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面向对象

面向对象思想

三大特性

封装

利用抽象数据类型将数据和基于数据的操作封装在一起,使其构成一个不可分割的独立实体。数据被保护在抽象数据类型内部,尽可能隐藏内部的细节,只保留一些对外交互的接口使其与外部发生联系。

优点:

  • 减少耦合:可以独立开发、测试、优化、修改、调试。因此也可以减轻维护的负担。
  • 有效的调节性能:可以通过剖析来确定哪些模块影响了系统的性能
  • 提高软件的可重用性
  • 降低了构建大型系统的风险:即使整个系统不可用,但是这些独立的模块却有可能是可用的

继承

继承实现了 IS-A 关系(IS-A是一种继承关系,has-A是一种包含关系,例如一个类中包含另一个类)

继承应该遵循里氏替换原则,子类对象必须能够替换掉所有父类对象

多态

多态分为编译时多态和运行时多态:

  • 编译时多态主要指方法的重载 模板
  • 运行时多态指程序中定义的对象引用所指向的具体类型在运行期间才确定

运行时多态有三个条件:

  • 继承

  • 覆盖(重写)

  • 向上转型

    类图

设计原则

单一责任原则

让一个类只负责一件事,当这个类需要做过多事情的时候,就需要分解这个类。如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在了一起,一个职责的变化可能会削弱这个类完成其它职责的能力。

开放封闭原则

该原则要求在添加新功能时不需要修改代码。符合开闭原则最典型的设计模式是装饰者模式,它可以动态地将责任附加到对象上,而不用去修改类的代码。

里氏替换原则

子类对象必须能够替换掉所有父类对象。继承是一种 IS-A 关系,子类需要能够当成父类来使用,并且需要比父类更特殊。如果不满足这个原则,那么各个子类的行为上就会有很大差异,增加继承体系的复杂度。

接口分离原则

不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。因此使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。

依赖倒置原则

高层模块不应该依赖于低层模块,二者都应该依赖于抽象;抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。

相对于细节的多变性,抽象的东西要稳定的多。以抽象为基础搭建起来的架构比以细节为基础搭建起来的架构要稳定的多。在java中,抽象指的是接口或者抽象类,细节就是具体的实现类使用接口或者抽象类的目的是制定好规范和契约,而不去涉及任何具体的操作,把展现细节的任务交给他们的实现类去完成。

依赖倒置原则的核心思想是面向接口编程

依赖于抽象意味着:

  • 任何变量都不应该持有一个指向具体类的指针或者引用;
  • 任何类都不应该从具体类派生;
  • 任何方法都不应该覆写它的任何基类中的已经实现的方法

其他设计原则

除了上述的经典原则,在实际开发中还有下面这些常见的设计原则。

迪米特法则

迪米特法则又叫作最少知识原则(Least Knowledge Principle,简写 LKP),就是说一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解,不和陌生人说话

合成复用原则

尽量使用对象组合,而不是通过继承来达到复用的目的。

共同封闭原则

一起修改的类,应该组合在一起(同一个包里)。如果必须修改应用程序里的代码,我们希望所有的修改都发生在一个包里(修改关闭),而不是遍布在很多包里

稳定抽象原则

最稳定的包应该是最抽象的包,不稳定的包应该是具体的包,即包的抽象程度跟它的稳定性成正比

稳定依赖原则

包之间的依赖关系都应该是稳定方向依赖的,包要依赖的包要比自己更具有稳定性。