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#面向对象六大原则 ##概述 在工作初期,我们可能会经常会有这样的感觉,自己的代码接口设计混乱、代码耦合较为严重、一个类的代码过多等等,自己回头看的时候都觉得汗颜。再看那些知名的开源库,它们大多有着整洁的代码、清晰简单的接口、职责单一的类,这个时候我们通常会捶胸顿足而感叹:什么时候老夫才能写出这样的代码! ##相关资料 ###iOS [AFNetworking2.0源码解析](http://blog.cnbang.net/tech/2320/) [AFNetworking源码](https://github.com/AFNetworking/AFNetworking) ##单一原则(Single Responsibility Principle) ###简述 SRP:就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。 单一职责的划分界限并不是如马路上的行车道那么清晰,很多时候都是需要靠个人经验来界定。当然最大的问题就是对职责的定义,什么是类的职责,以及怎么划分类的职责。**如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起,一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计,当变化发生时,设计会遭受到意想不到的破坏**。 **当然,软件设计真正要做的许多内容,就是发现职责并把那些职责相互分离,就是抽象的能力。其实要去判断是否应该分离出类来,也不难,那就是如果你能想到多于一个的动机去改变一个类,那么这个类就具有多于一个的职责**。 ###示例 /** * An HTTP stack abstraction. */ public interface HttpStack { /** * 执行Http请求,并且返回一个HttpResponse */ public HttpResponse performRequest(Request<?> request, Map<String, String> additionalHeaders) throws IOException, AuthFailureError; } HttpStack中这个函数的职责就是执行网络请求并且返回一个Response。它的职责很单一,这样在需要修改执行网络请求的相关代码时我们只需要修改实现HttpStack接口的类,而不会影响其它的类的代码。如果某个类的职责包含有执行网络请求、解析网络请求、进行gzip压缩、封装请求参数等等,那么在你修改某处代码时你就必须谨慎,以免修改的代码影响了其它的功能。但是当职责单一的时候,你修改的代码能够基本上不影响其它的功能。这就在一定程度上保证了代码的可维护性。**注意,单一职责原则并不是说一个类只有一个函数,而是说这个类中的函数所做的工作必须要是高度相关的,也就是高内聚**。 ##里氏替换原则(Liskov Substitution Principle) ###简述 肯定有不少人跟我刚看到这项原则的时候一样,对这个原则的名字充满疑惑。其实原因就是这项原则最早是在1988年,由麻省理工学院的一位姓里的女士(Barbara Liskov)提出来的。 定义1:如果对每一个类型为 T1的对象 o1,都有类型为 T2 的对象o2,使得以 T1定义的所有程序 P 在所有的对象 o1 都代换成 o2 时,程序 P 的行为没有发生变化,那么类型 T2 是类型 T1 的子类型。 定义2:所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。 问题由来:有一功能P1,由类A完成。现需要将功能P1进行扩展,扩展后的功能为P,其中P由原有功能P1与新功能P2组成。新功能P由类A的子类B来完成,则子类B在完成新功能P2的同时,有可能会导致原有功能P1发生故障。 解决方案:当使用继承时,遵循里氏替换原则。类B继承类A时,除添加新的方法完成新增功能P2外,尽量不要重写父类A的方法,也尽量不要重载父类A的方法。 继承包含这样一层含义:**父类中凡是已经实现好的方法(相对于抽象方法而言),实际上是在设定一系列的规范和契约,虽然它不强制要求所有的子类必须遵从这些契约,但是如果子类对这些非抽象方法任意修改,就会对整个继承体系造成破坏。而里氏替换原则就是表达了这一层含义**。 **继承作为面向对象三大特性之一,在给程序设计带来巨大便利的同时,也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性,程序的可移植性降低,增加了对象间的耦合性,如果一个类被其他的类所继承,则当这个类需要修改时,必须考虑到所有的子类,并且父类修改后,所有涉及到子类的功能都有可能会产生故障**。 里氏替换原则通俗的来讲就是:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。它包含以下4层含义: * 子类可以实现父类的抽象方法,但不能覆盖父类的非抽象方法。 * 子类中可以增加自己特有的方法。 * 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松。 * 当子类的方法实现父类的抽象方法时,方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格。 ###示例 还是以HttpStack为例,Volley定义了HttpStack来表示执行网络请求这个抽象概念。在执行网络请求时,我们只需要定义一个HttpStack对象,然后调用performRequest即可。至于HttpStack的具体实现由更高层的调用者给出。