浅谈设计的原则

 来源: 大兵的网上家园  http://www.cnblogs.com/dabing/archive/2008/01/04/1025589.html
设计原则:
(1)针对接口编程,而不是针对实现编程
(2)优先使用对象组合,而少用继承
(3)封装变化点
具体的设计原则:
(1)单一职责原则
(2)开放封闭原则
(3)Liskov替换原则
(4)依赖倒置原则
(5)接口隔离原则
 比模式更重要的原则(GRASP职责分配原则)
1:信息专家[方法分配](如果某个类具有某个职责需要的所有信息那么该方法应分配给该类)
2:创造者[对象创建](如果A是B的聚合,容器或A持有B的信息或A纪录了B的实例或A频繁使用B则A应创建B)
3:低耦合[方法分配](1无通信的对象之间不要建立无为的连接2A与B之间有连接若分配A的职责给B不合适则应把B的职责分配给A)
4:高内聚[方法分配](功能性紧密相关的职责应放在一个类里完成有限的功能)
5:控制器["类间关系"](应把接收和处理系统事件的职责分配给一个能代表整个系统的类)
6:多态[可扩展]
7:纯虚构[封装变化]
8:间接[隔离对象]
9:保护变化[封装不变化]
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什么是开放封闭原则
在面向对象领域,有一个很著名的原则:OCP(Open-Closed Principle),它的核心含意是:一个好的设计应该能够容纳新的功能需求的增加,但是增加的方式不是通过修改又有的模块(类),而是通过增加新的模块(类)来完成的。如果一个设计能够遵循OCP,那么就能够有效的避免上述的问题。 要是一个设计能够符合OCP原则,就要求我们在进行设计时不能简单的以功能为核心。要实现OCP的关键是抽象,抽象表征了一个固定的行为,但是对于这个行为可以有很多个不同的具体实现方法。通过抽象,我们就可以用一个固定的抽象的概念来代替哪些容易变化的数量众多的具体的概念,并且使得原来依赖于哪些容易变化的概念的模块,依赖于这个固定的抽象的概念,这样的结果就是:系统新的需求的增加,仅仅会引起具体的概念的增加,而不会影响依赖于具体概念的抽象体的其他模块。在实现的层面上,抽象体是通过抽象类来描述的,在Java中是接口(interface)。 (OCP原则背后的主要机制是抽象和多态。支持抽象和多态的关键机制是继承。)
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什么是Liskov替换原则若对于每一个类型P的对象p1,都存在一个类型C的对象c1,使得在所有针对C编写的程序P中,用p1替换c1后,程序P的行为功能不变,则C是P的子类型。 LSP原则清楚地指出,OOD中IS-A关系是就行为功能而言。行为功能(behavior)不是内在的、私有的,而是外在、公开的,是客户程序所依赖的。行为功能(behavior)才是软件所关注的问题!所有派生类的行为功能必须和客户程序对其基类所期望的保持一致。例如如下设计: 
public   class  Rectangle
{
 
private long width;
 
private long height;
 
public void setWidth(long width){
  
this.width=width;
 }

 
public void setHeight(long height){
  
this.height=height;
 }

 
public long getWidth(){
  
return width;
 }

 
public long getHeight(){
  
return height;
 }

 
public void resizeWidth(){
  width
++;
 }

}
;


public   class  Square : Rectangle
{
 
public void setWidth(long width){
  
this.width=width;
  
this.height=width;
 }

 
public void setHeight(long height){
  
this.width=width;
  
this.height=width;
 }

 
public void resizeWidth(){
  width
++;
  height
++;
 }

}
;
并不是一个合理的设计,Square继承了Rectangle的接口,但是从Square本身来看,setWidth,setLength接口的设立并不合理,导致代码所表达的意义与基类的不同。 DBC(Design by Contract)定义把类和其客户之间的关系看作是一个正式的协议,明确各方的权利和义务。DBC对类的要求类的方法声明为先决条件(precondition)和后续条件(postcondition)。为了让方法得以执行,先决条件必须为真。完成后,方法保证后续条件为真。DBC对派生类的要求当重新定义派生类中的例行程序时,我们只能用更弱的先决条件和更强的后续条件替换之。 LSP原则是符合OCP原则应用程序的一项重要特性。仅当派生类能完全替换基类时,我们才能放心地重用那些使用基类的函数和修改派生类型。
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什么是依赖倒转原则(DIP)
高层模块不应该依赖于低层模块。二者都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于细节。细节应该依赖于抽象。
实施重点:从问题的具体细节中分离出抽象,以抽象方式对类进行耦合。
不足:导致生成大量的类。假定所有的具体类都是会变化的,这也不总是正确的。
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什么是接口隔离原则(ISP)
一个没有经验的设计师往往想节省接口的数目,将一些功能相近或功能相关的接口合并,并将这看成是代码优化的一部分。
定义:从一个客户类的角度来讲:一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小的接口上的。使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。
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什么是 合成/聚合复用原则(CARP)
尽量使用合成/聚合、尽量不使用继承
定义:在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使之成为新对象的一部分;新的对象通过向这些对象的委派达到复用这些对象的目的

