Compétences avancées en programmation C++ : maîtriser les principes de conception orientée objet

En tant que langage de programmation de haut niveau, la programmation orientée objet est l'une de ses fonctionnalités les plus importantes. À mesure que la complexité des programmes augmente, la manière d’appliquer les principes de conception orientée objet dans le code est devenue l’une des compétences que les développeurs doivent maîtriser. Cet article présentera les cinq principes de conception de la programmation orientée objet, à savoir les principes SOLID, pour aider les développeurs C++ à écrire un code plus robuste et plus maintenable.

Les principes SOLID ont été proposés par Robert C. Martin en 2000. Il fait référence aux cinq principes de conception orientée objet, à savoir le principe de responsabilité unique (SRP), le principe ouvert et fermé (OCP), le principe de substitution de Liskov (LSP), le principe de séparation d'interface (ISP) et le principe d'inversion de dépendance ( TREMPER).

1. Principe de responsabilité unique (SRP)

Le principe de responsabilité unique exige qu'une classe ne soit responsable que d'une seule chose, c'est-à-dire qu'une classe ne devrait avoir qu'une seule raison pour son changement. Si une classe a plusieurs responsabilités, lorsqu'une des responsabilités doit être modifiée, d'autres responsabilités peuvent également devoir être modifiées, ce qui augmentera le couplage et la complexité du code.

Par exemple, dans un système de gestion des membres, une classe de membres est responsable à la fois de la gestion des informations sur les membres et de la gestion des points des membres. Si une certaine responsabilité de cette classe doit être modifiée, cela peut affecter une autre responsabilité, provoquant une instabilité du système. La solution consiste à extraire les responsabilités de gestion des points et à créer une classe de gestion des points indépendante afin que chaque classe ne soit responsable que d'une seule chose.

2. Principe Ouvert-Fermé (OCP)

Le principe Ouvert-Fermé exige qu'une entité logicielle soit ouverte aux extensions et fermée aux modifications. Cela signifie que nous devrions pouvoir étendre les fonctionnalités du système sans modifier le code source. Pour ce faire, nous devons utiliser des interfaces et des classes abstraites pour limiter la portée des modifications dans le code.

Par exemple, il existe plusieurs classes graphiques dans une bibliothèque graphique. Si nous devons insérer une nouvelle classe graphique, nous pouvons utiliser une interface ou une classe abstraite pour définir une classe de base graphique, et toutes les autres classes graphiques héritent de cette classe de base. . De cette façon, lorsque nous insérons une nouvelle classe graphique, il suffit de créer une nouvelle sous-classe qui hérite de la classe de base graphique sans modifier le code existant.

3. Principe de substitution de Liskov (LSP)

Le principe de substitution de Liskov est une contrainte supplémentaire sur la relation d'héritage. Il nécessite qu'une sous-classe puisse remplacer sa classe parent et garantir l'exactitude du programme. Cela signifie qu'une sous-classe doit pouvoir être utilisée partout où la classe parent peut être utilisée et renvoyer les mêmes résultats que la classe parent.

Par exemple, si nous avons une classe de base d'animaux et une sous-classe d'oiseaux, nous devons nous assurer que dans tout code basé sur des objets animaux, l'utilisation d'objets oiseaux ne détruit pas l'exactitude du programme. Cela nécessite que les oiseaux héritent de la classe animal et implémentent toutes les méthodes définies dans la classe animal pour garantir l'évolutivité et la stabilité du code.

4. Principe de séparation d'interface (ISP)

Le principe de séparation d'interface exige que le client ne doive pas s'appuyer sur des interfaces dont il n'a pas besoin, c'est-à-dire qu'une classe ne doit pas forcer les méthodes dont elle n'a pas besoin. L'idée principale du FAI est de rendre l'interface aussi détaillée que possible et de diviser la grande interface en plusieurs petites interfaces.

Par exemple, si nous avons un humain et un travailleur, l'humain a deux méthodes pour manger et parler, et le travailleur a deux méthodes pour travailler et se reposer. Si nous utilisons une interface pour représenter les humains et les travailleurs, alors cette interface contient quatre méthodes, dont deux ne sont pas nécessaires à la classe des travailleurs, ce qui viole le principe du FAI. Nous pouvons diviser cette interface en deux, l'une représentant l'interface humaine et l'autre représentant l'interface travailleur, pour éviter tout couplage inutile.

5. Principe d'inversion de dépendance (DIP)

Le principe d'inversion de dépendance exige que les modules de haut niveau ne dépendent pas des modules de bas niveau, mais s'appuient sur les interfaces abstraites des modules de bas niveau. Cela signifie que nous devons inverser la relation de dépendance afin que l'abstraction ne dépende pas de l'implémentation concrète.

Par exemple, un module de journalisation dépend d'un module d'exploitation de fichiers. Si le module de journalisation est codé en dur pour dépendre d'un module d'opération de fichier spécifique, alors lorsque nous devons remplacer le module d'opération de fichier, le code du module de journalisation doit être considérablement modifié. Et si nous utilisons une interface abstraite pour encapsuler le module d'opération de fichier dans une classe abstraite qui promet d'implémenter certaines interfaces, le module de journalisation n'a besoin que de cette interface abstraite. Même si le module d'opération de fichier est remplacé, le code du journal. le module n’a pas besoin d’être modifié.

Résumé

La maîtrise des principes SOLID peut nous permettre de mieux implémenter la programmation orientée objet et d'écrire un code plus robuste, évolutif et facile à maintenir. Ces cinq principes ne sont pas des règles absolues. Nous devons les appliquer sur la base de l’expérience et du bon sens en fonction de scénarios spécifiques et des besoins du projet. Grâce à une pratique continue et à des résumés, nous pouvons améliorer nos capacités de conception et de développement et écrire de meilleurs programmes C++.

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