第17章GRASP：基于職責(zé)設(shè)計(jì)對(duì)象

GRASP:DesigningObjectswithResponsibilities1圖17-1制品關(guān)系〔強(qiáng)調(diào)了對(duì)OO設(shè)計(jì)的影響2職責(zé)和方法UML定義職責(zé)(Responsibility)為“類元的契約或義務(wù)。方法(Method)用來實(shí)現(xiàn)〔履行〕職責(zé)。一個(gè)職責(zé)可能要許多類和方法(method)來實(shí)現(xiàn)，也可能只要很少方法來實(shí)現(xiàn)，這是由職責(zé)的粒度(granularity)來決定的。3職責(zé)可分成兩類：“認(rèn)知〞責(zé)〔knowing〕“行為〞職責(zé)〔doing〕“知道〞私有的封裝數(shù)據(jù)“知道〞相關(guān)聯(lián)的對(duì)象“知道〞能夠派生或計(jì)算出的事物“做〞自身的一些事情。如創(chuàng)立一個(gè)對(duì)象或進(jìn)行一次計(jì)算?！白雳暺渌鼘?duì)象的初始化操作?？刂坪蛥f(xié)調(diào)其它對(duì)象的活動(dòng)。4職責(zé)和交互圖圖17-2職責(zé)與方法是相關(guān)的在UML制品〔artifacts〕中，通常是在建立交互圖的語(yǔ)境來考慮對(duì)象的職責(zé)分配，通過方法來實(shí)現(xiàn)職責(zé)。5設(shè)計(jì)模式〔Patterns〕富有經(jīng)驗(yàn)的面向?qū)ο蠹夹g(shù)專家〔或其它軟件開發(fā)人員〕為解決某些問題而設(shè)計(jì)的解決方案，可作為通用原那么(GeneralPrinciples)和慣用法(Idioms)，用于指導(dǎo)軟件設(shè)計(jì)。如果將這些原那么和慣用法以一種結(jié)構(gòu)化的形式加以描述，給出問題和解決方案，然后起一個(gè)名字。這就是設(shè)計(jì)模式(Patterns)。例如：模式名：信息專家（InformationExpert）問題：為了獲取某些信息，分配職責(zé)給對(duì)象的基本原則是什么？解決方案：將職責(zé)分配給信息專家--含有滿足職責(zé)所需信息的類。設(shè)計(jì)模式是一些針對(duì)特定問題的成功的解決方案6GoF關(guān)于設(shè)計(jì)模式的著作英文版于1994年出版這本書被認(rèn)為是設(shè)計(jì)模式的“圣經(jīng)〞，它描述了23個(gè)OO設(shè)計(jì)模式這本書的作者有四人ErichGamma,RichardHelm,RalphJohnson,JohnVlissides，因此被稱為GoF〔GangofFour,四人幫〕設(shè)計(jì)模式閱讀該書要有一定的OO設(shè)計(jì)和編程知識(shí)〔C++〕學(xué)習(xí)GRASP和根本GoF模式是本課程的關(guān)鍵目標(biāo)7GRASP：分配職責(zé)通用原那么的模式GRASP作為設(shè)計(jì)模式來描述對(duì)象設(shè)計(jì)和職責(zé)分配的根本原那么。GRASP模式：創(chuàng)立者(Creator)信息專家(InformationExpert)低耦合(LowCoupling)控制器(Controller)高內(nèi)聚(HighCohesion)GeneralResponsibilityAssignmentSoftwarePattern8創(chuàng)立者〔Creator〕模式名：創(chuàng)立者問題：誰創(chuàng)立了A？解決方案(可被視作建議)：如果以下條件之一成立，那么可以將創(chuàng)立類A實(shí)例的職責(zé)分配給類B。B包含了A對(duì)象；B組成聚集了A；B記錄了A；B緊密地使用A；B具有A的初始化數(shù)據(jù)9問題：由誰創(chuàng)立Square對(duì)象圖17-3Monopoly迭代1的領(lǐng)域模型10圖17-4在動(dòng)態(tài)模型中運(yùn)用創(chuàng)立者模式圖17-5在設(shè)計(jì)模型的DCD中，Board與Square具有組成聚合關(guān)聯(lián)。我們?cè)陟o態(tài)模型中應(yīng)用了創(chuàng)立者在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)模型中應(yīng)用創(chuàng)立者模式11信息專家〔InformationExpert〕模式名：信息專家〔或?qū)＜摇硢栴}：給對(duì)象分配職責(zé)的根本原那么是什么？解決方案(建議)：將職責(zé)分配給具有完成該職責(zé)所需信息的那個(gè)類12問題：如果給定鍵值，誰知道Square對(duì)象的相關(guān)信息圖17-6應(yīng)用專家模式13低耦合〔LowCoupling〕模式名：低耦合問題：如何減少因變化產(chǎn)生的影響？解決方案(建議)：分配職責(zé)以使(不必要的)耦合保持在較低的水平。使用該原那么對(duì)可選方案進(jìn)行評(píng)估14圖17-7評(píng)介耦合對(duì)設(shè)計(jì)影響此方案中Dog與Board都必須知道Square，而上一方案只有Board知道Square，所以上一方案耦合度更低。15為什么期望低耦合因?yàn)榈婉詈贤軌驕p少修改軟件所需的時(shí)間、工作量和缺陷。16創(chuàng)立者模式與低耦合創(chuàng)立者模式支持低耦合度,意味著具有較低的依賴關(guān)系和較高的重用時(shí)機(jī)。因?yàn)楸粍?chuàng)立的類很可能早已經(jīng)對(duì)創(chuàng)立者類可見〔即在創(chuàng)立者類已有方法涉及被創(chuàng)立者類〕，耦合程度不會(huì)增加。17信息專家模式與低耦合信息專家模式支持低耦合度。因?yàn)樾畔＜夷Ｊ桨崖氊?zé)分配給擁有完成職責(zé)所需信息的對(duì)象。如果我們把職責(zé)分配給其他對(duì)象，那么信息需要被這些對(duì)象共享會(huì)增加耦合度。18控制器〔Controller〕模式名：控制器問題：在UI層之上首先接收和協(xié)調(diào)(控制)系統(tǒng)操作的對(duì)象是什么？解決方案：將接收或處理系統(tǒng)事件消息的職責(zé)分派給代表以下事務(wù)的類：代表全部“系統(tǒng)〞或“根對(duì)象〞，如MonopolyGame對(duì)象代表運(yùn)行軟件的設(shè)備，如Phone，BankCashMachine代表用例或會(huì)話出現(xiàn)。通常命名為<用例名>Handler，<用例名>Session。如，PlayMonopolyGameHandler。19問題：誰首先來處理playGame系統(tǒng)系統(tǒng)圖17-8Monopoly游戲的SSD。注意playGame操作20根據(jù)模型與視圖別離原那么，UI對(duì)象不應(yīng)當(dāng)包括業(yè)務(wù)邏輯，應(yīng)該把請(qǐng)求委派給領(lǐng)域?qū)拥膶?duì)象。圖17-9誰是用于playGame系統(tǒng)操作的控制器21如果只有少數(shù)幾個(gè)系統(tǒng)操作，可以選擇代表全部“系統(tǒng)〞或“根對(duì)象〞。圖17-10應(yīng)用控制器模式-使用MomopolyGame。所UI層與軟件對(duì)象的領(lǐng)域?qū)舆B接起來22高內(nèi)聚〔HighCohesion〕模式名：高內(nèi)聚問題：怎樣使對(duì)象保持有內(nèi)聚、可理解和可管理，同時(shí)具有支持低耦合的附加作用？解決方案：職責(zé)分配應(yīng)保持高內(nèi)聚，依此來評(píng)估備選方案。23什么是高內(nèi)聚度〔HighCohesion〕高內(nèi)聚度是對(duì)一個(gè)類中的各個(gè)職責(zé)之間相關(guān)程度和集中程度的度量。一個(gè)具有高度相關(guān)職責(zé)的類并且這個(gè)類所能完成的工作量不是特別巨大，那么它就具有高內(nèi)聚度。包括兩個(gè)意思：不要給一個(gè)類分派太多的職責(zé)，在履行職責(zé)時(shí)盡量將局部職責(zé)分派給有能力完成的其它類去完成。不相關(guān)的職責(zé)不要分派給同一個(gè)類。24圖17-11比照不同設(shè)計(jì)的內(nèi)聚程度左側(cè)的方案中，MonopolyGame對(duì)象自己完成全部工作

