C++ の高度なプログラミング スキル: オブジェクト指向設計原則をマスターする

C 高水準プログラミング言語として、オブジェクト指向プログラミングはその最も重要な機能の 1 つです。プログラムの複雑さが増すにつれ、オブジェクト指向の設計原則をコードに適用する方法が、開発者が習得しなければならないスキルの 1 つになりました。この記事では、C 開発者がより堅牢で保守しやすいコードを作成できるように、オブジェクト指向プログラミングの 5 つの設計原則、つまり SOLID 原則を紹介します。

SOLID 原則は、2000 年に Robert C. Martin によって提案されました。これは、単一責任原則 (SRP)、オープン クローズド原則 (OCP)、リスコフ置換原則 (LSP)、インターフェイス分離原則 (ISP)、および依存関係反転原則という 5 つのオブジェクト指向設計原則を指します (浸漬）。

1. 単一責任原則 (SRP)

単一責任原則では、クラスが 1 つのことに対してのみ責任を持つこと、つまり、クラスが変更する理由は 1 つだけである必要があります。クラスに複数の責任がある場合、そのうちの 1 つの責任を変更する必要がある場合、他の責任も変更する必要がある可能性があり、コードの結合と複雑さが増加します。

たとえば、会員管理システムでは、会員クラスは会員情報管理と会員ポイント管理の両方を担当します。このクラスの特定の責任を変更する必要がある場合、別の責任に影響を及ぼし、システムが不安定になる可能性があります。解決策は、ポイント管理の責任を抽出し、独立したポイント管理クラスを作成して、各クラスが 1 つのことのみを担当するようにすることです。

2. オープンクローズ原則 (OCP)

オープンクローズ原則では、ソフトウェア エンティティは拡張に対してオープンであり、変更に対してはクローズである必要があります。これは、ソース コードを変更せずにシステムの機能を拡張できる必要があることを意味します。これを行うには、インターフェイスと抽象クラスを使用して、コード内の変更の範囲を制限する必要があります。

たとえば、グラフィックス ライブラリには複数のグラフィックス クラスがあります。新しいグラフィックス クラスを挿入する必要がある場合は、インターフェイスまたは抽象クラスを使用してグラフィックス基本クラスを定義し、他のすべてのグラフィックス クラスは継承します。この基本クラスから。このようにして、新しいグラフィックス クラスを挿入するときは、既存のコードを変更せずに、グラフィックス基本クラスを継承する新しいサブクラスを作成するだけで済みます。

3. リスコフ置換原則 (LSP)

リスコフ置換原則は、継承関係に対するさらなる制約であり、サブクラスがその親クラスを置き換えて、プログラムの正確性を保証できることが必要です。 。これは、サブクラスは親クラスが使用できるすべての場所で使用でき、親クラスと同じ結果を返せる必要があることを意味します。

たとえば、動物の基本クラスと鳥のサブクラスがある場合、動物オブジェクトに基づくコードで鳥オブジェクトを使用してもプログラムの正確性が損なわれないことを確認する必要があります。これには、鳥が動物クラスから継承し、コードのスケーラビリティと安定性を確保するために動物クラスで定義されたすべてのメソッドを実装する必要があります。

4. インターフェース分離原則 (ISP)

インターフェース分離原則では、クライアントは必要のないインターフェースに依存すべきではない、つまり、クラスは必要のないメソッドを強制すべきではないことが要求されます。必要。 。 ISP の基本的な考え方は、インターフェイスを可能な限り詳細にし、大きなインターフェイスを複数の小さなインターフェイスに分割することです。

たとえば、人間と労働者がいる場合、人間には食事と会話の 2 つの方法があり、労働者には仕事と休憩の 2 つの方法があります。人間とワーカーを表すインターフェイスを使用する場合、このインターフェイスには 4 つのメソッドが含まれており、そのうち 2 つはワーカー クラスには必要ありません。これは ISP 原則に違反します。不必要な結合を避けるために、このインターフェイスを 2 つに分割し、1 つはヒューマン インターフェイスを表し、もう 1 つはワーカー インターフェイスを表すことができます。

5. 依存関係逆転の原則 (DIP)

依存関係逆転の原則では、高レベルのモジュールが低レベルのモジュールに依存せず、低レベルの抽象インターフェイスに依存する必要があります。モジュール。これは、抽象化が具体的な実装に依存しないように依存関係を逆転する必要があることを意味します。

たとえば、ログ モジュールはファイル操作モジュールに依存します。ログ モジュールが特定のファイル操作モジュールに依存するようにハードコーディングされている場合、ファイル操作モジュールを置き換える必要がある場合、ログ モジュールのコードを大幅に変更する必要があります。また、抽象インターフェイスを使用し、ファイル操作モジュールを特定のインターフェイスの実装を約束する抽象クラスにカプセル化すると、ログ モジュールはこの抽象インターフェイスに依存するだけで済み、ファイル操作モジュールを置き換えた場合でも、ログ モジュールはその抽象インターフェイスに依存する必要がなくなります。ログモジュールのコードを変更します。

概要

SOLID 原則をマスターすると、オブジェクト指向プログラミングをより適切に実装し、より堅牢でスケーラブルで保守が容易なコードを作成できるようになります。これら 5 つの原則は絶対的なルールではなく、特定のシナリオやプロジェクトのニーズに基づいて、経験と常識に基づいて適用する必要があります。継続的な練習と要約を通じて、設計と開発の能力を向上させ、より良い C プログラムを書くことができます。

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