C++设计模式之：面向对象设计原则

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喜欢打篮球的普通人 2023-03-08 19:35:35 博主文章分类：C++ and mysql ©著作权

文章标签 c++ 设计模式开发语言 Line Red 文章分类 代码人生

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文章目录

1.面向对象设计目标
2.面向对象设计原则
3.将设计原则提升为设计经验
4.分解的设计思想例子
5.抽象的设计思想例子
6.好的软件设计的目标：复用

1.面向对象设计目标

面向对象设计最大的优势在于：抵御变化

理解隔离变化

从宏观层面来看，面向对象的构建方式更能适应软件的变化，能将变化所带来的影响减为最小。

各司其职

从微观层面来看，面向对象的方式更强调各个类“责任”。
由于需求变化导致的i性能增类型不应该影响原来类型的实现----是所谓各负其责。

对象是什么？

从语言实现层面来看，对象封装了代码和数据。
从规格层面讲，对象是一系列可被使用的公共接口。
从概念层面讲，对象是某种拥有责任的抽象。

2.面向对象设计原则

依赖倒置原则（DIP）

高层模块（稳定）不应依赖于低层模块（变化），二者都应该依赖于抽象（稳定）。
抽象（稳定）不应该依赖于实现细节（变化），实现细节应该依赖于抽象（稳定）。

开放封闭原则（OCP）

对扩展开放，对更改封闭
类模块应该是可扩展的，但是不可修改

单一职责原则（SPR）

一个类应该仅有一个引起它变化的原因
变化的方向隐含着类的责任

Liskov替换原则（LSP）

子类必须能够替换他们的基类（IS-A）
继承表达类型抽象

接口隔离原则（ISP）

不应该强迫客户程序依赖他们不用的方法
接口应该继承而完备

优先使用对象组合，而不是类继承

类继承通常为“白箱复用”，对象组合通常为“黑箱复用”
继承在某种程度上破坏了封装性，子类父类耦合度高
而对象组合则只要求被组合的对象具有良好定义的接口，耦合度低。

封装变化点

使用封装来创建对象之间的分解层，让设计者可以在分界层的一侧进行修改，而不会对另一侧产生不良影响，从而实现层次之间的松耦合。

针对接口编程，而不是针对实现编程

不将变量类型声明为某个特定的具体类，而是声明为某个接口。
客户程序无需获知对象的具体类型，只需要知道对象所具有的接口
减少系统中各部分的依赖关系，从而实现“高内聚、低耦合”的类型设计方案。
与依赖倒置原则（DIP）是相辅相成的

3.将设计原则提升为设计经验

设计习语Design Idioms

Design Idioms描述与特定编程语言相关的低层模式，技巧，惯用法

设计模式Design Patterns

Design Patterns主要描述的是“类与相互通信的对象之间的组织关系，包括他们的角色、职责、协作方式等方面

架构模式Architectural Patterns

Architural Patterns描述系统中与基本结构组织关系密切的高层模式，包括子系统划分，职责，以及如何组织他们之间关系的规则

4.分解的设计思想例子

//Shape.h
class Shape{
public:
  int x;
  int y;
};

class Line{
public:
  Point start;
  Point end;
  
  Line(Point const& start, Point const& end)
  {
    this->start = start;
    this->end = end;
  }
  
};
class Rect{
public:
  Point leftUp;
  int width;
  int height;
  
  Rect(leftUp const& leftUp, int width, int height)
  {
    this->leftUp = leftUp;
    this->width = width;
    this->height=heightl
  }
};

//MainForm.cc
class MainForm : public Form{
private:
  Point p1;
  Point p2;
  
  vector<Line> lineVector;
  vector<Rect> rectVector;
public:
  MainForm(){
  ...
  }
protected:
  //鼠标操作
  virtual void OnMouseDown(MouseEventArgs const& e);
  virtual void OnMouseUp(MouseEventArgs const& e);
  virtual void OnPaint(MouseEventArgs const& e);
};

virtual void MainForm::OnMouseDown(MouseEventArgs const& e)
{
  p1.x = e.x;
  p1.y = e.y;
  ...
  Form::onMouseDown(e);
}
virtual void MainForm::OnMouseUp(MouseEventArgs const& e)
{
  p2.x = e.x;
  p2.y = e.y;
  if (rdoLinux.Checked)
  {
    Line line(p1,p2);
    lineVector.push_back(line);
  }
  else if (rdoRect.Checked)
  {
    int width = abs(p2.x - p1.x);
    int height = abs(p2.y - p1.y);
    Rect rect(p1,width,height);
    rectVector.push_back(rect);
  }
  
  ...
  this->Refresh();//调用OnPaint
  Form::onMouseDown(e);
}

virtual void MainForm::OnPaint(MouseEventArgs const& e)
{
  //直线
  for(int i =0;i<lineVector.size(); ++i)
  {
    e.Graphics.DrawLine(Pens.Red, lineVector[i].start.x,lineVector[i].start.y, lineVector[i].end.x, lineVector[i].start.y);
  }
  
  //矩形
  for(int i =0;i<lineVector.size(); ++i)
  {
    e.Graphics.DrawRectangle(Pens.Red, rectVector[i].leftUp, rectVector[i].width, rectVector[i].height);
  }
  ///
  Form::OnPaint(e);
}

5.抽象的设计思想例子

//Shape.h
class Shape{
public:
  virtual void Draw(Graphics const& g)=0;
  virtual ~Shape(){}
};

class Point{
public:
  int x;
  int y;
};


class Line : public Shape{
public:
  Point start;
  Point end;
  
  Line(Point const& start, Point const& end)
  {
    this->start  = start;
    this->end = end;
  }
  //实现自己的Draw，负责画自己
  virtual void Draw(Graphics const& g)
  {
    g.DrawLine(Pens.Red, start.x, start.y, end.x, end.y);
  }
};

class Rect : public Shape{
public:
  Point leftUp;
  Point width;
  Point height;
  
  Rect(Point const& leftUp, int width, int height)
  {
    this->leftUp = leftUp;
    this->width = width;
    this->height = height;
  }
  //实现自己的Draw，负责画自己
  virtual void Draw(Graphics const& g)
  {
    g.DrawRectangle(Pens.Red, leftUp, width, height);
  }
};

//MainForm.cc
class MainForm : public Form{
private:
    Point p1;
    Point p2;
    
    //针对所有形状
    vector<Shape*> shapeVector;
public:
  MainForm(){}
protected:
  virtual void OnMouseDown(MouseEventArgs const& e);
  virtual void OnMouseUp(MouseEventArgs const& e);
  virtual void OnPaint(MouseEventArgs const& e);
};

virtual void MainForm::OnMouseDown(MouseEventArgs const& e)
{
  p1.x = e.x;
  p1.y = e.y;
  ...
  Form::onMouseDown(e);
}

virtual void MainForm::OnMouseUp(MouseEventArgs const& e)
{
  p2.x = e.x;
  p2.y = e.y;
  if (rdoLinux.Checked)
  {
    shapeVector.push_back(new Line(p1,p2));
  }
  else if (rdoRect.Checked)
  {
    int width = abs(p2.x - p1.x);
    int height = abs(p2.y - p1.y);
    shapeVector.push_back(new Rect(p1,width,height));
  }
  
  ...
  this->Refresh();//调用OnPaint
  Form::onMouseDown(e);
}

virtual void MainForm::OnPaint(MouseEventArgs const& e)
{

  for(int i =0;i<lineVector.size(); ++i)
  {
    shapeVector[i]->Draw(e.Graphics);//多态调用，各负其责
  }
  ///
  Form::OnPaint(e);
}