设计模式：C#面向对象设计模式纵横谈[学习：01.面向对象的设计模式与原则 课程笔记]

第一讲：1. 面向对象设计模式与原则

设计模式简介：

       每个模式描述了一个在咱们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。
                                                        ——Christopher Alexander{建筑师}

软件设计师对设计模式的概念的理解：

（1）设计模式描述了软件设计过程当中某一类常见问题的通常性的解决方案。
（2）面向对象设计模式描述了面向对象设计过程当中、特定场景下、类与相互通讯的对象之间常见的组织关系。
（3）人是一个经验性的动物

 

GoF23 种设计模式是面向对象设计模式的基础、但不是设计模式的所有
• 历史性著做《设计模式：可复用面向对象软件的基础》1994 一书中描述了23种经典面向对象设计模式，创立了模式在软件设计中的地位。该书四位做者被人们并称为Gang of Four （GoF），“四人组”，该书描述的23种经典设计模式又被人们称为GoF23 种设计模式。
• 因为《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书肯定了设计模式的地位，人们一般所说的设计模式隐含地表示“面向对象设计模式”。但这并不意味“设计模式”就等于“面向对象设计模式”，也不意味着GoF23种模式就表示了全部的“面向对象设计模式”。除了“面向对象设计模式”外，还有其余设计模式。除了GoF23 种设计模式外，还有更多的面向对象设计模式。
• GoF23 种设计模式是学习面向对象设计模式的起点，而非终点；本培训课程的目标是让学员在创建在有效方法的基础上，掌握GoF23种设计模式。

 

设计模式与面向对象
• 面向对象设计模式解决的是“类与相互通讯的对象之间的组织关系，包括它们的角色、职责、协做方式几个方面。
• 面向对象设计模式是“好的面向对象设计”，所谓“好的面向对象设计”是那些能够知足“应对变化，提升复用”的设计。{“源代码就是设计”，“好的模式是通过不停的重构”}
• 面向对象设计模式描述的是软件设计，所以它是独立于编程语言的，可是面向对象设计模式的最终实现仍然要使用面向对象编程语言来表达，本课程基于C#语言，但实际上它适用于支持.NET框架的全部.NET语言，如Visual Basic.NET、C++/CLI等。
• 面向对象设计模式不像算法技巧，能够照搬照用，它是创建在对“面向对象”纯熟、深刻的理解的基础上的经验性认识。掌握面向对象设计模式的前提是首先掌握“面向对象”！

 

基础：从编程语言直观了解面向对象 {至少在语言层了解面向对象，实现层了解面向对象}
• 各类面向对象编程语言相互有别，但都能看到它们对面向对象三大机制的支持，即： “封装、继承、多态”
    – 封装，隐藏内部实现
    – 继承，复用现有代码
    – 多态，改写对象行为
• 使用面向对象编程语言（如C#），能够推进程序员以面向对象的思惟来思考软件设计结构，从而强化面向对象的编程范式。
• C#是一门支持面向对象编程的优秀语言，包括：各类级别的封装支持；单实现继承+多接口实现；抽象方法与虚方法重写。

 

但OOPL并不是面向对象的所有 {应用面向对象的语言与应用面向对象设计模式是两个彻底不一样的状况，了解面向对象语言不能证实你掌握面向设计模式}
• 经过面向对象编程语言（OOPL）认识到的面向对象，并非面向对象的所有，甚至只是浅陋的面向对象。
• OOPL的三大机制“封装、继承、多态” 能够表达面向对象的全部概念，但这三大机制自己并无刻画出面向对象的核心精神。换言之，既能够用这三大机制作出“好的面向对象设计”，也能够用这三大机制作出“差的面向对象设计”。不是使用了面向对象的语言（例如C#），就实现了面向对象的设计与开发！所以咱们不能依赖编程语言的面向对象机制，来掌握面向对象。
• OOPL没有回答面向对象的根本性问题——咱们为何要使用面向对象？咱们应该怎样使用三大机制来实现“好的面向对象”？ 咱们应该遵循什么样的面向对象原则？
• 任何一个严肃的面向对象程序员（例如C#程序员），都须要系统地学习面向对象的知识，单纯从编程语言上得到的面向对象知识，不可以胜任面向对象设计与开发。

 

