面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則是OOPS(Object-Oriented Programming System,面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)系統(tǒng))編程的核心,但大多數(shù)Java程序員追逐像Singleton、Decorator、Observer這樣的設(shè)計(jì)模式,而不重視面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)。甚至還有經(jīng)驗(yàn)豐富的Java程序員沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)OOPS和SOLID設(shè)計(jì)原則,他們根本不知道設(shè)計(jì)原則的好處,也不知道如何依照這些原則來(lái)進(jìn)行編程。
中培偉業(yè)《JAVA高級(jí)開(kāi)發(fā)技術(shù)實(shí)戰(zhàn)》培訓(xùn)專家龔老師指出,眾所周知,Java編程最基本的原則就是要追求高內(nèi)聚和低耦合的解決方案和代碼模塊設(shè)計(jì)。查看Apache和Sun的開(kāi)放源代碼能幫助你發(fā)現(xiàn)其他Java設(shè)計(jì)原則在這些代碼中的實(shí)際運(yùn)用。Java Development Kit則遵循以下模式:BorderFactory類(lèi)中的工廠模式、Runtime類(lèi)中的單件模式。你可以通過(guò)Joshua Bloch的《Effective Java》一書(shū)來(lái)了解更多信息。我個(gè)人偏向的另一種面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)模式是Kathy Sierra的Head First Design Pattern以及Head First Object Oriented Analysis and Design。
雖然實(shí)際案例是學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)原則或模式的最佳途徑,但通過(guò)本文的介紹,沒(méi)有接觸過(guò)這些原則或還在學(xué)習(xí)階段的Java程序員也能夠了解這10個(gè)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則。其實(shí)每條原則都需要大量的篇幅才能講清楚,但我會(huì)盡力做到言簡(jiǎn)意賅。
原則1:DRY(Don't repeat yourself)
即不要寫(xiě)重復(fù)的代碼,而是用“abstraction”類(lèi)來(lái)抽象公有的東西。如果你需要多次用到一個(gè)硬編碼值,那么可以設(shè)為公共常量;如果你要在兩個(gè)以上的地方使用一個(gè)代碼塊,那么可以將它設(shè)為一個(gè)獨(dú)立的方法。SOLID設(shè)計(jì)原則的優(yōu)點(diǎn)是易于維護(hù),但要注意,不要濫用,duplicate 不是針對(duì)代碼,而是針對(duì)功能。這意味著,即使用公共代碼來(lái)驗(yàn)證OrderID和SSN,二者也不會(huì)是相同的。使用公共代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同的功能,其實(shí)就是近似地把這兩個(gè)功能永遠(yuǎn)捆綁到了一起,如果OrderID改變了其格式,SSN驗(yàn)證代碼也會(huì)中斷。因此要慎用這種組合,不要隨意捆綁類(lèi)似但不相關(guān)的功能。
原則2:封裝變化
在軟件領(lǐng)域中唯一不變的就是“Change”,因此封裝你認(rèn)為或猜測(cè)未來(lái)將發(fā)生變化的代碼。OOPS設(shè)計(jì)模式的優(yōu)點(diǎn)在于易于測(cè)試和維護(hù)封裝的代碼。如果你使用Java編碼,可以默認(rèn)私有化變量和方法,并逐步增加訪問(wèn)權(quán)限,比如從private到protected和not public。有幾種Java設(shè)計(jì)模式也使用封裝,比如Factory設(shè)計(jì)模式是封裝“對(duì)象創(chuàng)建”,其靈活性使得之后引進(jìn)新代碼不會(huì)對(duì)現(xiàn)有的代碼造成影響。
原則3:開(kāi)閉原則
即對(duì)擴(kuò)展開(kāi)放,對(duì)修改關(guān)閉。這是另一種非常棒的設(shè)計(jì)原則,可以防止其他人更改已經(jīng)測(cè)試好的代碼。理論上,可以在不修改原有的模塊的基礎(chǔ)上,擴(kuò)展功能。這也是開(kāi)閉原則的宗旨。
原則4:?jiǎn)我宦氊?zé)原則
類(lèi)被修改的幾率很大,因此應(yīng)該專注于單一的功能。如果你把多個(gè)功能放在同一個(gè)類(lèi)中,功能之間就形成了關(guān)聯(lián),改變其中一個(gè)功能,有可能中止另一個(gè)功能,這時(shí)就需要新一輪的測(cè)試來(lái)避免可能出現(xiàn)的問(wèn)題。
原則5:依賴注入或倒置原則
這個(gè)設(shè)計(jì)原則的亮點(diǎn)在于任何被DI框架注入的類(lèi)很容易用mock對(duì)象進(jìn)行測(cè)試和維護(hù),因?yàn)閷?duì)象創(chuàng)建代碼集中在框架中,客戶端代碼也不混亂。有很多方式可以實(shí)現(xiàn)依賴倒置,比如像AspectJ等的AOP(Aspect Oriented programming)框架使用的字節(jié)碼技術(shù),或Spring框架使用的代理等。
原則6:優(yōu)先利用組合而非繼承
如果可能的話,優(yōu)先利用組合而不是繼承。一些人可能會(huì)質(zhì)疑,但我發(fā)現(xiàn),組合比繼承靈活得多。組合允許在運(yùn)行期間通過(guò)設(shè)置類(lèi)的屬性來(lái)改變類(lèi)的行為,也可以通過(guò)使用接口來(lái)組合一個(gè)類(lèi),它提供了更高的靈活性,并可以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)。《Effective Java》也推薦此原則。
原則7:里氏代換原則(LSP)
根據(jù)該原則,子類(lèi)必須能夠替換掉它們的基類(lèi),也就是說(shuō)使用基類(lèi)的方法或函數(shù)能夠順利地引用子類(lèi)對(duì)象。LSP原則與單一職責(zé)原則和接口分離原則密切相關(guān),如果一個(gè)類(lèi)比子類(lèi)具備更多功能,很有可能某些功能會(huì)失效,這就違反了LSP原則。為了遵循該設(shè)計(jì)原則,派生類(lèi)或子類(lèi)必須增強(qiáng)功能。
原則8:接口分離原則
采用多個(gè)與特定客戶類(lèi)有關(guān)的接口比采用一個(gè)通用的涵蓋多個(gè)業(yè)務(wù)方法的接口要好。設(shè)計(jì)接口很棘手,因?yàn)橐坏┽尫沤涌冢憔蜔o(wú)法在不中斷執(zhí)行的情況下改變它。在Java中,該原則的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于,在任何類(lèi)使用接口之前,接口不利于實(shí)現(xiàn)所有的方法,所以單一的功能意味著更少的實(shí)現(xiàn)方法。
原則9:針對(duì)接口編程,而不是針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程
該原則可以使代碼更加靈活,以便可以在任何接口實(shí)現(xiàn)中使用。因此,在Java中最好使用變量接口類(lèi)型、方法返回類(lèi)型、方法參數(shù)類(lèi)型等?!禘ffective Java》 和《head first design pattern》書(shū)中也有提到。
原則10:委托原則
該原則最典型的例子是Java中的equals() 和 hashCode() 方法。為了平等地比較兩個(gè)對(duì)象,我們用類(lèi)本身而不是客戶端類(lèi)來(lái)做比較。這個(gè)設(shè)計(jì)原則的好處是沒(méi)有重復(fù)的代碼,而且很容易對(duì)其進(jìn)行修改。
總之,希望這些面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則能幫助你寫(xiě)出更靈活更好的代碼。理論是第一步,更重要的是需要開(kāi)發(fā)者在實(shí)踐中去運(yùn)用和體會(huì)。