右側(cè)方案中，MonopolyGame為playGame請(qǐng)求對(duì)工作進(jìn)行了委派25GRASP在NextGenPOS設(shè)計(jì)中的例如26創(chuàng)立者模式例如：誰該負(fù)責(zé)創(chuàng)立SalesLineItem？圖17-12局部領(lǐng)域模型27Sale，因?yàn)樗薙alesLineItem圖17-13創(chuàng)立SalesLineItem28信息專家例如：誰應(yīng)當(dāng)負(fù)責(zé)了解銷售的總額圖17-14Sale的關(guān)聯(lián)答案：查找具有完成職責(zé)所需信息的類。1〕如果DCD中存在相關(guān)類，那么在DCD中查找2〕否那么查看領(lǐng)域模型，并嘗試?yán)?或擴(kuò)充)它的表示，以激發(fā)相應(yīng)設(shè)計(jì)類的創(chuàng)立29Sale的新職責(zé)圖17-15局部交互圖和類圖30SalesLineItem的新職責(zé)圖17-16計(jì)算Sale的總額31ProductDescription的新職責(zé)圖17-17計(jì)算Sale的總額32低耦合模式例如：誰負(fù)責(zé)創(chuàng)立Payment圖17-18Register創(chuàng)立PaymentRegister記錄了PaymentSale具有初始化Payment的數(shù)據(jù)〔支付總額〕，另支持是針對(duì)Sale進(jìn)行的方案一〔創(chuàng)立者模式〕：33圖17-19Sale創(chuàng)立Payment方案二〔創(chuàng)立者模式〕：結(jié)論：方案二耦合度更低。禁忌：高耦合對(duì)于穩(wěn)定和普遍使用的元素而言不是問題同。如Java庫(kù)。34控制器模式例如：

