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文档简介
24/27代码重构的模式和技术创新第一部分代码重构的原则与准则 2第二部分代码异味辨识与重构驱动 6第三部分提取函数与内聚提升 9第四部分委托派发与职责分离 12第五部分以接口为中心的设计 15第六部分依赖注入与松散耦合 17第七部分测试驱动重构与自动化验证 20第八部分持续集成与重构成果维护 22
第一部分代码重构的原则与准则关键词关键要点【重构原则】
1.保持代码的简单性:避免代码复杂度过高,提高可读性和可维护性。
2.保持代码的可扩展性:通过模块化设计和松耦合原则,增强代码的可扩展性,便于后期扩展和修改。
3.遵循DRY原则(不重复自己):避免代码重复,使用函数、类或其他抽象机制实现代码重用,提高代码的可维护性和一致性。
【重构准则】
代码重构的模式和技术
代码重提的模式和技术
重构是一项软件升级技术,它可以通过在不修改代码功能的基础上修改代码来改进代码库的内部架构,使其更易于理解,更易于使用,并易于升级。
重构的模式和技术
1.搬移特性(MoveFeatures)
*将函数或数据从一个类移动到其他类
*优化职责隔离并避免循环冗余
2.搬移函数(MoveFunction)
*将函数从一个类移动到其他类
*分离行为并改进模块化
3.搬移类型(MoveType)
*将一个类或数据类型从一个包移动到其他包
*分离应用程序并改进可重用性
4.搬移常量(MoveConstant)
*将常量从一个类移动到其他类或包
*集中常量并避免重复
5.重做(Redo)
*撤消最近的重构操作
*在出现问题时提供回滚选项
6.重做(Redo)
*撤消最近的重构操作
*在出现问题时提供回滚选项
7.转变数据类型(ChangeDataType)
*转换变量或函数参数的数据类型
*改进代码可靠性并避免错误
8.转变函数(ChangeFunction)
*转换函数的实现而不过分修改其行为
*改进代码效率或可靠性
9.转变语句(ChangeStatement)
*转换单个代码语句
*优化代码可读性和可重用性
10.转变表达(ChangeValue/Expression)
*转换单个常量或表达
*改进代码可读性或可重用性
11.转变条件(ChangeCondition)
*转换函数中的条件语句
*优化代码可读性和可重用性
12.封闭变量(EncloseField)
*在类中引入getter和/或set者来访问私有变量
*控制对私有数据成员的访问并改进封装
13.隐藏委托(HideDelegation)
*将对委托的调用包装在自己的函数或方法中
*优化代码可读性和可重用性
14.合入临时变量(AbsorbTemp)
*将临时变量转换为类中的变量
*优化内存使用并改进可读性
15.提出字段(ExtractField)
*将类中的变量提取到一个单独的变量
*优化可读性和可重用性
16.提出函数(ExtractFunction)
*将函数中的代码段提取到一个单独的函数
*分离行为并改进模块化
17.提出类(ExtractClass)
*将类中的代码段提取到一个单独的类
*分离职责并改进可重用性
代码重构的原理
DRY原理(Don'trepeatyourself)
*避免在代码中重复代码
*优化可读性并减少错误
单一职责原理(Singleresponsibility)
*将类和函数限制为一个单一的职责
*优化职责隔离并避免循环冗余
模块化(Modularity)
*将代码库划为较小的、可重用模块
*优化可读性、可重用性并改进可升级性
开放-封闭原理(Open–closed)
*对扩展开放,对修改封闭
*避免修改现有代码,而通过扩展来添加新功能
里氏替换原理(LiskovSubstitution)
