面向对象设计

目标与方法

随着程序代码不断扩张，软件中各部分交互关系日益庞杂，其维护扩展变得异常困难，为应对此危机，面向对象设计方法得到不断发展，其要实现的目标与所用方法如下：

• 实现目标：模块相互独立，即插即用；
• 使用方法：约定抽象接口，减少依赖；

特点

面向对象的设计有三大特点，区别于其他编程范式，分别为：

• 封装：隐藏内部实现，达到使用接口编程而不用了解内部实现的目的；
• 继承：继承父类的属性与数据，达到代码复用的目的；
• 多态：对于同一种接口，不同的类型的对象展现不同的行为，达到接口统一的目的；

基本原则

为实现面向对象设计的目标，开发领域在长期理论与实践中总结出几个基本原则，不同的教材的阐述略有不同，但是表达的基本思想是一致的，最为经典的说法是将面向对象设计的这几个原则称为“SOLID”原则，名称取自这五个原则的英文缩写首字母，同时寓意在这几个原则指导下所开发软件系统的稳固性；

单一职责原则 (SRP - Single Responsibility Principle)

一个类只做一件事，一个类应该仅有一个引起它变化的原因，且其变化隐含着类的责任；

比如，在实际开发中，对大的类进行拆解，减少类中蕴含不同概念的成员变量与成员函数；

开放封闭原则 (OCP - Open Closed Principle)

对扩展开放，对修改关闭；即当程序需要扩展的时候，尽量不要去修改原来的代码，而应复用扩展代码，使其易于维护和升级，同时还能减少编译时间；

因此在开发中，要利用好继承与组合等方法，约定抽象接口，让系统中的组件相互解耦，互不影响；

里氏替换原则 (LSP - Liskov Substitution Principle)

子类必须能够替换父类，即子类对象若看作是抽象父类使用时，其接口行为须与抽象语义所期望的一致，这也是开闭原则具体实现手段之一；

所以在实际开发中，使用继承实现约定的抽象接口，可以对同一抽象语义实现不同的具体方法；

这条原则也提示我们：

• 在开发中不要仅仅为了使用一个类的属性或方法就使用继承，此时应该使用组合代替继承；
• 真正使用继承的地方应该是：一个类的概念是另一个类的概念的更上一层抽象；

接口隔离原则 (ISP - Interface Segregation Principle)

接口应小而完备，程序不要依赖不需要的部分；若不需要的接口太多，则会给用户程序更多困惑，且相应具体实现也会增多；当不需要的接口被修改，那么其依赖者也要被重新编译部署；

所以在开发中，public的抽象接口应该尽量少而精；

依赖倒置原则 (DIP - Dependency Inversion Principle)

针对接口编程，程序应依赖于抽象接口而不依赖于具体实现；

抽象不应依赖于实现细节，而应反过来，让实现细节依赖于抽象，因为抽象接口一般是经过长期设计共同约定，是稳定的，而实现细节一般是多样且多变的；

所以在开发中，需精心设计抽象接口，力求抽象接口稳定，同时让具体实现依赖于(使用继承)抽象接口，当具体实现变动时，抽象接口无需变化；

设计模式

在五大设计原则指导下，经过长期工程实践，开发领域总结出了很多实用的设计“套路”，其中最为经典与广泛使用的就是各教科书中介绍的23种设计模式；

随着软件开发领域的不断发展，各种设计模式还在不停的变化，但是这些设计模式所体现的设计原则是一直稳固不变的；

关于设计模式，篇幅所限，在本文中便不再展开；

总结

我们在面向对象编程实践中，需要不断理解巩固并灵活应用面向对象的基本原则与各种设计模式，不断提升程序的可维护性与可扩展性，在此与大家共勉；

参考

• GoF，设计模式--可复用面向对象软件的基础，机械工业出版社，2000年09月；
• 李建忠，C++设计模式课程；
• 程序喵大人 ，一文让你搞懂设计模式；

---