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软件模块设计准则有哪些,模块设计的基本准则

2022-07-30 14:57:28网络趣梗0人已围观

简介  
开放封闭原则的核心思想:向扩展开放,向修改封闭

  开放封闭原则的核心思想:向扩展开放,向修改封闭。

  开放封闭原则是指当应用需求发生变化时,可以在不修改软件实体的源代码或二进制代码的情况下,扩展模块的功能以满足新的需求。

  开放封闭原则可以通过“抽象约束和封装变化”来实现,即通过接口或抽象类为软件实体定义一个相对稳定的抽象层,将相同的可变因素封装在相同的具体实现类中。

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   Richter原则定义:继承必须保证超类的属性在子类中仍然成立。

  一般来说,子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。也就是说,子类继承父类时,除了添加新方法完成新功能外,尽量不要重写父类的方法。

  如果程序违反了Richter的替换原则,继承类的对象将在基类出现的地方不正确地运行。这时候的修正方法就是取消原来的继承关系,重新设计它们之间的关系。

  关于李希特替代原理的例子,最著名的是“正方形不是长方形”。当然,生活中类似的例子还有很多。比如企鹅、鸵鸟、几维鸟,从生物学角度划分,它们属于鸟类;但从类的继承关系来看,它们不能被定义为“鸟”的子类,因为它们不能继承“鸟”的飞行功能。同样,因为“气球鱼”不会游泳,所以不能定义为“鱼”的一个子类;“玩具枪”不能炸掉敌人,所以不能定义为“枪”的子类。

  和猕猴桃盒。

  反转原理定义:高层模块不应该依赖于低层模块,但两者都应该依赖于它们的抽象;抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。

  核心思想:面向接口的编程而不是面向实现的编程。

  反转原理是实现开闭原理的重要方式之一,它降低了客户和实现模块之间的耦合性。

  反转原理的主要功能如下

  反转原理可以减少类之间的耦合。依赖反转原理可以提高系统的稳定性。反转原则可以降低并行开发带来的风险。反转原则可以提高代码的可读性和可维护性。反转原则的目的是通过面向接口的编程减少类之间的耦合。

  实现:每个类都试图提供接口或抽象类,或者两者都提供。变量的声明类型尽量是接口或者抽象类。任何类都不应从具体类派生。继承时尽量遵循李希特替换原则。

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  单一责任原则单一责任原则规定一个类应该有且只有一个改变的原因,否则该类应该拆分。

  这个原则提出一个对象不应该承担太多的责任。如果一个对象承担了太多的责任,至少有以下两个缺点:

  一项职责的改变可能会削弱或抑制该类人员履行其他职责的能力;当客户需要对象的某个职责时,它不得不包含所有其他不必要的职责,导致冗余代码或代码浪费。核心思想:更喜欢专卖店而不是超市,更强调代码的内聚性。

  单一责任原则的核心是控制类的粒度,解耦对象,提高它们的内聚性。如果遵循单一责任原则,会有以下好处。

  降低类的复杂度。一个班只负责一项职责,其逻辑肯定比负责多项职责简单得多。提高类的可读性。降低复杂度,自然它的可读性也会提高。提高系统的可维护性。提高可读性,自然更容易维护。降低了变更带来的风险。变化是不可避免的。如果很好地遵守单一责任原则,当修改一个功能时,对其他功能的影响可以显著降低。实现:单一责任原则是最简单但最难应用的,它要求设计人员发现类的不同责任,将它们分离,并打包

  注意:单一责任也适用于方法。一个方法应该尽可能地做好一件事。如果一个方法处理的东西太多,粒度会变粗,不利于重用。

  接口隔离的原则要求程序员尽力将臃肿的接口拆分成更小更具体的接口,使接口只包含客户感兴趣的方法。

  隔离原则和单一责任都是为了提高类的内聚性,降低类之间的耦合性,体现了封装的思想,但又有所不同:

  单一责任原则侧重于责任,而接口隔离原则侧重于接口依赖的隔离。单职责原理主要是约束类,针对程序中的实现和细节;接口隔离原则主要是对接口进行约束,主要针对抽象和整体程序框架的构建。接口隔离的原则是限制接口,减少类对接口的依赖。遵循接口隔离原则有以下五个优点。

