java设计模式课后习题参考答案第 2 章面向对象设计原则清华出版社刘伟

第 2 章面向对象设计原则

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“封装变化点”可对应“开闭原则”，“对接口进行编程”可对应“依赖倒转原则”，“多使用组合，
而不是继承”可对应“合成复用原则”。
类的粒度需满足单一职责原则，接口的粒度需满足接口隔离原则。
在面向对象设计中，正方形不能作为长方形的子类，具体分析过程如下：

class Rectangle //长方形
{private double width;
private double height;
public Rectangle(double width,double height)
{this.width=width;
this.height=height;
}
public double getHeight()
{return height;
}
public void setHeight(double height)
{this.height = height;
}
public double getWidth()
{return width;
}
public void setWidth(double width)
{this.width = width;
5
}
}
class Square extends Rectangle //正方形
{public Square(double size)
{super(size,size);
}
public void setHeight(double height)
{super.setHeight(height);
super.setWidth(height);
}
public void setWidth(double width)
{super.setHeight(width);
super.setWidth(width);
}
}
class Client
{public static void main(String args[])
{Rectangle r;
r = new Square(0.0);
r.setWidth(5.0);
r.setWidth(10.00);
double area = calculateArea(r);
if(50.00==area)
{System.out.println("这是长方形或长方形的子类！");
}
else
{System.out.println("这不是长方形！");
}
}
public static double calculateArea(Rectangle r)
{return r.getHeight() * r.getWidth();
}
}

由代码输出可以得知，我们在客户端代码中使用长方形类来定义正方形对象，将输出“这
不是长方形！”，即将正方形作为长方形的子类，在使用正方形替换长方形之后正方形已经
不再是长方形，接受基类对象的地方接受子类对象时出现问题，违反了里氏代换原则，因此
从面向对象的角度分析，正方形不是长方形的子类，它们都可以作为四边形类的子类。关于
该问题的进一步讨论，大家可以参考其他相关资料，如 Bertrand Meyer 的基于契约设计
(Design By Contract)，在长方形的契约(Contract)中，长方形的长和宽是可以独立变化的，但是正方形破坏了该契约。

重构方案如下所示：

在本重构方案中，将笔的大小和颜色设计为两个继承结构，两者可以独立变化，根据依
赖倒转原则，建立一个抽象的关联关系，将颜色对象注入到画笔中；再根据合成复用原则，
画笔在保持原有方法的同时还可以调用颜色类的方法，保持原有性质不变。如果需要增加一
种新的画笔或增加一种新的颜色，只需对应增加一个具体类即可，且客户端可以针对高层类
Pen 和 Color 编程，在运行时再注入具体的子类对象，系统具有良好的可扩展性，满足开闭
原则。（注：本重构方案即为桥接模式）

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