杨大川设计模式讲义04_2

面向对象的程序设计与设计模式Object Oriented Programming and Design Patterns第五部分 面向对象与软件复用主讲：杨大川 中国科学院研究生院软件学院 2006年3月软件的维护维护的费用 = 开发的费用 * 2 维护的内容：清除错误与缺陷 扩充功能软件的维护= 软件的再生OOP中国科学院研究生院软件学院 - 杨大川2可维护性低的原因Legacy system 原因 (Rober Martin)Rigidity 过于僵硬 Fragility 过于脆弱 Immobility 复用率低 Viscosity 黏度过高OOP中国科学院研究生院软件学院 - 杨大川3可复用性传统的复用Copy-Paste 算法的复用 数据结构的复用 代码的复用可维护性与传统复用的矛盾例：A,B 同时使用C，A希望C增加一个功能， B不允许C增加这个功能。

OOP中国科学院研究生院软件学院 - 杨大川4面向对象的复用封装保持和促进系统的可维护性继承使得概念和定义可以复用多态使得实现和应用可以复用OOP中国科学院研究生院软件学院 - 杨大川5设计的目标可扩展性 （Extensibility） 灵活性 （Flexibility） 可插入性 （Pluggability）OOP中国科学院研究生院软件学院 - 杨大川6敏捷设计Agile Software Development 致力于保持系统设计在任何时间都尽可能 的简单、干净。

OOP中国科学院研究生院软件学院 - 杨大川7老子论不武士：软件工程师 武：对系统的大规模 修改擅为士 者不武OOP中国科学院研究生院软件学院 - 杨大川8老子论不武士：软件工程师 武：对系统的大规模 修改 道：软件复用 马：代码高手 天下有道，却走马 擅为士 以粪。

天下无道， 者不武 戎马生于郊。

OOP中国科学院研究生院软件学院 - 杨大川9软件复用的原则OCP：开-闭原则 SRP：单一职责原则 LSP：里氏代换原则 DIP：依赖倒转原则 ISP：接口隔离原则 CRP：合成复用原则 LoD：迪米特法则OOP中国科学院研究生院软件学院 - 杨大川10Open-Closed Principle 开-闭原则定义Software entities should be open forextension, but closed for modification.软件实体应该尽可能允许扩展，同时尽可能避免被更改。

太玄经固：close for modification革：open for extension知固而不知革，物失其则，知革而不知固，物失其均OCP的关键抽象技术abstract classInterface抽象预见了可能的所有扩展（闭）由抽象可以随时导出新的类（开）实例：手与门思考：如何在程序中模拟用手去开门和关门？行为：开门关门判断门的状态public class Door1 {private boolean_isOpen=false;public boolean isOpen(){return _isOpen;}public void open(){_isOpen= true;}public void close(){_isOpen= false;}}public class Hand1 { public Door1 door;void act() {if (door.isOpen())door.close();elsedoor.open();}}主程序public class Main1 {public static void main(String[] args) { Hand1 myHand= new Hand1();myHand.door= new Door1();myHand.act();}}新的问题需要手去开关抽屉，冰箱……?我们只好去修改程序……抽屉public class Drawer1 {private boolean_isOpen=false;public boolean isOpen(){return _isOpen;}public void open(){_isOpen= true;}public void close(){_isOpen= false;}}手（注意：被改变了！）public class Hand1 {public Door1 door;public Drawer1 drawer;public int item=0;void act() {switch (item){case 1:if (door.isOpen())door.close();elsedoor.open();break;case 2:if (drawer.isOpen())drawer.close();elsedrawer.open();break;}}}主程序public class Main1 {public static void main(String[] args) { Hand1 myHand= new Hand1();myHand.door= new Door1();myHand.item= 1;myHand.act();}}符合OCP的设计“可开关的”接口public interface Excutable{ public boolean isOpen();public void open();public void close();}门（新的）public class Door2 implements Excutable{ private boolean_isOpen= false;public boolean isOpen() {return _isOpen;}public void open() {_isOpen= true;}public void close() {_isOpen= false;}}抽屉（新的）public class Drawer2 implements Excutable{ private boolean_isOpen= false;public boolean isOpen() {return _isOpen;}public void open() {_isOpen= true;}public void close() {_isOpen= false;}}手（新的）public class Hand2 {public Excutable item;void act() {if (item.isOpen())item.close();elseitem.open();}}主程序public class Main2 {public static void main(String[] args) { Hand2 myHand= new Hand2();myHand.item= new Door2();myHand.act();}}Single Responsibility Principle单一职责原则核心思想就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。

实例：矩形系统一个GUI系统的设计。

要求：可以计算矩形的面积并在屏幕上显示脆弱的设计几何计算系统调用Rectangle计算面积GUI系统调用Rectangle绘制在屏幕上出现的问题编译几何计算系统时还需要编译进图形代码…需要更换显示系统时还需要重新测试所有几何计算系统…解决方法：将计算和绘制的职责分别放入CulRectangle和GraphRectangle中结论所谓一个类的职责是指引起该类变化的原因，如果一个类具有一个以上的职责，那么就会有多个不同的原因引起该类变化，其实就是耦合了多个互不相关的职责，就会降低这个类的内聚性。

Liskov Substitution Principle里氏替换原则定义一个软件实体如果使用的是父类的话，一定适用于子类型。

软件设计时，子类应该设计成为子类型。

子类型vs. 子类反过来不成立。

墨子论马《墨子·小取》：白马，马也；乘白马，乘马也。

骊马，马也；乘骊马，乘马也。

+骑马(in 某马 : 马)墨子论美人《墨子·小取》：娣，美人也，爱娣，非爱美人也。

<<interface>>+喜爱(in x : 妹妹)长方形与正方形问题：假如我们有一个类，长方形。

我们需要一个新的类，正方形。

可否直接继承长方形？如果不考虑继承public class Rectangle {int width;int height;public void setWidth(int w) { width = w;}public int getWidth() {return width;}public void setHeight(int h) { height = h;}public int getHeight() {return height;}}public class Square { int side;public voidsetSide(int s) {side = s;}public int getSide() { return side;}}如果考虑继承public class Rectangle {int width;int height;public void setWidth(int w) { width = w;}public int getWidth() {return width;}public void setHeight(int h) { height = h;}public int getHeight() {return height;}}public class Square1 extends Rectangle {public void setWidth(int w) { width = w;height = w;}public void setHeight(int h) { width = h;height = h;}}Smart Testpublic static void resize(Rectangle r) { while (r.getHeight() <= r.getWidth()) { r.setHeight(r.getHeight() + 1);}System.out.println("Test finished."); }Rectangle r = new Rectangle();//Rectangle r = new Square1();r.setHeight(5);r.setWidth(15);resize(r);结果违背了LSP使用父类时，程序正常运行。