软件工程师需要理解的面向对象程序开发原则(ISP、DIP、LoD等)(面向对象软件工程开发分几个阶段)

导读

本文示例使用C#语言写的,但是原理适用与一切面向对象语言。

其他几个原则在这篇文章里:软件工程师需要理解的面向对象程序开发原则(SRP、OCP、LSP)

1接口隔离原则(ISP)

定义

不应该强迫客户程序依赖并未使用的方法。接口不应包含所有的对象行为,接口应尽可能的小。这个原则用来处理“胖”接口所存在的缺点。

为什么要遵循此原则?

如果程序中的一部分更改会影响到程序中完全和它无关的其他部分,那么更改的代价和影响就变得不可预测。

违反原则的情形

接口污染,即接口被一个它不总是需要的方法污染,也就是说不是此接口的每一个派生类都需要那个方法。但由于接口已经定义了这个方法,那么不需要它的派生类也要实现这个方法。

运用的方式方法

1)使用委托分离接口

对象的客户端不通过该对象的接口去访问它,而是通过委托去访问他。此方案的缺点:委托处理会导致一些很小但仍然存在的运行时间和内存的开销。

2)使用多重继承分离接口:通常这种做法是首选的。

运用与辨析

在web应用开发中使用仓储模式来封装对底层数据库的访问,为此创建IRepository<T>接口:

public interface IRepository<T> { T GetById(int id); bool Delete(T entity); bool Save(T entity); void Update(T entity); IList<T> Get(string condition); …… }

这是一个典型的胖接口,并不是每一个子类都会实现这么多的方法。对于继承了这个接口却不需要实现其中某些方法的接口,只能将方法体设置为空实现或抛出异常。例如下面的类中不需要实现Get方法,所以在方法体中抛出了异常

public class MRepository<T> : IRepository<T> { public T GetById(int id) { //具体实现 } public bool Delete(T entity) { //具体实现 } public bool Save(T entity) { //具体实现 } public void Update(T entity) { //具体实现 } //不需要实现此方法 public IList<T> Get(string condition) { throw new NotImplementedException(); } }

在接口的实现里抛出异常,这样做显然违背了里氏替换原则(LSP),解决的办法是将IRepository<T>拆分成两个以上的更小的接口,按需实现接口,修改如下:

public interface IRepository<T> { T GetById(int id); bool Delete(T entity); bool Save(T entity); void Update(T entity); } public interface IRepositoryAL<T> { IList<T> Get(string condition); }public class MRepository<T> : IRepository<T> { public T GetById(int id) { //具体实现 } public bool Delete(T entity) { //具体实现 } public bool Save(T entity) { //具体实现 } public void Update(T entity) { //具体实现 } }

2依赖倒置原则(DIP)

定义

高层模块不应依赖于低层模块。二者都应依赖于抽象。抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。这样高层组件与低层组件之间通过抽象的接口来交换而不是具体类。该原则是框架设计的核心。

为什么要遵守此原则?

如果高层模块依赖于低层模块,那么对低层模块的改动会直接影响到高层模块,从而迫使他们一次做出改动。

违反原则的情形

高低层组件通过具体类来实现交互。

运用的方式方法

“倒置”不仅仅是依赖关系的倒置,也是接口所有权的倒置。当使用DIP原则时,往往客户拥有抽象接口,而他们的服务者则从这些抽象接口派生。

启发式的方法:

1)找到那些指向具体类的引用的变量。

2)找到任何派生自具体类的类。

3)找到那些重写方法,而基类方法已经实现过了。

运用与辨析

依赖倒置式控制反转的精髓,通过控制反转可以深刻的体会到依赖倒置的作用。

3迪米特法则(LoD,又名最少知道原则)

定义

一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解,只和自己关系最密切对象直接作用。

关系最密切的对象含义是:

当前对象本身,通过该对象方法参数传入的对象,此类的其他实例化对象,以及其所在聚集类的其他成员。

为什么要遵守此原则?

降低耦合,减少依赖。

违反原则的情形

和除了上述关系最密切的对象之间通信。

运用的方式方法

1)限制类及其成员的访问权限。

2)引入门面模式和中介者模式。

4组合/聚合复用原则(CARP)

定义

将已有的多个对象组成一个新对象,达到复用的目的。

为什么要遵守此原则?

在建模的过程中,我们会发现,某些实体之间不具有继承关系,但是他们之间却有一些像是的操作,为了实现这种无法用继承表达的关系,我们遵照CARP原则。

5DRY原则(不要重复自己)

避免重复相同或相似的代码。

运用与辨析

定义拦截器或过滤器充分体现了DRY原则。

例如使用ASP.NET MVC创建企业级应用的过程中,定义了如下的控制器:

public class ExcludedDataController : BaseController{[HttpPost] public ActionResult Add(ExcludedDataInfo info) { if (Request.IsAjaxRequest()) { //其他代码 } return new EmptyResult(); }public ActionResult Del(ExcludedDataInfo info) { if (Request.IsAjaxRequest()) { //其他代码 } return new EmptyResult(); }public ActionResult BatchAdd(string itemCodes, int currentNavId, int library_DataBase_ID) { if (Request.IsAjaxRequest()) { //其他代码 } return new EmptyResult(); }}

其中三个方法中都调用了Request.IsAjaxRequest()方法,明显违反了DRY原则,解决的办法是可以在控制器上添加拦截器。但是或许此控制器的操作中还有不被Ajax调用的操作,那么可以将这些操作移除,放入一个新的控制器中。

6控制反转(IoC)

控制反转是基于面向对象的原则,提倡松耦合理念的设计原则,允许独立开发应用程序的各个组件。

实现方式

实现方式有两种:依赖注入,服务定位。

依赖注入引用其他的dll,组件之间的引用,一个类持有另一个类,这些都可以被看做是依赖。最常遇到的是一个类持有另一个类的问题。

依赖注入有三种方式:构造函数注入,属性注入,方法注入。最常使用的是构造函数的注入。

服务定位通过IoC容器获取依赖的具体类型,并将其赋给接口。

运用与辨析

记录Entity Framework执行SQL语句对优化系统有极大的帮助。为记录SQL定扩展命令拦截器IDbCommandInterceptor,在实现的方法中记录SQL。可以将SQL记录到本地文本文件中,也可以将SQL存储到数据库中,实现如下:

public class CommandInterceptor : IDbCommandInterceptor { private Logger logger = new Logger(); public void NonQueryExecuted(DbCommand command, DbCommandInterceptionContext<int> interceptionContext) { this.logger.Log<int>(command, interceptionContext); } //其他方法…… }

上面的实现包含了一个依赖项,即Logger,如果后续改变存储SQL的媒介,那么就要修改Logger.Log这个方法,明显违反了OCP原则,也没有遵循DIP原则。所以将其更改如下:

public class CommandInterceptor : IDbCommandInterceptor { private ICommandLogger logger; public CommandInterceptor(ICommandLogger logger) { this.logger = logger; } public void NonQueryExecuted(DbCommand command, DbCommandInterceptionContext<int> interceptionContext) { this.logger.Log<int>(command, interceptionContext); } //其他代码 }

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