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軟體架構設計的七大原則你知道嘛!!

2020-12-17 11:28:13 軟體設計

軟體架構設計有七大原則,分別是:


1.開閉原則

2.依賴倒置原則

3.單一職責原則

4.介面隔離原則

5.迪米特法則(最小知道原則)

6.里氏替換原則

7.合成/聚合復用原則

下面分別具體說明:


1.開閉原則 :對擴展開放,對修改關閉

說的是,再設計一個模塊的時候,應當使這個模塊可以在不被修改的前提下被擴展.
換言之,應當可以在不必修改源代碼的情況下改變這個模塊的行為,在保持系統一定穩定性的基礎上,對系統進行擴展,

例如:一般軟體功能的升級就需要符合開閉原則,即不去修改原來的代碼,而是去增加新功能,


2.依賴倒置原則 :實作盡量依賴抽象,不依賴具體實作,

該原則有以下三點說明

  • 1、高層模塊不應該依賴于底層模塊,兩者都應該依賴于抽象,
  • 2、抽象不應該依賴于細節,即具體實作類,
  • 3、細節應該依賴于抽象,

這樣帶來的好處,可以減少類與類之間的耦合性,提高系統的穩定性,提高代碼的可讀性和可維護性,并且可以降低修改程式所造成的的風險,

例如:我們在日常開發中拿到需求之后,一般都是面向介面編程,先設計出頂層,在細節的來設計代碼的結構,(以抽象為基準比以細節為基準搭建起來的架構要穩定的多)


3.單一職責原則 :對于一個類而言,應該僅存在一個可以引起類變化的原因,

從概念來說可能不大好理解,簡單的來講,就是我們平時在編程的時候,
會在一個類上添加各種各樣的功能,當未來這些功能需要修改時,
你不得不一遍又一遍的修改這個類,而且有可能導致其他的功能發生問題,
維護起來很麻煩,很難復用,耦合性很大,

如果我們將這些功能分別用不同的類來實作,進行解耦,后期的需求變更和維護就會互不影響,能夠降低類的復雜度,提高可讀性,總的來講就是一個類、介面、方法只負責一項職責

4.介面隔離原則:客戶端不應該依賴它不需要的介面,類之間的依賴關系應該建立在最小的介面上,

這個原則指導我們在設計介面時應當注意一下幾點:

  • 1、一個類對一類的依賴應該建立在最小的介面之上,
  • 2、建立單一介面,不要建立功能繁多的總介面,
  • 3、盡量細化介面,介面中的方法盡量少(不是越少越好,一定要適度),

該原則符合高內聚低耦合的設計思想,可以使類具有很好的可讀性、可擴展性和可維護性,我們在設計介面的時候,應該多花時間思考,既要考慮到業務模型,還需要為以后可能發生的變更做出一些預判,


5.迪米特法則(最小知道原則):一個物件應該對其他物件保持最少的了解,盡量降低類與類之間的耦合,

由于每個類盡量減少對其他類的依賴,因此,很容易使得系統的功能模塊功能獨立,相互之間不存在(或很少有)依賴關系,迪米特法則不希望類之間建立直接的聯系,如果有真的需要建立聯系的,也希望能通過他的友元類來轉達,

迪米特原則主要強調只和朋友交流,不和陌生人說話,出現在成員變數、方法的輸入、輸出引數中的類都可以稱之為成員朋友類,而出現在方法體內部的類不屬于朋友類 ,


6.里氏替換原則: 一個軟體物體如果適用一個父類的話,那一定是適用于其子類,所有參考父類的地方必須能透明地使用其子類的物件,子類物件能夠替換父類物件,而程式邏輯不變,

即任何基類可以出現的地方,子類一定可以出現,里氏代換原則是繼承復用的基石,只有當衍生類可以替換掉基類,軟體單位的功能不受影響時,基類才能被真正復用,而衍生類也能夠在積累的基礎上增加新的行為,里氏代換原則是對“開-閉”原則的補充,實作“開-閉”原則的關鍵步驟就是抽象化,在基類與子類的繼承關系就是抽象化的具體實作,所以里氏代換原則是對實作抽象化的具體步驟的規范,

當滿足繼承的時候,父類肯定存在非私有的成員,子類肯定是得到了父類的這些非私有成員(假設,父類的成員全部是私有的,那么子類沒辦法從父類繼承任何成員,也就不存在繼承的額概念了),既然子類繼承了父類的這些非私有成員,那么父類物件也就可以在子類物件中呼叫這些非私有成員,所以,子類物件可以替換父類物件的位置,

在里氏帶環原則下,當需求有變化時,只需繼承,而別的東西不會改變,由于里氏代換原則才使得開放封閉稱為可能,這樣使得子類在父類無需修改就可以擴展,


##### 我們總結一下:子類可以擴展父類的功能,但不能改變父類原有的功能, 1、子類可以實作父類的抽象方法,但不能覆寫父類的非抽象方法, 2、子類中可以增加自己特有的方法, 3、當子類的方法多載父類的方法時,方法的前置條件(即方法的輸入/入參)要比父類方法的輸入引數更寬松, 4、當子類的方法實作父類的方法時(重寫/多載或實作抽象方法),方法的后置條件(即方法的輸出/回傳值)要比父類更嚴格或相等,

使用里氏替換原則有以下優點:
1、約束繼承泛濫,開閉原則的一種體現,
2、加強程式的健壯性,同時變更時也可以做到非常好的兼容性,提高程式的維護性、擴
展性,降低需求變更時引入的風險

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7.合成/聚合復用原則:盡量使用物件組合(has-a)/聚合(contanis-a),而不是繼承關系達到軟體復用的目的,

換句話說,就是在一個新的物件里面使用一些已有的物件,使之成為新物件的一部分,新的物件通過這些物件的委派達到復用已有功能的目的,

該原則可以使系統更加靈活,降低類與類之間的耦合度,一個類的變化對其他類造成的影響相對較少,

總結:學習軟體設計原則,千萬不能形成強迫癥,碰到業務復雜的場景,我們需要隨機應變,

在實際開發程序中,并不是一定要求所有代碼都遵循設計原則,我們要考慮人力、時間、成本、質量,不是刻意追求完美,

要在適當的場景遵循設計原則,體現的是一種平衡取舍,幫助我們設計出更加優雅的代碼結構

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