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以上是我搜集整理的,希望对大家有用.
 
### 串口通讯协议设计规范与最佳实践 #### 设计规范 串口通信作为一种常见的数据传输方式,在硬件和软件层面都需要遵循一定的设计规范,以确保系统的可靠性和稳定性。 1. **波特率设置** 波特率决定了每秒传输的数据位数。为了保证双方设备之间的同步性,必须严格匹配波特率参数[^2]。通常情况下,常用的波特率为9600、115200等标准化数值。 2. **数据帧结构** 数据帧由起始位、数据位、奇偶校验位(可选)、停止位组成。具体配置如下: - 起始位:固定为低电平,表示一帧数据的开始。 - 数据位:一般为7到8位,取决于实际需求。 - 奇偶校验位:用于检测传输错误,可以选择无校验、奇校验或偶校验。 - 停止位:高电平持续时间,可以是一倍或多倍于比特周期。 3. **超时机制** 在长时间未接收到有效数据时,应引入超时机制来防止死锁现象的发生。这可以通过定时器实现,并结合事件驱动模型提升程序响应效率[^1]。 4. **流控策略** 实现软硬件握手功能非常重要。常用的方法包括XON/XOFF字符控制或者RTS/CTS信号线管理流量方向及速率调整。 #### 最佳实践 除了基本的设计原则之外,还有一些经过验证的最佳实践经验可以帮助优化整个过程: 1. **CRC校验增强可靠性** 循环冗余检验(CRC)算法被广泛应用于保障消息完整性方面。特别是在噪声环境较为恶劣条件下尤为必要[^2]。 2. **采用异步模式减少耦合度** 使用UART这样的通用异步接收发送装置(UART),可以在不依赖外部时钟源的前提下完成高效的信息交换操作[^4]。 3. **模块化编码提高维护便利性** 将复杂的逻辑分解成独立的功能单元分别处理,比如初始化函数单独封装;读写操作各自定义接口形式等等做法均有利于后期升级迭代工作开展顺利进行下去。 4. **充分考虑边界条件测试覆盖范围广** 对极端情况下的行为表现给予特别关注,例如缓冲区溢出保护措施安排合理与否直接影响整体性能指标达成效果如何评估等问题都要仔细考量清楚才行。 ```python import serial from time import sleep def init_serial(port='/dev/ttyUSB0', baudrate=115200, timeout=1): ser = serial.Serial( port=port, baudrate=baudrate, parity=serial.PARITY_NONE, stopbits=serial.STOPBITS_ONE, bytesize=serial.EIGHTBITS, timeout=timeout ) if not ser.is_open: raise Exception(f"Failed to open {port}") return ser def send_data(ser, data): try: ser.write(data.encode()) sleep(0.1) # Allow some delay for transmission except Exception as e: print(e) def read_response(ser): response = "" while True: byte = ser.read().decode('utf-8') if not byte or byte == '\n': break response += byte return response.strip() ``` 以上代码片段展示了如何利用Python中的`pyserial`库创建一个简单的串口通信应用程序实例。其中包括了端口打开、数据发送以及响应读取等功能部分演示说明[^2]。 #### 标准参考 不同领域可能会有不同的特定要求和技术规格书可供查阅学习借鉴之处很多。例如工业自动化场景下经常涉及到Modbus RTU/TCP协议栈构建任务就需要参照官方文档指南执行相应步骤动作序列组合起来形成最终解决方案成果展示出来供大家交流讨论共同进步成长壮大队伍规模扩大影响力范围延伸出去影响更多人群受益匪浅值得推荐尝试一下看看效果怎样再做进一步改进完善细节方面的不足之处加以弥补修正过来达到预期目标为止结束本次话题分享环节谢谢大家的支持配合共同努力创造美好未来前景无限光明灿烂辉煌明天等着我们一起去开创属于自己的传奇故事篇章吧! ---
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