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C++技术问题总结-第12篇 设计模式原则

设计模式六大原则,参见http://www.uml.org.cn/sjms/201211023.asp

 

1. 单一职责原则

定义:不要存在多于一个导致类变更的原因。通俗的说,即一个类只负责一项职责。 

问题由来:类T负责两个不同的职责:职责P1,职责P2。当由于职责P1需求发生改变而需要修改类T时,有可能会导致原本运行正常的职责P2功能发生故障。

解决方案:遵循单一职责原则。分别建立两个类T1T2,使T1完成职责P1功能,T2完成职责P2功能。这样,当修改类T1时,不会使职责P2发生故障风险;同理,当修改T2时,也不会使职责P1发生故障风险。

2. 里氏替换原则

这项原则最早是在1988年,由麻省理工学院Barbara Liskov女士提出,故称里氏替换原则。

定义:所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

问题由来:有一功能P1,由类A完成。现需要将功能P1进行扩展,扩展后的功能为P,其中P由原有功能P1与新功能P2组成。新功能P由类A的子类B来完成,则子类B在完成新功能P2的同时,有可能会导致原有功能P1发生故障。

解决方案:当使用继承时,遵循里氏替换原则。类B继承类A时,除添加新的方法完成新增功能P2外,尽量不要重写父类A的方法,也尽量不要重载父类A的方法。


里氏替换原则通俗的来讲就是:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。它包含以下4层含义:

? 子类可以实现父类的抽象方法,但不能覆盖父类的非抽象方法。

? 子类中可以增加自己特有的方法。

? 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松。

? 当子类的方法实现父类的抽象方法时,方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格。

3. 依赖倒置原则

依赖倒置原则的核心思想是面向接口编程。

定义:高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象;抽象不应该依赖细节;细节应该依赖抽象。

问题由来:类A直接依赖类B,假如要将类A改为依赖类C,则必须通过修改类A的代码来达成。这种场景下,类A一般是高层模块,负责复杂的业务逻辑;类B和类C是低层模块,负责基本的原子操作;假如修改类A,会给程序带来不必要的风险。

解决方案:将类A修改为依赖接口I,类B和类C各自实现接口I,类A通过接口I间接与类B或者类C发生联系,则会大大降低修改类A的几率。

4. 接口隔离原则

定义:客户端不应该依赖它不需要的接口,一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。 

问题由来:类A通过接口I依赖类B,类C通过接口I依赖类D,如果接口I对于类A和类B来说不是最小接口,则类B和类D必须去实现他们不需要的方法。

解决方案:将臃肿的接口I拆分为独立的几个接口,类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则。

5. 迪米特法则

迪米特法则又叫最少知道原则,最早是在1987年由美国Northeastern UniversityIan Holland提出。通俗的来讲,就是一个类对自己依赖的类知道的越少越好。

定义:一个对象应该对其他对象保持最少的了解。

问题由来:类与类之间的关系越密切,耦合度越大,当一个类发生改变时,对另一个类的影响也越大。

解决方案:尽量降低类与类之间的耦合。

6. 开闭原则

定义:一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。

问题由来:在软件的生命周期内,因为变化、升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改时,可能会给旧代码中引入错误,也可能会使我们不得不对整个功能进行重构,并且需要原有代码经过重新测试。

解决方案:当软件需要变化时,尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化,而不是通过修改已有的代码来实现变化。

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