设计模式之类之间的关系和六大原则

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设计模式之类之间的关系和六大原则

2024-07-17 01:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

1 类之间的关系  类与类之间的关系大概有6种,要看懂UML图,首先需要了解这几种关系。

1.1 继承关系  继承指的是一个类(称为子类,子接口)继承另外的一个类(成为父类,父接口)的功能,并可以增加它自己的新功能的能力。在UML类图设计中,继承用一条带空心三角箭头的实线表示,从子类指向父类,或者子接口指向父接口。

1.2 实现关系  实现指的是一个class类实现interface接口(可以是多个)的功能,实现是类与接口之间最常见的关系。在Java中此类关系是通过关键字implements明确标识,在设计时一般没有争议性。而在C++中并没有接口的关键字,这种关系一般是通过声明纯虚函数来实现。在UML类图设计中,实现是用一条带空心三角箭头的虚线表示,从类指向实现的接口。

1.3 依赖关系  简单的理解,依赖就是一个类A使用到了另一个类B,而这种使用关系是具有偶然性的、临时性的、非常弱的,但是B类的变化会影响到类A。比如某人要过河,需要借用一条船,此时人与船之间的关系就是依赖。表现在代码层面,为类B作为参数被类A在某个method方法中使用。在UML类图设计中,依赖关系用由类A指向类B的带箭头虚线表示。

1.4 关联关系  关联体现的是两个类之间语义级别的一种强依赖关系,比如我和我的朋友,这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的,一般是长期性的,而且双方的关系一般是平等的。关联可以是单向、双向的。表现在代码层面,为被关联类B以类的属性形式出现在关联类A中,也可能是关联类A引用了一个类型为被关联类B的全局变量。在UML类图设计中,关联关系用由关联类A指向被关联类B的带箭头实线表示,在关联的两端可以标注关联双方的角色和多重性标记。

1.5 聚合关系  聚合关系是关联关系的一种特例,它体现的是整体与部分的关系,即has-a关系。此时整体与不放呢之间是可分离的,它们可以具有各自的生命周期,部分可以属于多个整体对象,也可以为多个整体对象共享。比如人群和单个人的关系,雁群与但只雁的关系。表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分。在UML类图设计中,聚合关系以空心菱形加实线箭头表示。

1.6 组合关系  组合也是关联关系的一种特例,它体现的是一种contains-a的关系,这种关系比聚合关系更强,也成为强聚合。它同样体现在整体与部分的关系,但此时整体与部分是不可分的,整体的生命周期结束也就以为着部分的生命周期结束,比如人和人的大脑。表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分。在UML类图设计中,组合关系以实心菱形加实线箭头表示。

1.7 总结  对于继承、实现这两种关系没多少疑问,它们体现的是一种类和类、或者类与接口间的纵向关系。其他的四种关系体现的是类和类或者类与接口间的引用、横向关系。相对来说比较难以区分。这四种关系都是语义级别的,所以从代码层面并不能完全区分各种关系,但总的来说,后几种关系所表现的强弱程度一次为:组合>聚合>关联>依赖。

2 六大原则2.1 单一职责原则  单一职责原则指的是对于一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起,一个职责的变化可能会削弱或者一致这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计,当变化发生时,设计会遭受到意向不到的破坏。

  同样的软件设计真正要做的许多内容,就是发现职责并把那些职责相互分离。其实要去判断是否应该分离出类来,也不难,那就是如果你能够想到多于一个的动机去改变一个类,那么这个类就具有多于一个的职责,就应该考虑类的职责分离。

2.2 开放-封闭原则  开放-封闭原则,是说软件实体(类、模块、函数等等)应该可以扩展,但是不可以修改。这个原则其实有两个特征,一个是说对于扩展是开放的,另一个是说对于更改是封闭的。

  但是无论模块是多么的‘封闭’,都会存在一些无法对之封闭的变化。既然不可能完全封闭,设计人员必须对于他设计的模块应该对哪种变化封闭做出选择。他必须先猜测出最有可能发生的变化种类,然后构造抽离来隔离那些变化。在我们最初编写代码时,假设变化不会发生。当变化发生时,我们就创建抽象来隔离以后发生的同类变化。面对需求,对程序的改动是通过增加新代码进行的,而不是更改现有的代码。

  开发-封闭原则是面向对象设计的核心所在。遵循这个原则可以带来面向对象技术所生成的巨大好处,也就是可维护、可扩展、可服用、灵活性好。开发人员应该仅对程序中呈现出频繁变化的那些部分做出抽象,然而,对于应用程序中的每个部分都刻意地进行抽象同样不是一个好注意。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。

2.3 依赖倒转原则  依赖倒转原则,简单地说就是抽象不应该依赖细节,细节应该依赖于抽象,就是要针对接口编程,不要对实现编程。依赖倒转原则:高层模块不应该依赖底层模块,两个都应该依赖抽象。抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。例如:主板、CPU、内存、硬盘都是在针对接口设计的,如果针对实现来设计,内存就要对应到具体的某个品牌的主板,那就会出现换内存需要把主板也换了的尴尬。这个原则很好理解,不过多赘述。

2.4 里氏代换原则  里氏代换原则是一个软件实体如果使用的是一个父类的话,那么一定适用于其子类,而且它觉察不出父类对象和子类对象的区别。也就是说,在软件里面,把父类都替换成它的子类,程序的行为没有变化,简单地说,子类型必须能够替换掉它们的父类型。

2.5 接口隔离原则  使用多个专门的接口,而不使用单一的总接口,即客户端不应该依赖那些它不需要的接口。根据接口隔离原则,当一个接口太大时,我们需要将它分割成一些更小的接口,使用该接口的客户端仅需要知道与之相关的方法即可。每一个接口应该承担一种相对独立的角色,不干不该干的事,该干的事都要干。也就是说接口的定义要遵从单一职责原则。

2.6 迪米特法则  迪米特法则也叫最少知识原则。一个对象应该对其他对象保持最少的了解。如果两个类不必彼此直接通信,那么这两个类就不应当发生直接的相互作用。如果其中一个类需要调用另一个类的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。

  迪米特法则首先强调的前提是在类的结构设计上,每一个类都应当尽量降低成员的访问权限,也就是说,一个类包装好自己的private状态,不需要让别额类知道的字段或行为就不要公开。迪米特法则其根本思想,是强调了类之间的松耦合。类之间的耦合越弱,越有利于复用,一个处在弱耦合的类被修改,不会对有关系的类造成波及。

3 各种设计模式  常用的设计模式共有24种类,根据主要用途分为三类:创建型模式、结构型模式、行为型模式。也分为类模式和对象模式。如下图:

 



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