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紧耦合程序演化
题目1
编程模拟以下情景,有一个N品牌手机,在上边玩一个小游戏。
class HandsetNGame():
def run(self):
print("运行N品牌手机游戏")
def main():
game = HandsetNGame()
game.run()
main()
运行N品牌手机游戏
题目2
现在又有一个M品牌的手机,也有小游戏,客户端也可以调用,需要如何改?
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class HandsetGame():
__metaclass__ = ABCMeta
@abstractmethod
def run(self):
pass
class HandsetNGame(HandsetGame):
def run(self):
print("运行N品牌手机游戏")
class HandsetMGame(HandsetGame):
def run(self):
print("运行M品牌手机游戏")
点评
现在不同的手机又要增加通讯录功能,又要如何改?
那就意味着父类应该是“手机品牌”,下有“手机品牌M”和“手机品牌N”,每个子类下边又各有“通讯录”和“小游戏”。从上到下是个1-2-4的层级结构。
如果这样的话,那增加一款新的软件,需要在每个手机品牌下边都实现一次,如果新增加一款手机品牌,又需要把所有软件都重写一次。
继承不一定好?
对象的继承关系在编译时就定义好了,所以无法在运行时改变从父类继承的实现。子类的实现与它的父类有非常紧密的依赖关系,以至于父类实现中的任何变化都必然会导致子类发生变化。但你需要复用子类时,如果继承下来的实现不适合解决新的问题,则父类必须重写或者被其他更合适的类替换。这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性[DP]。
合成/聚合复用原则
合成/聚合复用原则,尽量使用合成/聚合,尽量不要使用类继承。
聚合表示一种弱的“拥有”关系,体现的是A对象可以包含B对象,但是B对象不是A对象的一部分,就如同“大雁”和“雁群”;
合成表示一种强的“拥有”关系,体现了严格的部分和整体的关系,部分和整体的生命周期一样,就如同“吃饱”和“大雁”;
优先使用对象的合成/聚合将有助于保持每个类被封装,并被集中在单个任务上。这样类和类继承层次会保持较小规模,并且不太可能增长为不可控制的庞然大物[DP]。
像“游戏”,“通讯录”等功能都是软件,我们应该让其与手机解耦,也就是再弄一个“手机软件”抽象类。
松耦合的程序
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class HandsetSoft():
__metaclass__ = ABCMeta
@abstractmethod
def run(self):
pass
class HandsetGame(HandsetSoft):
def run(self):
print("run handset game")
class HandsetAddressList(HandsetSoft):
def run(self):
print("run handset address list")
class HandsetBrand():
__metaclass__ = ABCMeta
@abstractmethod
def run(slef):
pass
def set_handset_soft(self, soft):
self.soft = soft
class HandsetBrandN(HandsetBrand):
def run(self):
print("on handset brand N")
self.soft.run()
class HandsetBrandM(HandsetBrand):
def run(self):
print("on handset brand M")
self.soft.run()
def main():
brand = HandsetBrandN()
brand.set_handset_soft(HandsetGame())
brand.run()
brand.set_handset_soft(HandsetAddressList())
brand.run()
brand = HandsetBrandM()
brand.set_handset_soft(HandsetGame())
brand.run()
brand.set_handset_soft(HandsetAddressList())
brand.run()
main()
on handset brand N
run handset game
on handset brand N
run handset address list
on handset brand M
run handset game
on handset brand M
run handset address list
点评
现在如果要增加音乐播放器,那么只要增加这个类就行,不影响其他任何类。
class HandsetPlayer(HandsetSoft):
def run(self):
print("run handset player")
现在如果要增加手机品牌S,也只需要增加一个品牌子类即可。
这显然也符合了我们之前的开放-封闭原则,这样的设计显然不会修改原来的代码,只要扩展类即可。
继承也是一种强耦合的结构,所以优先使用对象的合成或聚合,而不是类继承。
像“手机软件”和“手机品牌”两个抽象类之间进行关联,使得它们的实现部分互相分类,就好像一座桥一样,这就是桥接模式。
桥接模式
桥接模式,将抽象部分与它的实现部分分离,使它们可以独立地变化。[DP]
将抽象部分和实现部分分离,并不是指让抽象类和派生类分离,而是指抽象类和它的派生类用来实现自己的对象。就像刚刚的手机品牌&手机软件之间的关系,既可以按照品牌进行实现,又可以按照软件分类进行实现。由于实现的方式有多种,桥接模式的核心意图就是把这些实现独立出来,让它们各自的变化。这使得每种实现的变化都不会影响其他实现,从而达到应对变化的目的。
面对真实需求,实现系统可能有多角度分类,每一种分类都可能变化,那么就把这种多角度分离出来让它们独立变化,减少它们之间的耦合。
在我们需要多角度去分类实现对象,而只用继承会造成大量的类增加,不能满足开放-封闭原则时,就应该考虑使用桥接模式了。
只要真正深入理解设计原则,很多设计模式其实就是原则的应用而已,或许在不经意间就在使用设计模式了。