หลักการออกแบบเชิงวัตถุสิบประการที่โปรแกรมเมอร์ Java ควรรู้

หลักการออกแบบเชิงวัตถุ (OOD)เป็นแกนหลักของการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ Java (OOP) แต่ฉันเห็นว่าโปรแกรมเมอร์ Java ส่วนใหญ่ทำงานกับรูปแบบ ซิงเกิลตัน และมัณฑนากรหรือ "Observer" และไม่ได้ให้ความสนใจเพียงพอกับการศึกษาการวิเคราะห์เชิงวัตถุและ ออกแบบ. แน่นอนว่าการเรียนรู้พื้นฐานของ OOP เป็นสิ่งสำคัญ ได้แก่ นามธรรม การห่อหุ้ม ความหลากหลาย และการสืบทอด แต่ในขณะเดียวกัน การรู้หลักการออกแบบก็สำคัญไม่แพ้กัน เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีโครงสร้างที่ดีและเข้าใจได้ ฉันสังเกตโปรแกรมเมอร์นักพัฒนาในระดับต่าง ๆ อย่างต่อเนื่องที่ไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับหลักการ SOLID OODหรือเพียงไม่ทราบเกี่ยวกับข้อดีที่หลักการออกแบบนี้หรือหลักนั้นมีให้หรือวิธีนำไปใช้ในโค้ด สิ่งที่สำคัญที่สุดคือพยายามสร้างการเชื่อมโยงโค้ดและการออกแบบที่ดีในโซลูชันของคุณเสมอ ตัวอย่างที่ดีสำหรับการเรียนรู้ Java และ OOD คือ Apache และ Sun แบบโอเพ่นซอร์ส พวกเขาแสดงให้เห็นว่าหลักการ OOD ควรใช้ในการเขียนโค้ดในโปรแกรม Java อย่างไร ภาพประกอบการใช้รูปแบบใน JDK: Factory, รูปแบบ “factory” ใน คลาส BorderFactory , รูปแบบการออกแบบ Factory คืออะไร... , รูปแบบ Singleton, “singleton” ในคลาส Runtime RunTime , รูปแบบมัณฑนากร, “มัณฑนากร” ในคลาส java.io ต่างๆ อย่างไรก็ตาม หากคุณสนใจฝึกฝนโค้ด Java โปรดอ่าน Effective Java, Joshua Bloch (เช่นEffective Java แปลเป็นภาษารัสเซีย ) ซึ่งเป็นผลงานชิ้นเอกจากผู้เขียน Java API นอกจากนี้ ในหัวข้อ OOD และรูปแบบ ฉันขอแนะนำ Head First Design Pattern รวมถึงการวิเคราะห์และการออกแบบ Head First Object Oriented หนังสือเหล่านี้จะช่วยให้คุณเขียนโค้ดได้ดีขึ้นโดยใช้ประโยชน์จากหลักการ OOD แม้ว่าวิธีที่ดีที่สุดในการเรียนรู้หลักการใดๆ ก็ตามคือการฝึกฝนและเข้าใจผลที่ตามมาของการละเมิดหลักการเหล่านี้ หัวข้อของบทความนี้เป็นการแนะนำหลักการของ OOD สำหรับโปรแกรมเมอร์ Java ที่ยังไม่ได้ใช้หรือเพิ่งเรียนรู้ภาษา ฉันเชื่อว่าหลักการแต่ละข้อที่ระบุไว้ของ OOD ( SOLID ) มีค่าควรแก่บทความแยกต่างหากพร้อมคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับสาระสำคัญและฉันจะพยายามในอนาคต (เพื่อเขียนบทความเหล่านี้ - แปลโดยประมาณ) แต่สำหรับตอนนี้ เตรียมพร้อมที่จะข้ามมันไปอย่างรวดเร็ว DRY (Не повторяйтесь) Первым принципом обозначим «не повторяйтесь», что значит, не пишите повторяющегося codeа, используйте принцип абстракции, обобщая простые вещи в одном месте. Если у вас присутствует один и тот же блок codeа более, чем в двух местах, подумайте об отдельном методе для него. Если есть константа для многоразового использования, создайте глобальную переменную с модификаторами public final. Большим преимуществом использования данного принципа является легкость дальнейшей технической поддержки. Важно также не злоупотреблять этим принципом, когда, к примеру, повторение codeа существует не для самого codeа, а для реализации функциональности. Например, когда вы проверяете OrderID и SSN, это не значит, что они идентичны or станут таковыми в будущем. Используя одинаковый code для двух разных функций or элементов, вы связываете их тесно, и когда OrderID поменяет формат, code проверки SSN перестанет работать. Имейте в виду такие связки и не комбинируйте все подряд, что использует схожий code, но на самом деле, не является связанным. Инкапсулируйте то, что меняется Одна вещь постоянна в мире программного обеспечения — изменение. Инкапсулируйте code, который в будущем будет меняться. Преимущество принципа в легкости тестирования и поддержки надлежащим образом инкапсулированного codeа. При написании программ на java следуйте, по умолчанию, правилу создания переменных и методов с модификатором доступа private, расширяя доступ шаг за шагом, от private к protected, но не public. Несколько принципов дизайна java используют инкапсуляцию, паттерн Factory — хороший пример, где code создания an objectов инкапсулирован и достаточно гибок, чтобы позже создавать новые an objectы, но без воздействия на существующий code. Открыто-закрытый принцип дизайна Классы, методы, функции должны быть открыты для расширения (новой функциональности) и закрыты для модификации. Это отличный принцип из набора SOLID, соответствующий букве «О», предотвращающий изменение протестированного и работающего codeа. Идеально, если вы добавляете новую функциональность только, когда ваш code должен тестироваться, и в этом цель этого принципа ООД. Принцип уникальной