从一个示例谈起{什么样的设计才是面向设计对象设计}
咱们须要设计一我的事管理系统，其中的一个功能是对各类不一样类型的员工，计算其当月的工资——不一样类型的员工，拥有不一样的薪金计算制度。
示例场景：(1)结构化作法(pasical\C)
1。得到人事系统中全部可能的员工类型
2。根据不一样的员工类型所对应的不一样的薪金制度，计算其工资
enumEmployeeType{Engineer;Sales;Manager;…}
// 计算工资程序
If ( type==EmployeeType.Engineer) {……}
else if (type== Employeetype.Sales) {……}

 

示例场景：(2)面向对象设计
1。根据不一样的员工类型设计不一样的类，并使这些类继承自一个Employee抽象类，其中有一个抽象方法GetSalary。
2。在各个不一样的员工类中，根据本身的薪金制度，重写（override）GetSalary方法。
abstract class Employee{
…
public abstract intGetSalary();
}
class Engineer: Employee{
…
public override intGetSalary() {
……
}
}
class Sales: Employee{
…
public override intGetSalary() {
……
}
}
// 显示工资程序
Employee e=emFactory.GetEmployee(id);
MessageBox.Show( e.GetSalary());

如今需求改变了{}……
随着客户公司业务规模的拓展，又出现了更多类型的员工，好比钟点工、计件工……等等，这对人事管理系统提出了挑战——原有的程序必须改变。
示例场景：(1)结构化作法
几乎全部涉及到员工类型的地方（固然包括“计算工资程序”）都须要作改变……这些代码都须要从新编译，从新部署…….
(2)面向对象作法
只须要在新的文件里增添新的员工类，让其继承自Employee抽象类，并重写GetSalary()方法，而后在EmployeeFactory.GetEmployee方法中根据相关条件，产生新的员工类型就能够了。其余地方（显示工资程序、Engineer类、Sales类等）则不须要作任何改变。

 

从新认识面向对象
• 对于前面的例子，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
• 从微观层面来看，面向对象的方式更强调各个类的“责任”，新增员工类型不会影响原来员工类型的实现代码——这更符合真实的世界，也更能控制变化所影响的范围，毕竟Engineer类不该该为新增的“钟点工”来买单……
• 对象是什么？{不关心内部的环节}。
– 从概念层面讲，对象是某种拥有责任的抽象{}。
– 从规格层面讲，对象是一系列能够被其余对象使用的公共接口
– 从语言实现层面来看，对象封装了代码和数据{封装了行为和状态}。
• 有了这些认识以后，怎样才能设计“好的面向对象”？
– 遵循必定的面向对象设计原则
– 熟悉一些典型的面向对象设计模式

从设计原则到设计模式
• 针对接口编程，而不是针对实现编程– 客户无需知道所使用对象的特定类型，只须要知道对象拥有客户所指望的接口。
• 优先使用对象组合，而不是类继承– 类继承一般为“白箱复用”，对象组合一般为“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
象具备良好定义的接口，耦合度低。
• 封装变化点
– 使用封装来建立对象之间的分界层，让设计者能够在分界层的一侧进行修改，而不会对另外一侧产生不良的影响，从而实现层次间的松耦合。
• 使用重构获得模式——设计模式的应用不宜先入为主，一上来就使用设计模式是对设计模式的最大误用。没有一步到位的设计模式。敏捷软件开发实践提倡的“Refactoring to Patterns ”是目前广泛公认的最好的使用设计模式的方法。{源代码就是设计}

 

几条更具体的设计原则
• 单一职责原则（SRP）：
– 一个类应该仅有一个引发它变化的缘由。
• 开放封闭原则（OCP）：
– 类模块应该是可扩展的，可是不可修改（对扩展开放，对更改封闭）
• Liskov 替换原则（LSP）:
– 子类必须可以替换它们的基类
• 依赖倒置原则（DIP）：
– 高层模块不该该依赖于低层模块，两者都应该依赖于抽象。
– 抽象不该该依赖于实现细节，实现细节应该依赖于抽象。
• 接口隔离原则（ISP）：
– 不该该强迫客户程序依赖于它们不用的方法。

讲座总结
• 设计模式描述了软件设计过程当中某一类常见问题的通常性的解决方案。面向对象设计模式描述了面向对象设计过程当中、特定场景下、类与相互通讯的对象之间常见的组织关系。
• 深入理解面向对象是学好设计模式的基础，掌握必定的面向对象设计原则才能把握面向对象设计模式的精髓，从而实现灵活运用设计模式。
• 三大基本面向对象设计原则
– 针对接口编程，而不是针对实现编程– 优先使用对象组合，而不是类继承– 封装变化点• 使用重构获得模式。敏捷软件开发实践提倡的“Refactoring to Patterns”是目前广泛公认的最好的使用设计模式的方法。