面向对象设计

面向对象设计

面向对象程序由对象组成，对象包括数据和对数据进行操作的过程（通常称为方法）。

面向对象设计最困难的部分是将系统分解成对象集合。因为要考虑许多因素：封装、粒度、依赖关系、灵活性、性能、扩展、复用等等，并且这些因素通常还是互相冲突的。那么科学地对实体进行分解，合理地设计类与类、对象与对象之间的依赖关系的是至关重要的。

1. 面向对象七大设计原则

• 单一职责原则:设计目单一的类；

• 开闭原则（OCP）：对扩展开放（对提供方），对修改封闭（对使用方）。用抽象构建框架，用实现扩展细节。

  • 当软件需要变化时，尽量通过扩展来实现，而不是通过修改原有的方法。

• 里氏替换原则：子类可以对父类进行扩展，但不能改变父类原有功能；

  • 子类尽可能不重写父类的非抽象方法，继承实际是让两个类的耦合性增强了。运用里氏替换原则可以将父类设计为抽象方法或者接口，让子类继承父类或实现接口，并实现父类中的抽象方法，尽量不要重写父类的非抽象方法。

• 依赖倒置原则：要依赖于抽象，而不是具体的实现；针对接口编程；

  • 依赖倒置的三种方式：构造器、接口、set方法；

• 接口隔离原则：使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好；（接口的单一职责，尽量使用最小接口）

  • 即接口的定义要尽量实现单一职责，子类不应实现自己不需要的方法。同时也要注意接口的粒度，接口不能过小，过小会导致接口泛滥，不利于代码维护。

• 组合重用原则：要尽量使用组合/聚合，而不是继承来达到重用的目的；

• 迪米特法则（最少知识法则）：一个对象应当对其他对象尽可能少的了解；

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2. 设计模式

（一）设计模式的基本概念

设计模式：是对软件设计中普遍存在的（反复出现）的问题，所提出的解决方案。主要关注软件系统的设计，与具体实现语言无关；

• 架构模式：软件设计中的高层决策（如C/S架构就属于架构模式）；
• 惯用法：与语言相关，是最底层的模式，关注软件系统的设计与实现，实现时通过特定的编程语言来描述构件与构件之间的关系。

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（二）设计模式的分类

1. 创建型模式(Creational)：用于创建和管理对象类的模式；工厂模式、原型模式、单列模式、构建起模式。

• 抽象工厂模式：提供一个接口，可以创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类。

• 构建器模式：将一个复杂类的表示与其他构造分离，使得相同的构件过程能够得出不同的表示。

• 单例模式：采取一定的方法保证在整个系统中某个类只能存在一个对象实例。

• 原型模式：利用clone()创建出对象。

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2. 结构型模式(Structural)：主要是为了处理类和接口的组合问题，形成更大的结构提供方案。适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰模式、外观模式、代理模式。

• 组合模式：又叫部分整体模式，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。这种类型的设计模式属于结构型模式，它创建了对象组的树形结构。

• 动态代理：动态代理利用反射机制，实现了目标类(被代理类)的所有接口并重写(生成字节码文件-->jvm加载字节码文件生成class类)所有方法，重写的方法体便是代理类(实现InvocationHandler接口的类)中的invoke()方法，从而达到在不改变源代码的前提下动态增强方法功能的目的。 JDK如何实现动态代理.pdf

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3. 行为型模式(Behavioral)：描述类或对象交互的情况，以及职责分配的问题。解释器、迭代器、中介者模式、观察者模式、访问者模式、责任链模式、策略模式等。

• 模板方法：将子类共行为抽取到父类中，具体不同的实现抽象为抽象方法，子类只需重写父类的抽象方法实具体业务即可。

• 观察者模式：目标类（被观察）只需添加一个待通知的对象的集合，在需要通知观察者时调用集合中观察者的接受方法即可。JDk中实现的观察者模式利用模板方法，将通知发送者所共有的属性(Vector)和行为(notifyObservers(）)封装起来。子类只需要继承 Observable类，在方法中调用notify即可。

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类模式是处理类和子类之间的关系，这些关系通过继承建立，是静态的，编译时就确定下来了。

对象模式处理的是对象间的关系，这些关系在运行时是可以变化的，更具有动态性。

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