示例如下 : ``` public static RequestQueue newRequestQueue(Context context, HttpStack stack) { File cacheDir = new File(context.getCacheDir(), DEFAULT_CACHE_DIR); String userAgent = "volley/0"; // 代码省略 // 1、构造HttpStack对象 if (stack == null) { if (Build.VERSION.SDK_INT >= 9) { stack = new HurlStack(); } else { // Prior to Gingerbread, HttpUrlConnection was unreliable. // See: http://android-developers.blogspot.com/2011/09/androids-http-clients.html stack = new HttpClientStack(AndroidHttpClient.newInstance(userAgent)); } } // 2、将HttpStack对象传递给Network对象 Network network = new BasicNetwork(stack); // 3、将network对象传递给网络请求队列 RequestQueue queue = new RequestQueue(new DiskBasedCache(cacheDir), network); queue.start(); return queue; } ``` BasicNetwork的代码如下: ``` /** * A network performing Volley requests over an {@link HttpStack}. */ public class BasicNetwork implements Network { // HttpStack抽象对象 protected final HttpStack mHttpStack; protected final ByteArrayPool mPool; public BasicNetwork(HttpStack httpStack) { this(httpStack, new ByteArrayPool(DEFAULT_POOL_SIZE)); } public BasicNetwork(HttpStack httpStack, ByteArrayPool pool) { mHttpStack = httpStack; mPool = pool; } } ``` 上述代码中,BasicNetwork构造函数依赖的是HttpStack抽象接口,任何实现了HttpStack接口的类型都可以作为参数传递给BasicNetwork用以执行网络请求。这就是所谓的里氏替换原则,任何父类出现的地方子类都可以出现,这不就保证了可扩展性吗? ###减少LSP妨碍 ####契约(Contracts) 处理 LSP 过分妨碍的一个策略是使用契约,契约清单有 2 种形式:执行说明书(executable specifications)和错误处理,在执行说明书里,一个详细类库的契约也包括一组自动化测试,而错误处理是在代码里直接处理的,例如在前置条件,后置条件,常量检查等,可以从 Bertrand Miller 的大作《契约设计》中查看这个技术。虽然自动化测试和契约设计不在本篇文字的范围内,但当我们用的时候我还是推荐如下内容: 检查使用测试驱动开发(Test-Driven Development)来指导你代码的设计 设计可重用类库的时候可随意使用契约设计技术 对于你自己要维护和实现的代码,使用契约设计趋向于添加很多不必要的代码,如果你要控制输入,添加测试是非常有必要的,如果你是类库作者,使用契约设计,你要注意不正确的使用方法以及让你的用户使之作为一个测试工具。 契约(Contracts) 处理 LSP 过分妨碍的一个策略是使用契约,契约清单有 2 种形式:执行说明书(executable specifications)和错误处理,在执行说明书里,一个详细类库的契约也包括一组自动化测试,而错误处理是在代码里直接处理的,例如在前置条件,后置条件,常量检查等,可以从 Bertrand Miller 的大作《契约设计》中查看这个技术。虽然自动化测试和契约设计不在本篇文字的范围内,但当我们用的时候我还是推荐如下内容: 检查使用测试驱动开发(Test-Driven Development)来指导你代码的设计 设计可重用类库的时候可随意使用契约设计技术 对于你自己要维护和实现的代码,使用契约设计趋向于添加很多不必要的代码,如果你要控制输入,添加测试是非常有必要的,如果你是类库作者,使用契约设计,你要注意不正确的使用方法以及让你的用户使之作为一个测试工具。 ####避免继承 避免 LSP 妨碍的另外一个测试是:如果可能的话,尽量不用继承,在Gamma的大作《Design Patterns – Elements of Reusable Object-Orineted Software》中,我们可以看到如下建议: Favor object composition over class inheritance 尽量使用对象组合而不是类继承 有些书里讨论了组合比继承好的唯一作用是静态类型,基于类的语言(例如,在运行时可以改变行为),与 JavaScript 相关的一个问题是耦合,当使用继承的时候,继承子类型和他们的基类型耦合在一起了,就是说基类型的改变会影响到继承子类型。组合倾向于对象更小化,更容易向静态和动态语言语言维护。 与行为有关,而不是继承 到现在,我们讨论了和继承上下文在内的里氏替换原则,指示出 JavaScript 的面向对象实。不过,里氏替换原则(LSP)的本质不是真的和继承有关,而是行为兼容性。JavaScript 是一个动态语言,一个对象的契约行为不是对象的类型决定的,而是对象期望的功能决定的。里氏替换原则的初始构想是作为继承的一个原则指南,等价于对象设计中的隐式接口。