0 简介
面向对象的实践中,通过步骤如用例、类和属性建模来分析问题。
设计工具包括使用UML或sysML建模语言有助于设计,遵循SOLID原则保证代码质量。
核心特性包括封装(隐藏实现细节)、继承(减少重复代码)和多态(允许不同对象响应相同消息)。
1 实际中的面向对象
虽然现实场景往往比预想的要复杂得多。但是由于面向对象提供易理解可重用,可维护性,使代码更易于其他开发人员理解和维护,面向对象方法正变得越来越流行。
即使如此要成功实践该方法并不是一件容易的事情,这里先简单介绍执行的步骤,然后通过一个时钟的案例说明如何在实际场景匹配面向对象的特性。
最后强调命名对重用和维护的重要性,并提供三种命名方式,并简单说明OO的优缺点。
2 执行步骤的分歧
面向对象分析 Object-Oriented Analysis经典OOA 由三个步骤组成
– 1 用例建模
– 2 类建模
– 3 属性方法建模
当代OOA 有五个步骤
① 确认对象和类。
② 确认结构。
结构是指问题域的复杂性和连接关系。类成员结构反映了泛化-特化关系,整体-部分结构反映整体和局部之间的关系。
③ 确认主题。主题是指事物的总体概貌和总体分析模型。
④ 确认属性。
⑤ 确认方法。
- 综合以上,避开陷阱的方式如下:
首先要清楚地了解您要解决的问题。这将帮助您识别关键对象及其关系。
其次使用 UML或者sysML3(建模语言)创建表示对象及其关系的关系图。这可以帮助您可视化系统并识别任何潜在的设计问题。
再次遵循标准设计模式和原则(如SOLID),以确保代码是模块化的、可扩展的和可重用的。
最后彻底测试您的代码,以确保其正常运行并满足系统的要求
3 使用OO分析面向对象特性:封装,继承,多态
假设我们所在工厂需要设计一个设备,需要该设备告诉您时间、温度、压力和湿度。
而你正好负责该设备的设计。该设备告诉用户时间、温度、压力和湿度,当完成设备生产时,用户会看到四个仪表告知四条数据。
用户不会知道设备里面有什么,或者显示的数字是如何确定的。
获取此数据的实现是封装的。
用户所看到的(以及用户想要/需要看到的)就是界面。
有朝一日,设计师可能会改变一种仪表,使其更准确或更便宜。
而你不必更改界面,用户也永远不会知道发生了更改。
4 多态的例子
如果用户想要两个天气时钟,一个用于客厅,一个用于厨房怎么办?
只需再购买一个漂亮的时钟设备实例——拥有两个时钟。
但是它们是不同的,显示不同的数据,在不同的地方,具有不同的身份,做同一件事,一个可以现实天气温湿度的时钟。
仅仅因为用户需要拥有其中两个,并不意味着工厂必须重新发明一个新的天气时钟。
工厂只需为用户生产了另一个。由于市面上的用户已经拥有一个,在厨房中使用新的很容易-因为界面是相同的。实现是一样的吗?
如果用户转而回到市场上并购买数字手表怎么办?
假设工厂为了省钱,在手表和天气时钟中使用相同的计时机制和界面。
5 继承的例子
我们可以通过识别它们相似的原因来对这些设备进行分类:它们都是钟表类型。
数字手表只有时间功能。天气时钟会做更多的事情,但它也会保留和显示时间。
用户认为工厂喜欢为这两款产品重新设计计时机制的想法吗?当然不,所以你只需重复使用该部分。
我们在 OO 中通过形成继承层次结构来做到这一点。
可能有读者听说过这个层次结构的术语“isa”,因为我们可以说天气时钟是一个计时器( Time Piece)(请注意,在这种情况下,最好说天气时钟至少是一类计时器).
计时器 TimePiece
/ \
DigtalWatch WeatherCiock
数字时钟 天气时钟
上图展示了计时器,数字时钟,天气时钟 的继承层次结构,那么问题来了
计时器TimePiece中需要有什么?
数字时钟DigitalWatch 中需要有什么?
天气时钟WeatherClock 中需要有什么?
6 封装的例子
有人会购买计时器产品吗?
假设您有一个连接到设备的串行接口。您想从他们那里获取当前时间。
在面向对象方法OO中,你发送了一条消息。消息需要不同吗?不需要,当它要求提供相同的信息时,为什么要这样发不同消息?
假设你可以生产气压计和湿度计。如果重新发明轮子并拥有两个气压计,一个用于独立使用,一个嵌入天气时钟,这不是很麻烦吗?
我们可以通过继承来避免这种情况吗?不,我们需要另一种手段:封装。我们可以在另一个对象中嵌入、包含或组合一个对象。
经过一番分析后,可以得到基本的用例图。