一些面向对象的设计法则

Question

Bob Tarr 著
outmyth 译
http://www.cn-java.com/download/book/OOPrinciples_cn.doc

法则1：优先使用（对象）组合，而非（类）继承
[ Favor Composition Over Inheritance ]
组合
n        （对象）组合是一种通过创建一个组合了其它对象的对象，从而获得新功能的复用方法。
n        将功能委托给所组合的一个对象，从而获得新功能。
n        有些时候也称之为“聚合”（aggregation）或“包容”（containment），尽管有些作者对这些术语赋予了专门的含义
n        例如：
F        聚合：一个对象拥有另一个对象或对另一个对象负责（即一个对象包含另一个对象或是另一个对象的一部分），并且聚合对象和其所有者具有相同的生命周期。（译者注：即所谓的“同生共死”关系，可参见GOF的Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software的引言部分。）
F        包容：一种特殊类型的组合，对于其它对象而言，容器中的被包含对象是不可见的，其它对象仅能通过容器对象来访问被包含对象。（Coad）

n        包含可以通过以下两种方式实现：
F        根据引用（By reference）
F        根据值（By value）
n        C＋＋允许根据值或引用来实现包含。
n        但是在Java中，一切皆为对象的引用！

Answer 1

法则3：开放－封闭法则（OCP）
软件组成实体应该是可扩展的，但是不可修改的。
[ Software Entities Should Be Open For Extension, Yet Closed For Modification ]
开放－封闭法则
n        开放-封闭法则认为我们应该试图去设计出永远也不需要改变的模块。
n        我们可以添加新代码来扩展系统的行为。我们不能对已有的代码进行修改。
n        符合OCP的模块需满足两个标准：
F        可扩展，即“对扩展是开放的”（Open For Extension）－模块的行为可以被扩展，以需要满足新的需求。
F        不可更改，即“对更改是封闭的”（Closed for Modification）－模块的源代码是不允许进行改动的。
n        我们能如何去做呢？
F        抽象（Abstraction）
F        多态（Polymorphism）
F        继承（Inheritance）
F        接口（Interface）

n        一个软件系统的所有模块不可能都满足OCP，但是我们应该努力最小化这些不满足OCP的模块数量。
n        开放－封闭法则是OO设计的真正核心。
n        符合该法则便意味着最高等级的复用性（reusability）和可维护性（maintainability）。

Answer 2

法则4：Liskov替换法则（LSP）
使用指向基类（超类）的引用的函数，必须能够在不知道具体派生类（子类）对象类型的情况下使用它们。
[ Function Thar Use Referennces To Base(Super) Classes Must Be Able To Use Objects Of Derived(Sub) Classes Without Knowing It ]
Liskov替换法则
n        显而易见，Liskov替换法则（LSP）是根据我所熟知的“多态”而得出的。
n        例如：

n        方法drawShape应该可与Sharp超类的任何子类一起工作（或者，若Sharp为Java接口，则该方法可与任何实现了Sharp接口的类一起工作）
n        但是当我们在实现子类时必须要谨慎对待，以确保我们不会无意中违背了LSP。

n        若一个函数未能满足LSP，那么可能是因为它显式地引用了超类的一些或所有子类。这样的函数也违背了OCP，因为当我们创建一个新的子类时，会不得不进行代码的修改。

Answer 3

法则2：针对接口编程，而非（接口的）实现
[ Program To An Interface, Not An Implementation ]

