【C++代码整洁之道】第六章面向对象

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《C++代码整洁之道》学习笔记，系列之六：面向对象

1. 面向对象思想

Simula-67被认为是第一个面向对象OO的编程语言
面向对象是一种思维方式，而不是所使用的编程语言本身的问题

2. 抽象

解决复杂问题的关键因素

3. 类的设计原则

（1）让类尽可能小
- ① 同样的，让函数尽可能小
- ② 理论上，一个类不要超过50行（Line of Code, 即LOC不超过50）
（2）单一职责原则 SRP = Single Responsibility Principle
- ① 单一职责原则是一个比LOC更好的标准。如果这些类没有违反SRP，那就完全没问题
（3）开闭原则 OCP
- ① 软件实体如模块、类、函数等，对拓展extension应该是开放的，但是对修改应该是封闭的
- ② 因为已有代码已经经过充分测试，如果任何新的需求都导致已有代码的修改，那将是致命的
- ③ 在面向对象中，继承是一种支持该原则的方法
（4）李氏替换原则LSP
- ① final关键字，一方面能避免函数在派生类中被重写，会报错；另一方面可以将类标记为final，不能将该类作为继承的基类
- ② 李氏替换原则意味着：派生类必须完全可以替代其基类，如通过继承长方形类来实现正方形类，对长宽关系进行了限制，这就违反了李氏替换原则
- ③ 李氏替换原则有以下规则：
  - 1. 基类不能在派生类中削弱
  - 1. 基类的不变量不能在派生类中更改
  - 1. 派生类中不应该在新引入的成员函数中改变不可变的成员
- ④ RTTI = Run-Time Type Information，运行时类型信息，是一种设计坏味道design smell，是不好的面向对象的软件设计
- ⑤ 在编程中，正方形不是矩形的子类型，违反了LSP。根据KISS原则，实现正方形最好的方法是，在矩形类中添加一个是否是正方形的查询方法即可；
- ⑥ 如果一定要实现正方形类，也不能继承矩形类，而应该从Shape虚基类继承；为了不违反DRY原则，使用矩形类的实例作为正方形类的内部实现，Rectangle impl，这种被称为"优先组合而非继承"
（5）接口隔离原则ISP = Interface Segregation Principle
- ① ISP接口隔离原则指出，接口不应该包含那些与实现类无关的成员函数。比如抽象鸟类实现Penguin类无法提供Bird::fly()的有效实现，却需要覆盖该成员函数
- ② ISP指出，我们应该将"宽接口"分离成更小且高度内聚的接口（角色接口），然后可以非常灵活地组合这些小的角色接口
（6）无环依赖原则
- ① 环依赖：两个类直接或间接地相互依赖，比如customer和account两个类
- ② 当形成环依赖时，问题显而易见，将会导致c++编译器错误
- ③ 将引用或指针与前置声明结合使用可以避免编译错误，但还是没有解决设计问题，那就是环依赖，这样的代码可能导致悬浮指针或其他未定义的行为，也没法进行独立测试
- ④ 类级别的环依赖导致对组件级别的环依赖
- ⑤ 无环依赖原则指出：组件或类的依赖图应该没有环。环依赖是紧耦合的一种不良表现形式，应不惜一切代价避免
（7）依赖倒置原则DIP
- ① DIP = Dependency Inversion Principle，依赖倒置原则
- ② DIP包含两个原则
  - 1. 高级模块不应依赖于低级模块，两者依赖于抽象
  - 1. 抽象不应依赖于细节，细节依赖于抽象
（8）不要和陌生人说话（迪米特法则）
- ① Law of Demeter，也称为最少知识原则。假定以下规则
  - 1. 允许成员函数调用类内其他成员函数
  - 1. 允许成员函数调用类内成员变量的成员函数
  - 1. 成员函数可以直接调用其参数的成员函数
  - 1. 成员函数可以调用局部对象的成员函数
- ② 迪米特法则，比如司机开车，司机不应直接去操作引擎内的燃油泵、点火系统和马达，司机对零部件的依赖应该取消。否则，如果内燃机被电力系统取代，那么必须调整司机类的视线，这违反了开闭原则，将引擎内部暴露在环境中违反了信息隐藏原则
- ③ 所以迪米特法则可以显著减少依赖性，降低耦合程度，并遵循信息隐藏原则和开闭原则
（9）避免"贫血类"
- ① 没有任何功能，全是数据存取setter/getter，严重违反了信息隐藏原则。这种类称为贫血类
（10）只说不问
- ① Tell, Don’t Ask
- ② 零件自己决定如何执行一个命令，而不是在上层处理零件的各种状态，这样分支数量众多，圈复杂度也高
（11）避免类的静态成员
- ① 静态成员函数偏向于面向过程的编程风格，在静态变量的协助下，破坏了封装，对象不再完全控制其状态
- ② 建议避免使用静态成员变量和静态成员函数