快播科技設(shè)計(jì)模式培訓(xùn)第1期

設(shè)計(jì)模式第一講設(shè)計(jì)原則主講：林金星第一頁，共四十二頁。第一章

單一職責(zé)原則第二章

接口隔離原則第三章

里氏代換原則第四章

依賴倒轉(zhuǎn)原則第五章

迪米特法則第六章

開放封閉原則第二頁，共四十二頁。你能從電腦設(shè)計(jì)想到如何進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)嗎？第三頁，共四十二頁。第一章

單一職責(zé)原則定義：應(yīng)該有且只有一個(gè)原因引起類的變化.

如果一個(gè)類承擔(dān)的職責(zé)過多，就等于把這些職責(zé)耦合在一起，一個(gè)職責(zé)的變化可能會(huì)削弱或者抑制這個(gè)類完成其他職責(zé)的能力。這種耦合會(huì)導(dǎo)致脆弱的設(shè)計(jì)，當(dāng)變化發(fā)生時(shí)，設(shè)計(jì)會(huì)遭到意想不到的破壞。第四頁，共四十二頁。單一職責(zé)的好處：

1、類的復(fù)雜性降低，實(shí)現(xiàn)什么職責(zé)都有清晰明確的定義；

2、可讀性提高了，復(fù)雜性降低了，可讀性自然也就提高了；

3、可維護(hù)性提高了，可讀性提高了，那當(dāng)然可讀性就提高了；

4、變更引起的風(fēng)險(xiǎn)降低，變更是必不可少的，如果一個(gè)接口的單一職責(zé)做的好，一個(gè)接口的修改只對(duì)相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類有影響，對(duì)其他接口無影響，這對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)展性、維護(hù)性都有很大的幫助第五頁，共四十二頁。classcShape{public:virtual~cShape();virtualvoidDraw()=0;

/*

繪制圖形

*/virtualdoubleGetArea()=0;/*獲取面積

*/};classcSquare:publiccShape{public:voidDraw();doubleGetArea();

voidSetWidth(doubledWidth);doubleGetWidth();private:doublem_dWidth;};第六頁，共四十二頁。

現(xiàn)在有兩個(gè)不同的應(yīng)用程序用到了類cSquare，一個(gè)是有關(guān)幾何計(jì)算方面的，另一個(gè)是有關(guān)圖形方面的。對(duì)于前者而說，程序從來不需要繪制圖形；而對(duì)于后者來說，程序也從來不需要計(jì)算圖形的面積。在上面這種情況下，我們的設(shè)計(jì)就違反了單一職責(zé)原則。下面是一個(gè)符合單一職責(zé)原則的設(shè)計(jì)。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，把原來的類cShape分為兩個(gè)類：第七頁，共四十二頁。cGeometricShape和cGraphicalShape，來分別承擔(dān)幾何和圖形兩方面的職責(zé)。同樣，分別派生出GGeometricSquare和cGraphicalSquare。第八頁，共四十二頁。classcGeometricShape{public:virtual~cGeometricShape();virtualdoubleGetArea()=0;};classGGeometricSquare:publiccGeometricShape{public:doubleGetArea();voidSetWidth(doubledWidth);doubleGetWidth();private:doublem_dWidth;};第九頁，共四十二頁。classcGraphicalShape{public:virtual~cGraphicalShape();virtualvoidDraw()=0;};classcGraphicalSquare:publiccGraphicalShape{public:voidDraw();voidSetWidth(doubledWidth);doubleGetWidth();private:doublem_dWidth;};第十頁，共四十二頁。第二章

接口隔離原則接口隔離原則表明客戶端不應(yīng)該被強(qiáng)迫實(shí)現(xiàn)一些他們不會(huì)使用的接口，應(yīng)該把胖接口中的方法分組，然后用多個(gè)接口代替它，每個(gè)接口服務(wù)于一個(gè)子模塊。接口隔離原則是對(duì)接口進(jìn)行規(guī)范約束，其包含以下四層含義：1.接口盡量要小這是接口隔離原則的核心定義，不出現(xiàn)臃腫的接口。第十一頁，共四十二頁。classIWorker{public:

virtualvoidwork()=0;virtualvoideat()=0;};classWorker:publicIWorker{public:voidwork(){//....working}voideat(){//....eatinginlaunchbreak}};工廠改進(jìn)生產(chǎn)后，買進(jìn)一批機(jī)器人，如果機(jī)器人也繼承IWorker，將會(huì)出現(xiàn)接口臃腫的情況。因?yàn)闄C(jī)器人不需要實(shí)現(xiàn)eat方法。第十二頁，共四十二頁。classIWorkable{public:virtualvoidwork()=0;};classIFeedable{public:virtualvoideat()=0;};classWorker:publicIWorkable,IFeedable{public:voidwork(){//....working}voideat(){//....eatinginlaunchbreak}};第十三頁，共四十二頁。classRobot:publicIWorkable{public:voidwork(){//....working}}但是“小”是有限度的，首先就是不能違反單一職責(zé)原則。第十四頁，共四十二頁。classIConnectionManager{public:virtualvoiddial(char*number)=0;virtualvoidhuangup()=0;};classIDataTransfer{public:virtualvoidchat()=0;virtualvoidanswer()=0;};classPhone{private:IConnectionManager&cm;IDataTransfer&dt;};第十五頁，共四十二頁。2.接口要高內(nèi)聚什么是高內(nèi)聚？高內(nèi)聚就是提高接口、類、模塊的處理能力，減少對(duì)外的交互。具體到接口隔離原則就是，要求在接口中盡量少公布public方法，接口是對(duì)外的承諾，承諾越少對(duì)系統(tǒng)的開發(fā)越有利，變更的風(fēng)險(xiǎn)也就越少，同時(shí)也有利于降低成本。第十六頁，共四十二頁。3.定制服務(wù)

