02 第2章 面向对象设计原则(Java).pptVIP

第2章 面向对象设计原则 本章教学内容 面向对象设计原则概述 软件的可维护性和可复用性 知名软件大师Robert C.Martin认为一个可维护性较低的软件设计，通常由于如下四个原因造成： 过于僵硬(Rigidity) 过于脆弱(Fragility) 复用率低(Immobility) 黏度过高(Viscosity) 面向对象设计原则概述 软件的可维护性和可复用性 软件工程和建模大师Peter Coad认为，一个好的系统设计应该具备如下三个性质： 可扩展性(Extensibility) 灵活性(Flexibility) 可插入性(Pluggability) 面向对象设计原则概述 软件的可维护性和可复用性 软件的复用(Reuse)或重用拥有众多优点，如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。 面向对象设计复用的目标在于实现支持可维护性的复用。 在面向对象的设计里面，可维护性复用都是以面向对象设计原则为基础的，这些设计原则首先都是复用的原则，遵循这些设计原则可以有效地提高系统的复用性，同时提高系统的可维护性。 面向对象设计原则概述 软件的可维护性和可复用性 面向对象设计原则和设计模式也是对系统进行合理重构的指南针，重构(Refactoring)是在不改变软件现有功能的基础上，通过调整程序代码改善软件的质量、性能，使其程序的设计模式和架构更趋合理，提高软件的扩展性和维护性。 面向对象设计原则概述 面向对象设计原则简介 常用的面向对象设计原则包括七个，这些原则并不是孤立存在的，它们相互依赖，相互补充。 单一职责原则 单一职责原则定义 单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP)定义如下： 在软件系统中，一个类只负责一个功能领域中的相应职责。 另一种定义方式如下： 就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。 单一职责原则 单一职责原则分析 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。 类的职责主要包括两个方面：数据职责和行为职责，数据职责通过其属性来体现，而行为职责通过其方法来体现。 单一职责原则是实现高内聚、低耦合的指导方针，在很多代码重构手法中都能找到它的存在，它是最简单但又最难运用的原则，需要设计人员发现类的不同职责并将其分离，而发现类的多重职责需要设计人员具有较强的分析设计能力和相关重构经验。 单一职责原则 单一职责原则实例 实例说明 某基于Java的C/S系统的“登录功能”通过如下登录类(Login)实现： 现使用单一职责原则对其进行重构。 单一职责原则 单一职责原则实例 实例解析 使用单一职责原则重构后的类图： 开闭原则 开闭原则定义 开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)定义如下： 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。 开闭原则 开闭原则分析 开闭原则由Bertrand Meyer于1988年提出，它是面向对象设计中最重要的原则之一。 在开闭原则的定义中，软件实体可以指一个软件模块、一个由多个类组成的局部结构或一个独立的类。 开闭原则 开闭原则分析 抽象化是开闭原则的关键。 绝大部分的设计模式都符合开闭原则，在对每一个模式进行优缺点评价时都会以开闭原则作为一个重要的评价依据，以判断基于该模式设计的系统是否具备良好的灵活性和可扩展性。 开闭原则 开闭原则实例 实例说明 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： 现对该系统进行重构，使之满足开闭原则的要求。 开闭原则 开闭原则实例 实例解析 里氏代换原则 里氏代换原则定义 里氏代换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)有两种定义方式，第一种定义方式相对严格，其定义如下： 如果对每一个类型为S的对象o1，都有类型为T的对象o2，使得以T定义的所有程序P在所有的对象o1都代换成o2时，程序P的行为没有变化，那么类型S是类型T的子类型。 第二种更容易理解的定义方式如下： 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。 里氏代换原则 里氏代换原则分析 里氏代换原则由2008年图灵奖得主、美国第一位计算机科学女博士、麻省理工学院Barbara Liskov教