是面向对象设计原则？ 面向对象设计原则有什么意义？ 是指导面向对象设计的基本指导思想 是评价面向对象设计的价值观体系 是设计模式的出发点和归宿 设计目标 设计目标 可扩展性 （Extensibility） 灵活性 （Flexibility） 可插入性 （Pluggability） …… 设计质量：好的设计 什么是好的设计？ 容易理解 容易修改和扩展 容易复用 容易实现与应用 简单、紧凑、经济适用 让人工作起来心情愉快的设计 设计质量：坏的设计 什么是坏的设计？ 僵化性（Rigidity）：刚性，难以修改，牵一发而动全身 脆弱性（Fragility）：易碎，牵一发而肝胆俱裂 牢固性（Immobility）：无法分解成可移植的组件 粘滞性（Viscosity），修改设计代价高昂 不必要的复杂性（Needless Repetition） 晦涩性（Opacity）：不透明，很难看清设计者的真实意图 设计质量：培养灵敏的嗅觉 糟糕的设计总是散发出臭味，让人不悦。判断一个设计的好坏，主观上能否让你的合作方感到心情愉悦，是最直观的标准 设计开发人员要培养嗅觉，当你看到UML图或者代码，感到杂乱、繁琐、郁闷的时候，你可能正面对一个糟糕的设计 这种嗅觉是在实践开发中培养起来的，而面向对象设计原则对此加以归纳和总结 面向对象的基本设计原则 LSP：Liskov替换原则 The Liskov Substitution Principle OCP：开放-封闭原则 The Open-Close Principle SRP：单一职责原则 The Single Responsibility Principle ISP：接口隔离原则 The Interface Segregation Principle DIP：依赖倒置原则 The Dependency Inversion Principle …… LSP LSP（The Liskov Substitution Principle, Liskov替换原则） “若对于类型S的任一对象o1，均有类型T的对象o2存在，使得在T定义的所有程序P中，用o1替换o2之后，程序的行为不变，则S是T的子类型” 如果在任何情况下，子类（或子类型）或实现类与基类都是可以互换的，那么继承的使用就是合适的。为了达到这一目标，子类不能添加任何父类没有的附加约束 “子类对象必须可以替换基类对象” 违背LSP原则 怎么办？ 抽象类与具体类 解决方案 IS-A关系的思考？ 鸵鸟是鸟吗？是 鸵鸟有翅膀，鸟也有翅膀 鸵鸟有喙，鸟也有喙… 但是… 鸟.getFlySpeed() 鸵鸟.getRunSpeed() 有着不同 IS-A关系的思考(续) 对于动物学家 只关心鸟的生理特征，对他们来说，鸵鸟就是鸟 对于养鸟人 关心鸟的行为特征，鸵鸟不是鸟 他们都正确 考虑一个特定设计是否恰当时，不能完全孤立地看这个解决方案，应该根据设计的使用者提出的合理假设来审视 OCP OCP（The Open-Close Principle, 开放-封闭原则） 软件实体（类、模块、函数等）应该是可扩展的，但是不可修改的 特征： 对于扩展是开放的（Open for extension） 模块的行为可以扩展，当应用的需求改变时，可以对模块进行扩展，以满足新的需求 对于更改是封闭的（Closed for modification） 对模块行为扩展时，不必改动模块的源代码或二进制代码 OCP的关键在于抽象