C++（六）-面向对象的设计

一、面向对象设计的基本概念

https://docs.staruml.io/user-guide/managing-extensions#install-extension

面向对象的分析（OOA）：分析需要做的需求。

面向对象的设计（OOD）：需要设计那些类、类中设计哪些数据成员、哪些成员函数、类与类之间的关系。

面向对象的编程（OOP）：将设计转换为代码

UML语言：统一建模语言

二、类与类之间的关系（==重要==）

1、继承

从派生类向基类画出空间三角箭头。基类会成为派生类的一部分，在语义上：A is B

继承：先有基类，然后再产生派生类。泛化（一般化）：先有派生类，然后抽象出基类。

2、关联

2.1、双向的关联关系

在类图的画法上，使用的是实心直线。彼此并不负责对方的生命周期。在语义上：A has B。在代码层面上：使用的是指针或者引用。

2.2、单向的关联关系

在类图的画法上，使用的是实心箭头，从A指向B。彼此并不负责对方的生命周期。在语义上：A has B。在代码层面上：使用的是指针或者引用

3、聚合

表现为整体与局部的关系，整体并不负责局部的生命周期。在类图的画法上，可以从局部指向整体的空心菱形箭头。在语义上：A has B。在代码层面上：使用的是指针或者引用。

4、组合

表现为整体与局部的关系，整体会负责局部对象的销毁。在类图的画法上，使用从局部指向整体的实心菱形箭头。在语义上：A has B。在代码层面上：使用的是子对象的形式

5、依赖

在类图的画法上，使用的是从A指向B的虚线箭头。在语义层面上：A use B。这种关系是偶然的，临时的，并不是固定的。在代码层面上：

• B作为A的成员函数的参数
• B作为A的成员函数的局部变量（返回值）
• A的成员函数调用B的静态方法

总结

1、继承是垂直关系（纵向的关系），其他四种是平行的关系（横向的关系）

2、语义区别：继承是is关系，关联、聚合、组合是has关系，依赖是use关系

3、耦合程度：依赖 < 关联 < 聚合 < 组合 < 继承

4、聚合关系是一种稍强的关联关系，组合关系是一种更强的关联关系，在代码层面上：聚合使用的是指针或者引用，但是组合使用的是子对象

三、面向对象的设计原则（==重要==）

0、总纲

低耦合、高内聚。

低耦合：类与类之间的关系、模块与模块之间的关系。高内聚：类内部或者模块内部之间的关系

1、单一职责原则

核心思想：一个类，最好只做一件事，只有一个引起它变化的原因。

2、开放闭合原则（==重要==）

核心思想：就是对抽象编程，而不对具体编程，因为抽象相对稳定。对扩展开放，对修改关闭。

3、里氏替换原则（==重要==）

核心思想：派生类必须能够替换其基类。

表现形式：

• 派生类可以实现基类的抽象方法，表现为多态（也就是C++中的动态多态）
• 派生类能够新增自己的个性（C++中派生类进行生成的时候，吸收、改造、新增）
• 派生类不能覆盖基类的非抽象方法（C++中隐藏）

4、接口分离原则

核心思想：使用多个小的专门的接口，而不要使用一个大的总接口

5、依赖倒置原则（==重要==）

核心思想：面向接口编程，依赖于抽象(抽象是稳定的，具体的是在变化的)

总结：在大多数情况下，开闭原则、里氏代换原则和依赖倒置原则会同时出现，==开闭原则是目标，里氏代换原则是基础，依赖倒置原则是手段==

6、最少知识原则

核心思想：尽量的降低两个类或者模块之前的耦合关系（解耦）

7、组合复用原则

还是为了降低耦合程度，将继承的写法换成了关联、聚合、组合