  将一个臃肿的接口分解成多个小粒度的接口,可以防止外部变化的扩散,提高系统的灵活性和可维护性。接口隔离提高了系统的内聚性,减少了外部交互,降低了系统的耦合性。如果合理定义接口的粒度,就可以保证系统的稳定性。但如果定义过小,会造成接口过多,设计复杂。定义过大,灵活性降低,无法提供定制服务,给整个项目带来不可预知的风险。使用多个专用接口也可以体现对象的层次结构,因为总接口的定义可以通过接口的继承来实现。可以减少项目工程中的代码冗余。一个大型接口中通常会有很多未使用的方法,当这个接口被实现时,就被迫设计冗余代码。应用接口隔离原理时,应按以下规则进行测量。

  界面要尽量小,但要有限制。一个接口只服务于一个子模块或业务逻辑。为依赖于接口的类定制服务。只提供调用者需要的方法,阻止不必要的方法。了解环境,拒绝盲从。每一个项目或产品都选择了环境因素,不同的环境有不同的接口拆分标准,从而深入理解业务逻辑。提高凝聚力,减少外部互动。让界面以最少的方式完成最多的事情。学生成绩管理计划

  迪米特里定律的定义:只和你直接的朋友说话,不要和“陌生人”说话

  含义:如果两个软

  件实体无须直接通信,那么就不应当发生直接的相互调用,可以通过第三方转发该调用。其目的是降低类之间的耦合度,提高模块的相对独立性。

  迪米特法则中的“朋友”是指:当前对象本身、当前对象的成员对象、当前对象所创建的对象、当前对象的方法参数等,这些对象同当前对象存在关联、聚合或组合关系,可以直接访问这些对象的方法。

  迪米特法则要求限制软件实体之间通信的宽度和深度,正确使用迪米特法则将有以下两个优点。

  降低了类之间的耦合度,提高了模块的相对独立性。由于亲合度降低,从而提高了类的可复用率和系统的扩展性。

  但是,过度使用迪米特法则会使系统产生大量的中介类,从而增加系统的复杂性,使模块之间的通信效率降低。所以,在釆用迪米特法则时需要反复权衡,确保高内聚和低耦合的同时,保证系统的结构清晰。

  从迪米特法则的定义和特点可知,它强调以下两点:

  从依赖者的角度来说,只依赖应该依赖的对象。从被依赖者的角度说,只暴露应该暴露的方法。

  所以,在运用迪米特法则时要注意以下 6 点。

  在类的划分上,应该创建弱耦合的类。类与类之间的耦合越弱,就越有利于实现可复用的目标。在类的结构设计上,尽量降低类成员的访问权限。在类的设计上,优先考虑将一个类设置成不变类。在对其他类的引用上,将引用其他对象的次数降到最低。不暴露类的属性成员,而应该提供相应的访问器(set 和 get 方法)。谨慎使用序列化(Serializable)功能。

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  合成复用原则

  它要求在软件复用时,要尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现,其次才考虑使用继承关系来实现。

  如果要使用继承关系,则必须严格遵循里氏替换原则。合成复用原则同里氏替换原则相辅相成的,两者都是开闭原则的具体实现规范。

  通常类的复用分为继承复用和合成复用两种,继承复用虽然有简单和易实现的优点,但它也存在以下缺点:

  继承复用破坏了类的封装性。因为继承会将父类的实现细节暴露给子类,父类对子类是透明的,所以这种复用又称为“白箱”复用。子类与父类的耦合度高。父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化,这不利于类的扩展与维护。它限制了复用的灵活性。从父类继承而来的实现是静态的,在编译时已经定义,所以在运行时不可能发生变化。

  采用组合或聚合复用时,可以将已有对象纳入新对象中,使之成为新对象的一部分,新对象可以调用已有对象的功能,它有以下优点。

  它维持了类的封装性。因为成分对象的内部细节是新对象看不见的,所以这种复用又称为“黑箱”复用。新旧类之间的耦合度低。这种复用所需的依赖较少,新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。复用的灵活性高。这种复用可以在运行时动态进行,新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象。

  合成复用原则是通过将已有的对象纳入新对象中,作为新对象的成员对象来实现的,新对象可以调用已有对象的功能,从而达到复用。

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  总结

  开闭原则是总纲,它告诉我们要对扩展开放,对修改关闭;里氏替换原则告诉我们不要破坏继承体系;依赖倒置原则告诉我们要面向接口编程;单一职责原则告诉我们实现类要职责单一;接口隔离原则告诉我们在设计接口的时候要精简单一;迪米特法则告诉我们要降低耦合度;合成复用原则告诉我们要优先使用组合或者聚合关系复用,少用继承关系复用。

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