一個(gè)系統(tǒng)或系統(tǒng)內(nèi)的模塊之間必然會(huì)有耦合，有耦合就要有相互訪問的接口，我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)就需要為各個(gè)訪問者（也就客戶端）定制服務(wù)。我們?cè)谧鱿到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)也需要考慮對(duì)系統(tǒng)之間或模塊之間的接口要采用定制服務(wù)。采用定制服務(wù)就必然有一個(gè)要求：只提供訪問者需要的方法。第十七頁，共四十二頁。4.接口設(shè)計(jì)是有限度的接口的設(shè)計(jì)粒度越小，系統(tǒng)越靈活，這是不爭(zhēng)的事實(shí)。但是，靈活的同時(shí)也帶來了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，開發(fā)難度增加，可維護(hù)性降低，這不是一個(gè)項(xiàng)目或產(chǎn)品所期望看到的，所以接口設(shè)計(jì)一定要注意適度，這個(gè)“度”如何來判斷的呢？根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和常識(shí)判斷，沒有一個(gè)固化或可測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。第十八頁，共四十二頁。第三章

里氏代換原則定義：所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類的對(duì)象。只有滿足以下2個(gè)條件的OO設(shè)計(jì)才可被認(rèn)為是滿足了LSP原則：１.不應(yīng)該在代碼中出現(xiàn)if/else之類對(duì)子類類型進(jìn)行判斷的條件。以下代碼就違反了LSP定義。第十九頁，共四十二頁。if(objtypeofClass1){dosomething}elseif(objtypeofClass2){dosomethingelse}２.子類應(yīng)當(dāng)可以替換父類并出現(xiàn)在父類能夠出現(xiàn)的任何地方，或者說如果我們把代碼中使用基類的地方用它的子類所代替，代碼還能正常工作，其它行為不會(huì)發(fā)生變化。第二十頁，共四十二頁。里氏替換原則LSP是使代碼符合開閉原則的一個(gè)重要保證。同時(shí)LSP體現(xiàn)了：１.類的繼承原則：如果一個(gè)繼承類的對(duì)象可能會(huì)在基類出現(xiàn)的地方出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤，則該子類不應(yīng)該從該基類繼承，或者說，應(yīng)該重新設(shè)計(jì)它們之間的關(guān)系。２.動(dòng)作正確性保證：從另一個(gè)側(cè)面上保證了符合LSP設(shè)計(jì)原則的類的擴(kuò)展不會(huì)給已有的系統(tǒng)引入新的錯(cuò)誤。第二十一頁，共四十二頁。classRectangle{public:doublegetHeight(){returnm_height;}voidsetHeight(doubleheight){m_height=height;}doublegetWidth(){returnm_width;}voidsetWidth(doublewidth){m_width=width;}private:doublem_width;doublem_height;};第二十二頁，共四十二頁。classSquare:publicRectangle{public:voidsetHeight(doubleheight){Rectangle::setHeight(height);Rectangle::setWidth(height);}voidsetWidth(doublewidth){Rectangle::setHeight(width);Rectangle::setWidth(width);}};voidmain(){Squarer;r.setWidth(5);r.setHeight(4);if(r.getWidth()*r.getHeight()!=20){throw"exception!!!\n";}}第二十三頁，共四十二頁。包含以下四層含義：1、子類必須完全實(shí)現(xiàn)父類的方法；2、子類可以有自己的特性;3、覆寫或者實(shí)現(xiàn)父類的方法時(shí)輸入的參數(shù)可以被放大；4、覆寫或者實(shí)現(xiàn)父類的方法時(shí)輸出的結(jié)果可以被縮?。坏诙捻?，共四十二頁。classIConnectionManager{public:virtualIConnectionManager*self()=0;};classConnectionManager:publicIConnectionManager{public:ConnectionManager*self(){returnthis;};};classHTTPConnectionManager:publicConnectionManager{public:HTTPConnectionManager*self(){cout<<"HTTPConnectionManagerreturnself\n";returnthis;};};第二十五頁，共四十二頁。實(shí)現(xiàn)好處：使用里氏替換原則的目的是增強(qiáng)程序的健壯性，版本升級(jí)時(shí)也可以保持非常好的兼容性，即使增加子類，原有的子類還是可以繼續(xù)運(yùn)行，在實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)子類對(duì)應(yīng)不同的業(yè)務(wù)含義，使用父類作為參數(shù)，傳遞不同的子類則可以完成不同的業(yè)務(wù)邏輯。當(dāng)然，要使用子類的“個(gè)性化”業(yè)務(wù)邏輯，必須創(chuàng)建子類的對(duì)象，不過采用里氏替換原則設(shè)計(jì)類時(shí)，應(yīng)盡量避免子類的“個(gè)性化”。第二十六頁，共四十二頁。第四章

