本文摘录自Boolan首席软件咨询师李建忠老师主讲的 《C++软件设计思想、方法与模式》。

软件设计思想与原则

从面向对象谈起

为什么要面向对象设计？

面向对象设计最大的优势在于：抵御变化

底层思维：向下，如何把握机器底层从微观理解对象构造。

抽象思维：向上，如何将我们的周围世界抽象为程序代码。

软件设计通常具有固有的复杂性，了解软件设计复杂性的诱因是处理复杂性的关键。

•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。

•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”

•对象通过“抽象”来管理复杂性

•   数据抽象

•   单一责任

•   模块化

•   分治管理

面向对象设计的“SOLID”五大原则：

•SRP （ Single Responsibility Principle），单一职责原则

•OCP（Open Close Principle），开放封闭原则

•LSP（Liskov Substitution Principle），里氏替换原则

•ISP（Interface Segregation Principle），接口隔离原则

•DIP（Dependence Inversion Principle）， 依赖倒置原则

深入理解面向对象三大机制：

•封装，封装数据（状态）与函数（行为）

•   对象的内存布局

•继承，复用父类代码实现

•   子类与父类的对象模型

•   私有继承、受保护继承、公有继承

•多态，运行时选择对象行为

•   虚表指针完成运行时动态绑定

软件设计方法与技巧

将设计原则提升为设计经验：

•设计原则 Design Principles 

Design Principles 描述与特定编程语言无关的，通用性的，适用于各种粒度的设计原则。

•设计习语 Design Idioms

Design Idioms 描述与特定编程语言相关的特定规范、技巧、惯用法。参考《C++ Core Guidelines》

•设计模式 Design Patterns

Design Patterns主要描述的是“类与相互通信的对象之间的组织关系，包括它们的角色、职责、协作方式等方面。

重构

•重构是⼀种对软件内部结构的改善，⽬的是在不改变软件的可⻅⾏为的情况下，使其更易理解，修改成本更低。

•重构过程包括去除重复、简化复杂逻辑和澄清模糊的代码。 

•   要保证重构的安全性

•   循序渐进地进⾏重构 

•   要持续进⾏重构

通过重构进行迭代式设计，逐步得到好的设计，是设计常态。

重构的要点：

•提⾼代码的可读性 

•保持代码整洁

•循序渐进

架构模式 Architectural Patterns：

•架构模式描述系统中与基本结构组织关系密切的高层模式。

•架构模式通常包括子系统划分，职责，以及如何组织它们之间关系的规则。

设计模式与实践

GOF-23 模式分类

•从目的来看：

•    创建型（Creational）模式：将对象的部分创建工作延迟到子类或者其他对象，从而应对需求变化为对象创建时具体类型实现引来的冲击。

•    结构型（Structural）模式：通过类继承或者对象组合获得更灵活的结构，从而应对需求变化为对象的结构带来的冲击。

•    行为型（Behavioral）模式：通过类继承或者对象组合来划分类与对象间的职责，从而应对需求变化为多个交互的对象带来的冲击。

•从范围来看：

•    类模式处理类与子类的静态关系。

•    对象模式处理对象间的动态关系。

12月9日晚20:00

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