面向对象设计思想（导入篇 ---> 上）

 

如何同时提高一个软件系统的可维护性和可复用性，是面向对象设计要解决的核心问题。

 

可维护性低的 4 个症状：

 
•   过于僵硬
  

  很难加入新的功能。加入新功能，不仅意味着构造一个独立的模块，而且因为这个新功能会波及很多其他模块，最后变成跨越几个模块的改动。由于这种设计上的缺陷，项目经理不敢轻易向系统加入新功能。这就造成了一个系统一旦做好，就不能增加新功能的僵硬化情况。

  针对“新增功能”，也就是系统的“可扩展性”差

 

•   过于脆弱
  

  与过于僵硬同时存在，对一个地方的改动，往往会导致看上去没有关系的另外一个地方发生故障。在修改完成之前，连系统的原始设计师们都无法确切预测到可能会波及哪些地方。这种一碰就碎的情况，造成了软件系统过于脆弱。

  针对“修改已有功能”，也就是系统的“灵活性”差

 

•   黏度过高
  

  有的时候，改动可以用保持原始设计意图和原始设计框架的方式进行，也可以用破坏原始意图和框架的方式进行。第一种方式无疑会对系统的未来有利，第二种方式只是权宜之计，可以解决短期的问题，但却会牺牲中长期的利益。

  一个系统设计，如果总是使得第二种方式比第一种方式容易，就叫做黏度过高。一个黏度过高的系统会诱使维护它的程序员采取错误的维护方案，并惩罚采取正确维护方案的程序员。

  针对“替换现有功能”，也就是“可插入性”差

 

 

•   复用率低
  

  所谓复用，就是指一个软件的组成部分，可以在同一个项目的不同地方甚至另一个项目中重复使用。每当程序员发现一段代码、函数、模块所做的事情是可以在新的模块、或者新的系统中使用的时候，总是发现，这些已有的代码依赖于一大推其他的东西，以至于很难将它们分开。最后，大家发现最好的办法就是不去“碰”这些已有的东西，而是重新写自己的代码。过程中也可能通过源代码复制与粘贴的方式，以最原始的复用方式，节省一些时间。

 

 

提升可维护性的 4 个目标

•   可扩展性
    新的功能可以很容易地加入到系统中。这是“过于僵硬”的对立面。

•   灵活性
    允许代码修改平稳进行，而不会波及到其它的模块。这是“过于脆弱”的对立面。

 

•   可插入性
    可以很容易地将一个类抽出去，同时将另一个有同样接口的类加入进来。这是“黏度过高”的对立面。
  


•   可复用性 

如何实现这些系统设计的目标呢？

 

        可扩展性：开-闭原则、里氏代换原则、依赖倒置原则、组合/聚合复用原则

      灵 活 性：开-闭原则、迪米特法则、接口隔离原则

      可插入性：开-闭原则、里氏代换原则、组合/聚合复用原则、依赖倒置原则 

系统的可复用性

 

• 复用的重要性
   
• 提高生产效率

 
• 提高软件质量

 
• 改善可维护性


• 传统的复用
   
• 代码的复制与粘贴

 
• 算法的复用

 
• 数据结构的复用

一个致命缺陷是复用常常以破坏可维护性为代价。比如，两个模块A、B同时需要使用一个模块C的功能。那么，当A需要C增加一个新的行为时，B有可能不需要，甚至不允许C增加这个新行为。如果坚持复用，就不得以系统的可维护性为代价；而如果从保持系统的可维护性出发，就只好放弃复用。

 

• 面向对象设计的复用
 
• 复用焦点从实现细节提升到抽象层次
   
• 更好地改善软件系统的可维护性

 

面向对象设计通过提供了封装、继承和多态等特性，使得一个系统可以在更高的层次上提供可复用性。数据的抽象化和继承关系使得概念和定义可以复用；多态性使得实现和应用可以复用；而抽象化和封装可以保持和促进系统的可维护性。 

面向对象思想的三大核心要素

• 封装
   
• 封装，就是合理的隐藏与公开

 
• 对数据的隐藏、对实现的封装、对变化进行封装

 
• 提高代码可读性，使系统更易理解和使用
  


• 继承
   
• 重用和抽象的基础

 
• 可以自上而下设计，也可以通过重构自下而上

 
• 优先使用合成/聚合，而不是使用继承
  
  


• 多态
   
• 对象在不同时刻体现为不同类型的能力

 
• 将对象形态的决定权交给了调用者，保证了程序的灵活性

 
• 还保证了程序的稳定性

 

     面向对象思想包含三个核心要素，即：封装、继承、多态，它将面向对象技术推到了思想的境界。只有真正理解了这三个要素，才算得上掌握了面向对象思想的精髓。

 

对象的封装、继承与多态，保证了对象的高内聚与低耦合，有利于软件模块的复用，保证了程序的可扩展，这也是面向对象思想在软件设计中的最大优势。

 

未完待续。。。