enterItem,endSale等系統(tǒng)操作的控制器是誰？圖17-20NextGenPOS應(yīng)用中的假設(shè)干系統(tǒng)操作35圖17-21哪個(gè)對(duì)象應(yīng)該是enterItem的控制器哪個(gè)對(duì)象應(yīng)該是enterItem的控制器36可能的選擇：

1.代表整個(gè)“系統(tǒng)〞、“根對(duì)象〞、裝置或子系統(tǒng)：

Register,POSSystem

2.代表用例場(chǎng)景中所有系統(tǒng)事件的接收者或處理者：

ProcessSaleHandler,ProcessSaleSession.圖17-22控制器的選擇37不同方案的系統(tǒng)操作分配圖17-23系統(tǒng)操作的分配38關(guān)于控制器模式的討論控制器設(shè)計(jì)中的常見缺陷是分配的職責(zé)過多。這時(shí)，控制器會(huì)具有不良(低)內(nèi)聚，從而違反了高內(nèi)聚的原那么準(zhǔn)那么：正常情況下，控制器應(yīng)當(dāng)把需要完成的工作委派給其它對(duì)象?？刂破髦皇菂f(xié)調(diào)或控制這些活動(dòng)，本身并不完成大量工作。UP和Jacobson的原有對(duì)象方法中，有邊界對(duì)象(接口的抽象)，實(shí)體對(duì)象(領(lǐng)域軟件對(duì)象)和控制對(duì)象(控制器模式中的用例處理者)的概念。控制器模式的重要結(jié)果是，UI對(duì)象和UI層不應(yīng)具有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)事件的職責(zé)。系統(tǒng)操作應(yīng)該在應(yīng)用邏輯層或領(lǐng)域?qū)油瓿伞?9控制器在WebUI和效勞器的應(yīng)用在Web頁(yè)面中混入應(yīng)用邏輯是ASP.NET程序設(shè)計(jì)中常用的、脆弱的編程類型。效勞器端的WebUI框架(如：Structs)包含Web-MVC(模型-視圖-控制器)模式的概念。Web-MVC中的控制器與GRASP控制器不同，前者是UI層的一局部，并且控制UI層的交互及頁(yè)面流；后者是領(lǐng)域?qū)拥囊痪植浚刂苹騾f(xié)調(diào)工作請(qǐng)求的處理，它根本不知道所用的UI技術(shù)是什么？40UI層與控制器交互的編程例如使用JavaSwing的實(shí)現(xiàn)：富客戶端UIP222使用JavaStructs實(shí)現(xiàn)，客戶端瀏覽器和WebUIP22441浮腫的控制器在系統(tǒng)中只有一個(gè)簡(jiǎn)單的控制器接收所有的系統(tǒng)事件，并且系統(tǒng)事件非常多?？刂破鞅旧韴?zhí)行許多實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)事件必需的任務(wù)，而沒有把工作委托給別的類?？刂破鞅旧砭哂性S多屬性，并維護(hù)著系統(tǒng)或者領(lǐng)域中本應(yīng)該分布到其它對(duì)象的大量信息，或在別處可以找到的重復(fù)信息。42防止浮腫的控制器的一些解決方案增加控制器。使用用例控制器，而不是外觀控制器航空預(yù)訂系統(tǒng)例如

設(shè)計(jì)控制器，使它把完成每個(gè)系統(tǒng)操作的職責(zé)委派給其它對(duì)象43界面層不處理系統(tǒng)事件-期望的圖17-24UI層到領(lǐng)域?qū)又g所期望的耦合44界面層不處理系統(tǒng)事件-不期望的圖17-25UI層到領(lǐng)域?qū)铀惶谕鸟詈?5創(chuàng)立Payment類的對(duì)象的職責(zé)可以交給Sale類去完成。:Register