架构设计模式—6大设计原则

架构设计原则

6大设计原则

  1. Single Responsibility Principle  : 单一职责原则
  2. Liskov Substitution Principle : 里氏替换原则
  3. Dependence Inversion Principle :依赖倒置原则
  4. Interface Segregation Principle : 接口隔离原则
  5. Law of Demeter     : 迪米特法则
  6. Open Closed Principle : 开闭原则

软件开发之所以会有这些原则,就是因为复杂多变且不可预料的需求。并不是说在实际项目开发中对这六大原则中的每一条都遵循到极致,而是说在项目开发的过程中,根据项目的实际需求尽量的去遵守这些原则。当然要做到这些肯定是不容易的,能真正做到并且做好的恐怕也只能是有经验之人。

高内聚低耦合(High cohesion and low coupling)

什么是高内聚、低耦合?

问题场景:

模块独立性指每个模块只完成系统要求的独立子功能,并且与其他模块的联系最少且接口简单,两个定性的度量标准――耦合性和内聚性。

耦合性也称块间联系。指软件系统结构中各模块间相互联系紧密程度的一种度量。模块之间联系越紧密,其耦合性就越强,模块的独立性则越差。模块间耦合高低取决于模块间接口的复杂性、调用的方式及传递的信息。

耦合性分类(低―高)

1 无直接耦合:

2 数据耦合: 指两个模块之间有调用关系,传递的是简单的数据值,相当于高级语言的值传递;

3 标记耦合: 指两个模块之间传递的是数据结构,如高级语言中的数组名、记录名、文件名等这些名字即标记,其实传递的是这个数据结构的地址;

4 控制耦合: 指一个模块调用另一个模块时,传递的是控制变量(如开关、标志等),被调模块通过该控制变量的值有选择地执行块内某一功能;

5 公共耦合: 指通过一个公共数据环境相互作用的那些模块间的耦合。公共耦合的复杂程序随耦合模块的个数增加而增加。

6 内容耦合: 这是最高程度的耦合,也是最差的耦合。当一个模块直接使用另一个模块的内部数据,或通过非正常入口而转入另一个模块内部。

内聚性又称块内联系。指模块的功能强度的度量,即一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度的度量。若一个模块内各元素(语名之间、程序段之间)联系的越紧密,则它的内聚性就越高。

内聚性分类(低―高)

1 偶然内聚: 指一个模块内的各处理元素之间没有任何联系。

2 逻辑内聚: 指模块内执行几个逻辑上相似的功能,通过参数确定该模块完成哪一个功能。

3 时间内聚: 把需要同时执行的动作组合在一起形成的模块为时间内聚模块。

4 通信内聚: 指模块内所有处理元素都在同一个数据结构上操作(有时称之为信息内聚),或者指各处理使用相同的输入数据或者产生相同的输出数据。

5 顺序内聚: 指一个模块中各个处理元素都密切相关于同一功能且必须顺序执行,前一功能元素输出就是下一功能元素的输入。

6 功能内聚: 这是最强的内聚,指模块内所有元素共同完成一个功能,缺一不可。与其他模块的耦合是最弱的。

耦合性与内聚性是模块独立性的两个定性标准,将软件系统划分模块时,尽量做到高内聚低耦合,提高模块的独立性,为设计高质量的软件结构奠定基础。

间阶层与重构(Indirection and Refactoring)

某位大师说过: 计算机科学中的所有的问题, 都可以通过增加一个间阶层来解决. 这位大师好像是 Dennis Debruler .

间阶层的价值:

  • 允许逻辑共享
  • 分开解释意图和实现:你可以选择每个类和函数的名字,这给了你一个解释自己意图的机会。
  • 隔离变化:通过使用子类来隔离同一对象修改对另一处引用带来变化的风险
  • 封装条件逻辑:使用多态机制将条件逻辑转化为消息机制,这往往能降低代码的重复,增加清晰度并提高弹性.

但是:

  • 大多数重构都为程序引入了更多的间接层
  • 过多的间接层会导致代码的层次太深 使代码难以阅读.因此要权衡加入间接层的利弊

理解设计模式

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1、GOF在书中说:设计模式是对被用来在特定场景下解决一般设计问题的类和相互通信的对象的描述;

设计模式就是不断反省,将软件开发经验抽象积累成解决问题的预案。

2、Dennis DeBruler曾说过的一句话:计算机科学是一门相信所有问题都可以通过多一个间接层(indirection)来解决的科学。

技术问题的解决思路是类似的:添加间接层。如:J2EE的分层技术、重构等。

间接层的好处:共享逻辑(重用)、分离意图和实现(提高灵活性)、 隔离变化(封装)、解耦等。

但是要记住,间接层应用过于泛滥,则会过犹不及,它会导致简单问题复杂化、跳跃阅读、难以理解等问题,适度的使用间接层,设计模式就是很好的范例。

不过在具体操作上,23种模式中间接层的应用可大可小,无比灵活,注意其应用场景。

3、设计模式中广泛遵循了两条设计原则:面向接口编程,而不是实现;优先使用组合,而不是继承。

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