面向對象設計(OOD)核心原則讓我的程序模塊達到“高內聚低耦合”,這是來自於30年前興起的結構化設計(structured Design),但是同樣適用於我們的OOD。
1.高內聚:
高內聚是指某個特定模塊(程序,類型)都應完成一系列相關功能,描述了不同程序,類型中方法,方法中不同操作描述的邏輯之間的距離相近。高內聚意味可維護性,可重新性,因為模塊對外部的依賴少(功能的完備性)。如果兩個模塊之間的修改,互不影響這說明模塊之間是高內聚的。模塊的內聚和其擔當的職責成反比,即,模塊的職責越多,模塊的內聚性越低,這也是模塊的單一原則(SRP),SRP提倡每個類型都最好只承擔單一的職責,只有單一的改變因素。
2.低耦合:
耦合是描述模塊之間的依賴程度,如果一個模塊的修改,都有影響另一個模塊則,兩模塊之間是相互依賴耦合的。(依賴具有傳遞性,耦合的兩個模塊可能間接依賴),低耦合是我們的設計目的,但不是不存在耦合不存在依賴,依賴是必須的,因為模塊之間必須通信交互,不過好的設計依賴應該依賴於不變或者不易變的接口,無需了解模塊的具體實現(OO封裝性)。
在面向對象:我們可以簡述為功能完備(高內聚)的對象之間的交互是依賴於不變或不易變的接口契約(低耦合)。
實現高內聚低耦合:行之有效的方式是分了關注點(SOC),將系統拆分成功能不同沒有重疊功能集。每個功能只關注一個方面(Aspect)保證模塊之間功能沒有或者盡量少的重復。模塊化內部實現細節隱藏,只暴露必須的接口,使得模塊之間依賴於抽象,達到穩定。分離關注點的思想存在於我們軟件設計的各個領域。如在.net的世界里SOA(面向服務架構)、微服務:服務就是關注點,只暴露出必要的契約。分層架構從邏輯上利用接口抽象信息隱藏,減少依賴。MVC、MVP、PM(MVVM)也是遵循分了關注點原則,達到表現層和邏輯的分離。
面向對象設計原則:
1.降低耦合度:對象直接需要交互,這就存在依賴,為了實現低耦合就必須減少依賴,依賴於穩定或不易變抽象。考慮如下訂單日志記錄場景:我們需要在訂單每部操作記錄更改日志。
{
public void Create(Order order)
{
// 訂單處理.
Logger log = new Logger();
var history=GetHistory();
log.log(history);
}
}
在這里我們的OrderManager和Logger存在高耦合,Logger類的修改可能導致OrderManager的修改,而且不能隨意切換我們的日志記錄方式,比如文件,控制台,數據庫等日志方式。
面向抽象編程提出抽象(接口,abstract類)是不易變的穩定抽象;對於OrderManager來說我不需要了解日志記錄組件內部,只需要明白提供那些接口可用,怎么用。
{
void Log(History history);
}
public class Logger
{
public void Log(History history)
{
// 內部實現
};
}
那么我們可以從設計模式工廠模式(工廠模式是負責一些列相似對象的創建)Create 日志組件ILogger。
我們的OrderManager 就可以實現為:
log.Log(history);
這樣我們的OrderManager就依賴於ILogger,而隔離Logger具體實現,將依賴於抽象,把變化縮小到Factory內部(同樣也可以用抽象工廠),如果日志實現變化我們可以重新實現ILogger ,修改Factory邏輯,如果內部利用配置我的需求變更轉移到配置。這就是面向對象第一原則,依賴於抽象而隱藏實現。(利用IOC是一種更好的方式)
2.代碼的重用性:盡量保證相同功能代碼只出現一次(Code once run anywhere)。代碼的重用在面對對象設計中有繼承和組合兩種方式,一般推薦組合優先。組合依賴於接口,組合更安全,易於維護,測試。繼承存在父類訪問權限,父類的修改導致子類的變化,太多的繼承也有導致派生類的膨脹,維護管理也是件頭痛的事。
3.開閉原則(OCP):表述擁抱需求變化,盡量做到對模塊的擴展開發,修改關閉。對於新增需求我們完美的做法是新增類型而不是修改邏輯,這就意味着我們必須使用組合或者是繼承體系(為了避免上一條重用性,我的繼承應該是干凈的繼承體系,派生類應該只是新增功能而不是修改來自父類上下文),
4.里氏替換(LSP):表述派生類應該可以在任何地方替代父類使用。並不是所有的子類都可以完全替換子類,比如設計父類私有上下文信息的訪問,導致子類無法訪問。
5.依賴倒置(DIP):描述組件之間高層組件不應該依賴於底層組件。依賴倒置是指實現和接口倒置,采用自頂向下的方式關注所需的底層組件接口,而不是其實現。DI框架實現IOC(控制反轉)就是DIP很好的插入底層組件構造框架(分構造注入,函數注入,屬性注入)。微軟Unity,Castle windsor,Ninject等框架支持。
最后分離關注點,衍生出聲明式編程,面向方面編程(AOP)實現縱切關注點,把具體業務邏輯和日志安全等框架集公用邏輯分離。 關於IOC/AOP參見博客我的IOC/AOP隨筆目錄 不在累贅。