依賴倒轉(zhuǎn)原則

定義：高層模塊不應(yīng)該依賴底層模塊，兩者都應(yīng)該依賴其抽象；抽象不應(yīng)該依賴細(xì)節(jié)；細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴抽象；我們現(xiàn)在來看看依賴有幾種,依賴也就是耦合,分為下面三種1.零耦合(NilCoupling)關(guān)系,兩個(gè)類沒有依賴關(guān)系,那就是零耦合.2.具體耦合(ConcreteCoupling)關(guān)系,兩個(gè)具體的類之間有依賴關(guān)系,那么就是具體耦第二十七頁，共四十二頁。合關(guān)系,如果一個(gè)具體類直接引用另外一個(gè)具體類,就會(huì)發(fā)生這種關(guān)系.3.抽象耦合(AbstractCoupling)關(guān)系.這種關(guān)系發(fā)生在一個(gè)具體類和一個(gè)抽象類之間,這樣就使必須發(fā)生關(guān)系的類之間保持最大的靈活性.classQQCar{public:voidPutIntoGear(){std::cout<<"掛檔";};

void

StepOnAccelerator(){std::cout<<"踩油門";}voidControlDirection(){std::cout<<"打方向";}};第二十八頁，共四十二頁。classPerson{public:

Person(){m_car=newQQCar();}voiddrive(){m_car->PutIntoGear();m_car->StepOnAccelerator();m_car->ControlDirection();}private:QQCar*m_car;};例子中QQCar和Person類發(fā)生了具體耦合，如果Person類要開BMW牌子的車時(shí)，就需要更改第二十九頁，共四十二頁。Person類的代碼，造成維護(hù)的困難。修改如下：classICar{public:virtualvoidPutIntoGear()=0;virtualvoidStepOnAccelerator()=0;virtualvoidControlDirection()=0;};第三十頁，共四十二頁。classQQCar:publicICar{public:voidPutIntoGear(){cout<<"掛檔";};

void

StepOnAccelerator(){cout<<“踩油門”;}voidControlDirection(){cout<<"打方向”;}};ClassBMWCar:publicICar第三十一頁，共四十二頁。{public:voidPutIntoGear(){cout<<"掛檔";};

void

StepOnAccelerator(){cout<<“踩油門”;}voidControlDirection(){cout<<"打方向”;}};classPerson{public:第三十二頁，共四十二頁。Person(ICar*car):m_car(car){}voiddrive(){m_car->PutIntoGear();m_car->StepOnAccelerator();m_car->ControlDirection();}private:ICar*m_car;};第三十三頁，共四十二頁。依賴倒置原則的本質(zhì)就是通過抽象（抽象類或者接口）使各個(gè)類或模塊的實(shí)現(xiàn)彼此獨(dú)立，不互相影響，實(shí)現(xiàn)模塊見的松耦合，如果需要使用該規(guī)則，需要遵循以下幾個(gè)規(guī)則：

1、每個(gè)類盡量都有接口或者抽象類，或者抽象類和接口兩者都具備（這個(gè)是該原則的基本要求，接口和抽象類都是抽象，有了抽象才可能依賴倒置）；

2、變量的表面類型盡量是接口或者抽象類；

第三十四頁，共四十二頁。3、任何類都不應(yīng)該從具體類派生；4、盡量不要覆寫基類的方法（如果基類是一個(gè)抽象類，并且該方法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，子類盡量不要覆寫。類間依賴的是抽象，覆寫了抽象方法，對(duì)依賴的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生一定的影響）；5、結(jié)合里氏替換法使用；第三十五頁，共四十二頁。如何做到依賴倒轉(zhuǎn)原則？

以抽象方式耦合是依賴倒轉(zhuǎn)原則的關(guān)鍵。抽象耦合關(guān)系總要涉及具體類從抽象類繼承，并且需要保證在任何引用到基類的地方都可以改換成其子類，因此，里氏代換原則是依賴倒轉(zhuǎn)原則的基礎(chǔ)。第三十六頁，共四十二頁。依賴倒轉(zhuǎn)原則的優(yōu)缺點(diǎn)雖然很強(qiáng)大，但卻最不容易實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橐蕾嚨罐D(zhuǎn)的緣故，對(duì)象的創(chuàng)建很可能要使用對(duì)象工廠，以避免對(duì)具體類的直接引用，此原則的使用