课程目标
- 理解
松耦合设计思想 - 掌握
面向对象设计原则 - 掌握
重构技法改善设计 - 掌握
GOF核心设计模式
什么是设计模式
目标：复用，以不变应万变
GOF设计模式
从面向对象谈起
深入理解面向对象
- 向下：深入理解三大面向对象机制
封装：隐藏内部实现继承：复用现有代码多态：改写对象行为
- 向上：深刻把握面向对象机制所带来的
抽象意义，理解如何使用这些机制来表达现实世界，掌握什么是“好的面向对象设计”
软件设计固有的复杂性
软件设计复杂的根本原因
变化- 客户需求的变化
- 技术平台的变化
- 开发团队的变化
- 市场环境的变化
- …
如何解决复杂性
- 分解
- 人们面对复杂性有一个常见的做法：即分而治之，将大问题分解为多个小问题，将复杂问题分解为多个简单问题。
抽象- 更高层次来讲，人们处理复杂性有一个通用的技术，即抽象。由于不能掌握全部的复杂对象，我们选择忽视它的非本质细节，而去处理泛化和理想化了的对象模型。
结构化 VS. 面向对象
- 分解：将问题具体化
/*
* @file: Shape1.h
*/
class Point {
public:
int x;
int y;
};
class Line {
public:
Point start;
Point end;
Line(const Point& start, const Point& end) {
this->start = start;
this->end = end;
}
};
class Rect {
public:
Point leftUp;
int width;
int height;
Rect(const Point& leftUp, int width, int height) {
this->leftUp = leftUp;
this->width = width;
this->height = height;
}
};
// 增加
// 新图形
class Circle {
};
/*
* @file: MainForm1.cpp
*/
class MainForm : public Form {
private:
Point p1;
Point p2;
vector<Line> lineVector; // 直线
vector<Rect> rectVector; // 矩形
// 改变
// 增加一个vector专门存储圆
vector<Circle> circleVector; // 圆
public:
MainForm() {
// ...
}
protected:
virtual void OnMouseDown(const MouseEventArgs& e);
virtual void OnMouseUp(const MouseEventArgs& e);
virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e);
};
void MainForm::OnMouseDown(const MouseEventArgs& e) {
p1.x = e.X;
p1.y = e.Y;
// ...
Form::OnMouseDown(e);
}
void MainForm::OnMouseUp(const MouseEventArgs& e) {
p2.x = e.X;
p2.y = e.Y;
if (rdoLine.Checked) { // 如果是要画线
Line line(p1, p2);
lineVector.push_back(line);
}
else if (rdoRect.Checked){ // 如果是要画矩形
int width = abs(p2.x - p1.x);
int height = abs(p2.y - p1.y);
Rect rect(p1, width, height);
rectVector.push_back(rect);
}
// 改变
else if (...) { // 如果是要画圆
// ...
circleVector.push_back(circle);
}
// ...
this->Refresh();
Form::OnMouseUp(e);
}
void MainForm::OnPaint(const PaintEventArgs& e) {
// 针对直线
for (int i = 0; i < lineVector.size(); i++) {
e.Graphics.DrawLine(Pens.Red,
lineVector[i].start.x,
lineVector[i].start.y,
lineVector[i].end.x,
lineVector[i].end.y);
}
// 针对矩形
for (int i = 0; i < rectVector.size(); i++) {
e.Graphics.DrawRectangle(Pens.Red,
rectVector[i].leftUp,
rectVector[i].width,
rectVector[i].height);
}
// 改变
// 针对圆形
for (int i = 0; i < circleVector.size(); i++) {
e.Graphics.DrawCircle(Pens.Red,
circleVector[i]);
}
// ...
Form::OnPaint(e);
}
- 抽象：运用面向对象的
继承与多态特性，使用统一的处理方式，来提高代码的复用性
/*
* @file: Shape2.h
*/
// 基类
class Shape {
public:
// 虚函数，由子类override
virtual void Draw(const Graphics& g) = 0;
// 析构函数也要是virtual
virtual ~Shape() { }
};
class Point {
public:
int x;
int y;
};
// 派生类：继承Shape
class Line: public Shape {
public:
Point start;
Point end;
Line(const Point& start, const Point& end) {
this->start = start;
this->end = end;
}
// 实现自己的Draw，负责画自己
virtual void Draw(const Graphics& g) {
g.DrawLine(Pens.Red,
start.x, start.y, end.x, end.y);
}
};
// 派生类：继承Shape
class Rect: public Shape {
public:
Point leftUp;
int width;
int height;
Rect(const Point& leftUp, int width, int height) {
this->leftUp = leftUp;
this->width = width;
this->height = height;
}
// 实现自己的Draw，负责画自己
virtual void Draw(const Graphics& g){
g.DrawRectangle(Pens.Red,
leftUp, width, height);
}
};
//增加
class Circle : public Shape{
public:
//实现自己的Draw，负责画自己
virtual void Draw(const Graphics& g) {
g.DrawCircle(Pens.Red,
...);
}
};
/*
* @file: MainForm2.cpp
*/
class MainForm : public Form {
private:
Point p1;
Point p2;
// 针对所有形状，注意：这里是基类指针Shape*，而非基类对象；
// 目的是利用多态，用父类指针指向子类对象，vector中可以存储所有子类对象的指针
vector<Shape*> shapeVector;
public:
MainForm() {
//...
}
protected:
virtual void OnMouseDown(const MouseEventArgs& e);
virtual void OnMouseUp(const MouseEventArgs& e);
virtual void OnPaint(const PaintEventArgs& e);
};
void MainForm::OnMouseDown(const MouseEventArgs& e) {
p1.x = e.X;
p1.y = e.Y;
// ...
Form::OnMouseDown(e);
}
void MainForm::OnMouseUp(const MouseEventArgs& e) {
p2.x = e.X;
p2.y = e.Y;
if (rdoLine.Checked) {
shapeVector.push_back(new Line(p1,p2)); // 将Line*指针放入shapeVector中
}
else if (rdoRect.Checked) {
int width = abs(p2.x - p1.x);
int height = abs(p2.y - p1.y);
shapeVector.push_back(new Rect(p1, width, height)); // 将Rect*指针放入shapeVector中
}
// 改变
else if (...){
// ...
shapeVector.push_back(circle); // 将Circle*指针放入shapeVector中
}
// ...
this->Refresh();
Form::OnMouseUp(e);
}
void MainForm::OnPaint(const PaintEventArgs& e) {
// 针对所有形状
for (int i = 0; i < shapeVector.size(); i++) {
shapeVector[i]->Draw(e.Graphics); //多态调用，各负其责
}
// ...
Form::OnPaint(e);
}
软件设计的目标
什么是好的软件设计？软件设计的金科玉律：复用！
