面向对象设计原则

本文深入探讨面向对象设计原则,包括单一职责原则、开闭原则、依赖倒置原则等核心概念,旨在帮助开发者构建更高质量的软件系统。通过实例解释每个原则的应用场景,提升代码的可维护性和可扩展性。

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一. 单一职责原则(SRP)

  就一个类而言,只有一个引起它变化的原因。

  如果一个类承载的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起。一个职责的变化可能削弱或抑制这个类完成其他职责的能力。

  这种耦合会导致脆弱的设计,当发生变化时,设计会遭受意想不到的破坏。

  软件设计真正要做的就是,发现职责并把职责相互分离。

如果你能想到多于一个动机去改变一个类,那么这个类就具有多于一个的职责,应该进行分离。

例如:一场篮球比赛当中,既要判定队员是否犯规,还要进行计分。如果讲个两职责教给一个裁判的话,很容易造成比赛的混乱

二.开闭原则(OCP)

  软件实体(类,模块,函数)应该是可扩展,不可修改的。

  无论模块多少封闭,都会存在一些对之无法封闭的变化,既然不能完全封闭,设计人员就要对他设计的模块应该对哪些变化进行封闭做出选择。他必须猜测出最有可能发生变化的种类,然后构造抽象对这些变化进行隔离。

  面对需求的变化,通过增加新代码来实现而不是改变现有的代码。

开发人员可以仅对程序中出现频繁变化的部分进行抽象,然而对于应用程序的每个部分都进行刻意的抽象同样不是一个好主意,拒绝不成熟的抽象与抽象一样重要。

例如:饭店要扩招一个配菜师,原来没有配菜师这个职位,只需要直接添加配菜师这个职位,不需要改动原本的员工体系。

 

三.依赖倒置原则(DIP)

  高层模块不应该依赖于低层模块,两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。

面向过程的开发,上层调用下层,上层依赖于下层,当下层剧烈变动时上层也要跟着变动,这就会导致模块的复用性降低而且大大提高了开发的成本。

面向对象的开发很好的解决了这个问题,一般情况下抽象的变化概率很小,让用户程序依赖于抽象,实现的细节也依赖于抽象。即使实现细节不断变动,只要抽象不变,客户程序就不需要变化。这大大降低了客户程序与实现细节的耦合度。

 

例如:

四.里氏替换原则(LSP)

子类必须能替换它的父类型。

任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。LSP是继承复用的基石,只有当子类可以替换基类,软件单位的功能不受影响时,基类才能真正的被复用,而子类也可以在基类的基础上增加新的行为。

五.接口分离原则(ISP)

  采用多个与特定类有关的接口,比采用一个通用的涵盖多种业务的接口更好。

  如果你拥有一个针对多个客户的类,为每一个客户创建特定业务接口,然后使该客户类继承多个特定业务接口将比直接加载客户所需所有方法有效。

六.迪米特原则(LoP)

  迪米特原则又叫最少知识原则:如果两个类不直接发生通讯,那么这两个类就不应该发生直接的相互作用。

  如果一个类要调用另一个类,则通过第三者调用。

  迪米特法则首先强调的前提是在类的结构设计上,每一个类都应当尽量降低成员的访问权限。

迪米特法则其根本思想强调的是类之间的松耦合。类之间的耦合越弱,越利于复用,一个处于弱耦合的类被修改,不会对有关系的类造成波及。

七.合成/聚合复用原则

合成/聚合复用原则:经常又叫做合成复用原则,就是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;新对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。我白了就是要尽量使用合成/聚合,尽量不要使用继承。