ответственности (SRP) SRP соответствует букве S в SOLID и означает, что не должно существовать более 1 причины для изменения класса, иными словами, класс должен обладать уникальной функциональностью. Если один класс java реализует 2 набора функций, их сцепление создает ситуацию, при которой изменение одного нарушит имеющееся сочетание, что потребует нового раунда тестирования во избежание сюрпризов при использовании программ. Внедрение зависимостей (DI) or принцип инверсии управления (IOC) Не просите зависимости, фреймворк вам её обеспечит. Этот принцип отлично реализован в фреймворке Spring. Прелесть принципа в том, что любой класс с внедренной зависимостью (DI, часть фреймворка Spring), легко тестировать с помощью an object-муляжа и легко поддерживать, потому что code, создающий an object, инкапсулирован в фреймворке, и не смешивается с клиентским codeом. Существует множество способов внедрять зависимости, например, используя инструментарий в byte-codeе от фреймворков аспектно-ориентированного программирования типа AspectJ or используя прокси, How в Spring. Посмотрите этот пример использования принципа DI & IOC, представляющего букву D в аббревиатуре SOLID. Предпочитайте структуру наследованию Всегда ставьте на первое место структуру, композицию, если возможно. Кто-то может спорить с этим утверждением, но я нахожу, что приоритет композиции - гораздо более гибкий подход, чем реализация через наследование. Композиция позволяет изменить поведение класса во время исполнения, задавая свойства в текущем режиме. Использование интерфейсов для создания класса, применение полиморфизма, дает нам гибкость в улучшении реализации каждый раз. Даже в книге Effective Java говорится о преимуществе композиции над наследованием. Принцип подстановки Лисков (LSP) Согласно принципу LSP, буква L в SOLID, функции, которые используют ссылки на базовые классы, должны иметь возможность использовать an objectы производных классов, не зная об этом. LSP тесно связан с принципом уникальной ответственности и принципом разделения интерфейсов. Если у базового класса больше функциональности, чем у производного, такое соотношение нарушает принцип LSP. Whatбы следовать этому принципу, производный класс or подкласс должен расширять функциональность, а не сужать её. Принцип разделения интерфейсов (ISP) Данный принцип гласит, что класс не должен внедрять интерфейс ( What такое интерфейс в Java...) , если интерфейс не используется. В основном, такое происходит, когда интерфейс многофункциональный, а класс требует только одной функциональности. Разработка интерфейсов — сложная работа, реализовав интерфейс, трудно изменить его без изменения всей реализации. Другое преимущество использования принципа ISP заключается в том, что интерфейс внедряет методы до того, How Howой-либо класс может их использовать, поэтому уникальная функциональность требует внедрения меньшего количества методов. Программирование для интерфейса, а не реализации «Всегда программируйте для интерфейса, а не реализации.» Следование этому принципу приведет вас к гибкому codeу, который сможет работать с любой новой реализацией интерфейса. Используйте переменные интерфейсного типаวิธีการที่มีค่าส่งคืน หรือวิธีการที่มีพารามิเตอร์ คำแนะนำเดียวกันนี้มีอยู่ในหนังสือ Effective Java และ OOD หลักการมอบหมาย อย่าทำทุกอย่างด้วยตัวเอง มอบหมายงานให้ชั้นเรียนที่เหมาะสม ตัวอย่างหนังสือเรียนเกี่ยวกับการใช้หลักการของการมอบหมายคือการใช้เมธอดเท่ากับ () และ hashCode() เพื่อเปรียบเทียบสองอ็อบเจ็กต์ เราปล่อยให้คลาสทำงานเอง แทนที่จะปล่อยการตรวจสอบให้กับคลาสไคลเอ็นต์ ข้อดีของหลักการนี้คือการหลีกเลี่ยงการเข้ารหัสซ้ำซ้อนและง่ายต่อการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม หลักการข้างต้นทั้งหมดของการออกแบบเชิงวัตถุจะช่วยให้คุณเขียนโค้ดที่ยืดหยุ่นและดีขึ้น สอดคล้องกัน แต่ไม่มีการเชื่อมต่อที่ไม่จำเป็น ทฤษฎีเป็นก้าวแรก สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการพัฒนาความสามารถในการวิเคราะห์ว่าหลักการ OOD เหล่านี้นำไปใช้ในจุดใด คอยดูว่าคุณกำลังละเมิดหลักการใดๆ หรือไม่ ซึ่งเป็นอันตรายต่อความยืดหยุ่นของโค้ดของคุณ ในขณะเดียวกัน ไม่มีอะไรสมบูรณ์แบบ เป็นไปไม่ได้เสมอไปที่จะแก้ไขปัญหาโดยใช้หลักการ OOD ในการเขียนโปรแกรมเท่านั้น โดยส่วนใหญ่แล้วสิ่งเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโซลูชันและโครงการขององค์กรที่มีวงจรการสนับสนุนทางเทคนิคที่ยาวนาน