接口
n         接口是一个对象在对其它的对象进行调用时所知道的方法集合。

n         一个对象可以有多个接口（实际上，接口是对象所有方法的一个子集）

n         类型是对象的一个特定的接口。

n         不同的对象可以具有相同的类型，而且一个对象可以具有多个不同的类型。

n         一个对象仅能通过其接口才会被其它对象所了解。

n         某种意义上，接口是以一种非常局限的方式，将“是一种…”表达为“一种支持该接口的…”。

n         接口是实现插件化（pluggability）的关键

实现继承和接口继承
n         实现继承（类继承）：一个对象的实现是根据另一个对象的实现来定义的。

n         接口继承（子类型化）：描述了一个对象可在什么时候被用来替代另一个对象。

n         C++的继承机制既指类继承，又指接口继承。

n         C++通过继承纯虚类来实现接口继承。

n         Java对接口继承具有单独的语言构造方式－Java接口。

n         Java接口构造方式更加易于表达和实现那些专注于对象接口的设计。

接口的好处
n         优点：

F        Client不必知道其使用对象的具体所属类。

F        一个对象可以很容易地被（实现了相同接口的）的另一个对象所替换。

F        对象间的连接不必硬绑定（hardwire）到一个具体类的对象上，因此增加了灵活性。

F        松散藕合（loosens coupling）。

F        增加了重用的可能性。

F        提高了（对象）组合的机率，因为被包含对象可以是任何实现了一个指定接口的类。

n         缺点：

F        设计的复杂性略有增加

（译者注：接口表示“…像…”（LikeA）的关系，继承表示“…是…”（IsA）的关系，组合表示“…有…”（HasA）的关系。）

Answer 4

对想研究模式的人来说
很有参考价值

但因为原文是doc模式
并且有许多图片
所以想看的话还是直接到原网站看的好

Answer 5

n        “是一个…的特殊类型”，而非“是一个由…所扮演的角色”
F        失败。乘客是人所扮演的一种角色。代理人亦然。
n        永远不需要转化
F        失败。随着时间的发展，一个Person的子类实例可能会从Passenger转变成Agent，再到Agent Passenger。
n        扩展，而非重写和废除
F        通过。
n        不要扩展一个工具类
F        通过。
n        在问题域内，特指一种角色，交易或设备
F        失败。Person不是一种角色，交易或设备。

Answer 6

继承/组合示例1

Answer 7

Coad规则
仅当下列的所有标准被满足时，方可使用继承：
n        子类表达了“是一个…的特殊类型”，而非“是一个由…所扮演的角色”。
n        子类的一个实例永远不需要转化（transmute）为其它类的一个对象。
n        子类是对其父类的职责（responsibility）进行扩展，而非重写或废除（nullify）。
n        子类没有对那些仅作为一个工具类（utility class）的功能进行扩展。
n        对于一个位于实际的问题域（Problem Domain）的类而言，其子类特指一种角色（role），交易（transaction）或设备（device）。

Answer 8

继承
n        （类）继承是一种通过扩展一个已有对象的实现，从而获得新功能的复用方法。
n        泛化类（超类）可以显式地捕获那些公共的属性和方法。
n        特殊类（子类）则通过附加属性和方法来进行实现的扩展。
继承的优点和缺点
n        优点：
F        容易进行新的实现，因为其大多数可继承而来。
F        易于修改或扩展那些被复用的实现。
n        缺点：
F        破坏了封装性，因为这会将父类的实现细节暴露给子类。
F        “白盒”复用，因为父类的内部细节对于子类而言通常是可见的。
F        当父类的实现更改时，子类也不得不会随之更改。
F        从父类继承来的实现将不能在运行期间进行改变。

Answer 9

组合的优点和缺点
n        优点：
F        容器类仅能通过被包含对象的接口来对其进行访问。
F        “黑盒”复用，因为被包含对象的内部细节对外是不可见。
F        对装性好。
F        实现上的相互依赖性比较小。（译者注：被包含对象与容器对象之间的依赖关系比较少）
F        每一个类只专注于一项任务。
F        通过获取指向其它的具有相同类型的对象引用，可以在运行期间动态地定义（对象的）组合。

n        缺点：
F        从而导致系统中的对象过多。
F        为了能将多个不同的对象作为组合块（composition block）来使用，必须仔细地对接口进行定义。