1. 用户与身体信息管理模块 用户信息管理: 注册登录:支持手机号 / 邮箱注册,密码加密存储,提供第三方快捷登录(模拟) 个人资料:记录基本信息(姓名、年龄、性别、身高、体重、职业) 健康目标:用户设置目标(如 “减重 5kg”“增肌”“维持健康”)及期望周期 身体状态跟踪: 体重记录:定期录入体重数据,生成体重变化曲线(折线图) 身体指标:记录 BMI(自动计算)、体脂率(可选)、基础代谢率(根据身高体重估算) 健康状况:用户可填写特殊情况(如糖尿病、过敏食物、素食偏好),系统据此调整推荐 2. 膳食记录与食物数据库模块 食物数据库: 基础信息:包含常见食物(如米饭、鸡蛋、牛肉)的名称、类别(主食 / 肉类 / 蔬菜等)、每份重量 营养成分:记录每 100g 食物的热量(kcal)、蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质含量 数据库维护:管理员可添加新食物、更新营养数据,支持按名称 / 类别检索 膳食记录功能: 快速记录:用户选择食物、输入食用量(克 / 份),系统自动计算摄入的营养成分 餐次分类:按早餐 / 午餐 / 晚餐 / 加餐分类记录,支持上传餐食照片(可选) 批量操作:提供常见套餐模板(如 “三明治 + 牛奶”),一键添加到记录 历史记录:按日期查看过往膳食记录,支持编辑 / 删除错误记录 3. 营养分析模块 每日营养摄入分析: 核心指标计算:统计当日摄入的总热量、蛋白质 / 脂肪 / 碳水化合物占比(按每日推荐量对比) 微量营养素分析:检查维生素(如维生素 C、钙、铁)的摄入是否达标 平衡评估:生成 “营养平衡度” 评分(0-100 分),指出摄入过剩或不足的营养素 趋势分析: 周 / 月营养趋势:用折线图展示近 7 天 / 30 天的热量、三大营养素摄入变化 对比分析:将实际摄入与推荐量对比(如 “蛋白质摄入仅达到推荐量的 70%”) 目标达成率:针对健
1. 用户管理模块 用户注册与认证: 注册:用户填写身份信息(姓名、身份证号、手机号)、设置登录密码(需符合复杂度要求),系统生成唯一客户号 登录:支持账号(客户号 / 手机号)+ 密码登录,提供验证码登录、忘记密码(通过手机验证码重置)功能 身份验证:注册后需完成实名认证(模拟上传身份证照片,系统标记认证状态) 个人信息管理: 基本信息:查看 / 修改联系地址、紧急联系人、邮箱等非核心信息(身份证号等关键信息不可修改) 安全设置:修改登录密码、设置交易密码(用于转账等敏感操作)、开启 / 关闭登录提醒 权限控制:普通用户仅能操作本人账户;管理员可管理用户信息、查看系统统计数据 2. 账户与资金管理模块 账户管理: 账户创建:用户可开通储蓄卡账户(默认 1 个主账户,支持最多 3 个子账户,如 “日常消费账户”“储蓄账户”) 账户查询:查看各账户余额、开户日期、状态(正常 / 冻结)、交易限额 账户操作:挂失 / 解挂账户、申请注销账户(需余额为 0) 资金操作: 转账汇款:支持同行转账(输入对方账户号 / 手机号),需验证交易密码,可添加常用收款人 存款 / 取款:模拟存款(输入金额增加余额)、取款(输入金额减少余额,需不超过可用余额) 交易记录:按时间、类型(转入 / 转出 / 存款 / 取款)查询明细,显示交易时间、金额、对方账户(脱敏显示)、交易状态 3. 账单与支付模块 账单管理: 月度账单:自动生成每月收支明细,统计总收入、总支出、余额变动 账单查询:按月份、交易类型筛选账单,支持导出为 Excel 格式 还款提醒:若有贷款(简化版可模拟),系统在还款日 3 天前发送提醒 快捷支付: 绑定支付方式:添加银行卡(系统内账户)作为支付渠道 模拟消费:支持输入商户名称和金额,完成支付(从账户余额扣减) 支付记录:保存所有消费记录,包含商户、时间、金额、支付状态 4.
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