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面向对象的设计与实现的一些基础但重要的概念

王朝java/jsp·作者佚名  2006-01-29
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在面向对象的设计和实现里,我们必须花时间和精力搞清楚这些概念:抽象,封装,继承和多态,以

及面向对象的设计原则,否则就不会真正理解面向对象的灵魂,也不会感受到面向对象设计思想给我们

带来的好处。

在学习几年oo和几次实践后,我决心对这些最基本的东西进行一次总结。并以这几个问题作为分析的

实例。

1.接口与类的区别

2.为什么要优先考虑合成聚合复用

3.多态会给我们带来那些方便

4.几个设计原则的关系是什么

5.设计模式有用吗?它是什么?怎样抓住两只同时在奔跑的兔子呢?

答案:

1. 接口仅仅描述方法的特征,而不给出方法的实现;而类不仅给出方法的特征还给出方法的实现

,因此接口把方法的特征和实现分割开来。这种分割,体现在接口常常代表一个角色,它包装与该角色

相关的操作和属性,而实现这个接口的类便是扮演这个角色的演员。一个角色可以由不同的演员来演。

而不同的演员之间除了扮演一个共同的角色之外,并不要求有任何其他的共同之处。

为了搞得很清楚,我们还可以把这个问题更复杂些,讨论一下接口,抽象类和具体类之间的关

首先,什么是抽象?可以说不抽象就不是面向对象。就我的理解抽象就是找一堆事物的共同特

征。在java里即使任意两个毫不相干的事物都是可以抽象的,因为everything is a object;可以抽象成

Object类,事实上java就是这样做的。例如:我们可以把经理和学生抽象成人的角色或者是职业;把三

角形和圆抽象成形状等。面向对象有个重要的原则DIP(依赖倒置原则)就是说要针对抽象编程;我们的

程序要依赖于抽象而不是具体。例如我们定义人类的一个方法设定其交通工具,我们就应该传入抽象的

交通工具类型的参数。void setVehicle(Vehicle v);这样在调用时,由于多态性的支持,可以

setVehicle(new Car());面向对象还有一条重要原则OCP(开闭原则),我们的设计要对扩展开放;对修

改封闭。怎么才能做到这点呢?就是抽象,我们对估计以后会扩展的那些逻辑进行抽象,然后针对抽象

编程,扩展时只需要加入新的逻辑就可以了,不需要修改已有逻辑。可想而知如果没有抽象我们就很难

做到这一点。通过抽象我们还可以大大提高代码的可复用性。

接口和抽象类都是java抽象的实现方法。具体类可以实现接口或者继承抽象类(设计模式上还说

尽量不要从具体类继承)。

为什么有了抽象类还要接口呢?是这样的,java语言是个单继承语言,一个类只能有一个超类,

因此在很多情况下,这个具体类可能已经有了一个超类,这时候,要给它加上一个新的超类是不可能的

。如果硬要做的话,就只好把这个新的超类加到已有的超类的上面,形成超超类的情况;如果这个超超

类的位置也已经被占用了,就只好继续上移了,只到移动到类的等级结构的最上端。这样的话。对一个

具体类的可插入性设计,就变成对整个等级结构中所有的类的修改。更何况如果超类是软件提供商提供

的怎么办呢?接口使可插入性变得可能。在一个类等级结构中的任何一类都可以实现一个接口,这个接

口会影响到此类的所有子类,

我们就总结一下接口和抽象类的区别吧:

a.语言级上,类可以实现多个接口,但只能继承一个抽象类;抽象类可以有具体方法,而

接口里没有;抽象类可以实现接口,但是接口不可以继承类。

b.设计级上,如果子类间有共同的逻辑,就应该设计成抽象类;语义上如果是is-a关系时

,考虑设计成抽象类,仅仅是含有某项功能,性质,考虑用接口更加符合语义一些。

举个例子:

abstract class Door {

abstract void open();

abstract void close();

}

interface Alarm {

void alarm();

}

class AlarmDoor extends Door implements Alarm {

void open() { … }

void close() { … }

void alarm() { … }

}这样的设计就比较合理。

抽象类允许部分实现类,而接口不包含任何成员的实现。我们可以这样说:接口比抽象类更加

抽象。

抽象类与具体类的比较如下:

具体类不是用来继承的,抽象类是只能用来继承。抽象类应该拥有尽量多的共同代码和

尽量少的数据。

接口与具体类的比较如下:

一个具体类如果实现一个接口,那么它必须实现接口规定的所有方法。

2. 在复用的形式上主要有两种:继承复用和合成聚合复用。

然而继承复用往往被人滥用。经验告诉我们,不满足LSP(里氏代换原则)和Coad法则的继承复

用就是不合理的,会得到很荒唐的结果

继承复用有几个重要的缺点,合成聚合复用都可以避免:

a.继承复用破坏包装,是白箱复用,因为继承将超类的实现细节暴露给了子类。我们知道封

装是面向对象非常重要的特性,通过封装我们可以方便的管理我们的代码。我们只关心某个类的public

接口,而忽略具体的实现。这样便于我们在面对一个复杂的类,或是拿到一个第三方组件时能够把注意

力集中在我们关心的商业方法上,而不用考虑细节。从而降低了问题的复杂性。

b.如果超类的实现发生改变,那么子类的实现也不得不发生改变。

c.继承是静态复用。不可能在运行时间内发生改变,因此没有足够的灵活性。这就难做到让

“将抽象化与实现化脱耦,使得二者可以独立地变化”。

3.软件设计的目标应该是可扩展,灵活的,可插入的。要做到这点就必须使用多态性作为控制手段

。首先什么是多态?不要把多态与重载,重置等概念混淆,它们不是说的一回事。在这一点上很多书上

的说法是错误的,重载不是我们真正意义上的多态,最多是编译器上的多态,同一个名的不同方法在编

译后实际上已被转化为不同的方法名了。

多态是一种机制,让我们在这些classes身上进行编程时,可以如同操控单一class(而非相互

独立的数个class)似的方便,这就赋予我们更多弹性加入或是移除任何特定classes。

---------------学习设计模式后的感想————————

参考书籍《java与模式》,《c#Primer》

 
 
 
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