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學習Java程式設計面向物件的五大基本原則

Java 是面向物件的高階程式語言,類和物件是 Java 程式的構成核心。圍繞著 Java 類和 Java 物件,有三大基本特性:封裝是 Java 類的編寫規範、繼承是類與類之間聯絡的一種形式、而多型為系統元件或模組之間解耦提供瞭解決方案。

單一職責原則(Single-Resposibility Principle)

其核心思想為:一個類,最好只做一件事,只有一個引起它的變化。單一職責原則可以看做是低耦合、高內聚在面向物件原則上的引申,將職責定義為引起變化的原因,以提高內聚性來減少引起變化的原因。職責過多,可能引起它變化的原因就越多,這將導致職責依賴,相互之間就產生影響,從而大大損傷其內聚性和耦合度。通常意義下的單一職責,就是指只有一種單一功能,不要為類實現過多的功能點,以保證實體只有一個引起它變化的原因。

專注,是一個人優良的品質;同樣的,單一也是一個類的優良設計。交雜不清的職責將使得程式碼看起來特別彆扭牽一髮而動全身,有失美感和必然導致醜陋的系統錯誤風險。

開放封閉原則(Open-Closed principle)

其核心思想是:軟體實體應該是可擴充套件的,而不可修改的。也就是,對擴充套件開放,對修改封閉的。開放封閉原則主要體現在兩個方面1、對擴充套件開放,意味著有新的需求或變化時,可以對現有程式碼進行擴充套件,以適應新的情況。2、對修改封閉,意味著類一旦設計完成,就可以獨立完成其工作,而不要對其進行任何嘗試的修改。

實現開開放封閉原則的核心思想就是對抽象程式設計,而不對具體程式設計,因為抽象相對穩定。讓類依賴於固定的抽象,所以修改就是封閉的;而通過面向物件的繼承和多型機制,又可以實現對抽象類的繼承,通過覆寫其方法來改變固有行為,實現新的拓展方法,所以就是開放的。

“需求總是變化”沒有不變的軟體,所以就需要用封閉開放原則來封閉變化滿足需求,同時還能保持軟體內部的封裝體系穩定,不被需求的變化影響。

Liskov替換原則(Liskov-Substituion Principle)

其核心思想是:子類必須能夠替換其基類。這一思想體現為對繼承機制的約束規範,只有子類能夠替換基類時,才能保證系統在執行期內識別子類,這是保證繼承複用的基礎。在父類和子類的具體行為中,必須嚴格把握繼承層次中的關係和特徵,將基類替換為子類,程式的行為不會發生任何變化。同時,這一約束反過來則是不成立的,子類可以替換基類,但是基類不一定能替換子類。

Liskov替換原則,主要著眼於對抽象和多型建立在繼承的基礎上,因此只有遵循了Liskov替換原則,才能保證繼承複用是可靠地。實現的方法是面向介面程式設計:將公共部分抽象為基類介面或抽象類,通過ExtractAbstractClass,在子類中通過覆寫父類的方法實現新的方式支援同樣的職責。

Liskov替換原則是關於繼承機制的設計原則,違反了Liskov替換原則就必然導致違反開放封閉原則。

Liskov替換原則能夠保證系統具有良好的拓展性,同時實現基於多型的抽象機制,能夠減少程式碼冗餘,避免執行期的型別判別。

依賴倒置原則(Dependecy-Inversion Principle)

其核心思想是:依賴於抽象。具體而言就是高層模組不依賴於底層模組,二者都同依賴於抽象;抽象不依賴於具體,具體依賴於抽象。

我們知道,依賴一定會存在於類與類、模組與模組之間。當兩個模組之間存在緊密的耦合關係時,最好的方法就是分離介面和實現:在依賴之間定義一個抽象的介面使得高層模組呼叫介面,而底層模組實現介面的定義,以此來有效控制耦合關係,達到依賴於抽象的設計目標。

抽象的穩定性決定了系統的穩定性,因為抽象是不變的,依賴於抽象是面向物件設計的精髓,也是依賴倒置原則的核心。

依賴於抽象是一個通用的原則,而某些時候依賴於細節則是在所難免的,必須權衡在抽象和具體之間的取捨,方法不是一層不變的。依賴於抽象,就是對介面程式設計,不要對實現程式設計。

介面隔離原則(Interface-Segregation Principle)

其核心思想是:使用多個小的專門的介面,而不要使用一個大的總介面。

具體而言,介面隔離原則體現在:介面應該是內聚的,應該避免“胖”介面。一個類對另外一個類的依賴應該建立在最小的介面上,不要強迫依賴不用的方法,這是一種介面汙染。

介面有效地將細節和抽象隔離,體現了對抽象程式設計的一切好處,介面隔離強調介面的單一性。而胖介面存在明顯的弊端,會導致實現的型別必須完全實現介面的所有方法、屬性等;而某些時候,實現型別並非需要所有的介面定義,在設計上這是“浪費”,而且在實施上這會帶來潛在的問題,對胖介面的修改將導致一連串的客戶端程式需要修改,有時候這是一種災難。在這種情況下,將胖介面分解為多個特點的定製化方法,使得客戶端僅僅依賴於它們的實際呼叫的方法,從而解除了客戶端不會依賴於它們不用的方法。

分離的手段主要有以下兩種:1、委託分離,通過增加一個新的型別來委託客戶的請求,隔離客戶和介面的直接依賴,但是會增加系統的開銷。2、多重繼承分離,通過介面多繼承來實現客戶的需求,這種方式是較好的。

以上就是5個基本的面向物件設計原則。

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