*派生类应能够替换其基类而不会影响程序的行为
*优化可扩展性并改进可重用性
低耦合(LowCoupling)
*最小化类和模块之间的依存关系
*优化可读性、可重用性并改进可升级性
代码重构的准则
1.小步前进
*将重构任务划为较小的步骤,以避免出现问题
2.测试先导
*在重构之前编写测试,以确保代码在重构后仍然按预期工作
3.逐步提交
*在完成小的步骤后提交代码,以简化回滚,如果需要
4.重构高风险代码
*针对难度较大、错误较多或易于出错的代码进行重构
5.获得同行评审
*在重构代码之前寻求其他工程师的反馈,以获得洞察和发现潜在问题第二部分代码异味辨识与重构驱动代码异味辨识与重构驱动
引言
代码异味是指代码中存在的反模式或不良实践,它们会阻碍代码的可读性、可维护性和可扩展性。识别并重构这些代码异味对于提高代码质量和开发效率至关重要。
代码异味辨识
识别代码异味通常涉及遵循特定的代码质量准则,例如SOLID原则。一些常见的代码异味包括:
*冗余代码:重复的代码段,这表明存在抽取功能或对象的机会。
*违反单一职责原则(SRP):类或方法具有多个职责,增加了复杂性和耦合。
*上帝类:一个类拥有大量的责任和方法,导致维护困难。
*长方法:超过一定长度的方法,这表明逻辑应该被分解。
*注释过多:过多的注释通常表明代码不容易理解,需要重构。
*缺乏抽象:代码缺乏对底层实现的抽象,导致耦合和不易扩展。
*命名不当:类、方法和变量的命名不当,这会阻碍理解和维护。
*魔法数字和字符串:硬编码的值和文本字符串,这使得代码难以阅读和理解。
*过多的临时变量:大量临时变量的存在表明缺乏对变量范围的控制。
*重复的条件:在多个位置检查相同的条件,这表明存在提取逻辑的机会。
重构驱动
识别代码异味后,有几种重构技术可以应用来改善代码质量。重构驱动的常见技术包括:
*重构:对现有代码进行修改,以提高其可读性、可维护性和可扩展性,同时保持其功能。
*提取函数或方法:将重复的代码块提取到一个单独的函数或方法中,以减少冗余和提高模块化。
*转移方法:将方法从一个类移动到另一个类,以遵循SRP并减少耦合。
*内联方法:将小方法或只调用一次的方法内联到调用者中,以简化代码并提高可读性。
*引入抽象:对底层实现创建抽象层,以提高可扩展性和减少耦合。
*重命名:为类、方法和变量提供更有意义和一致的名称,以提高理解和维护。
*删除重复的条件:将相同的条件提取到一个公共函数或方法中,以消除重复和提高可维护性。
*引入设计模式:使用设计模式(例如工厂模式、单例模式或观察者模式)来提高代码的可重用性和灵活性。
*重构测试:与代码重构一起重构测试,以确保重构不会影响现有功能。
案例研究
以下是一个示例,说明代码异味识别的过程和重构驱动技术的应用:
异味:冗余代码
重构驱动:提取函数或方法
代码异味:上帝类
重构驱动:转移方法、SRP
代码异味:注释过多
重构驱动:重构、提取函数或方法
代码异味:缺失抽象
重构驱动:引入抽象、设计模式
代码异味:重复的条件
重构驱动:提取条件、重构
结论
代码异味辨识与重构驱动是提高代码质量和开发效率的重要技术。通过遵循代码质量准则来识别代码异味,并应用适当的重构技术来解决这些异味,可以显着改善代码的可读性、可维护性和可扩展性。这反过来又会提高开发人员的生产力和项目整体成功。第三部分提取函数与内聚提升关键词关键要点提取函数
1.将一个函数中复杂的代码块提取到一个单独的函数中,以提高代码的可读性、可维护性和复用性。
2.使用meaningful的函数名称清晰地表示提取的代码块的用途,从而增强代码的可理解性。
3.考虑函数的粒度和抽象级别,以确保提取的代码块具有适当的粒度和封装性,同时避免过度抽象。
内聚提升
1.将相关的代码逻辑分组到一个函数或模块中,以增强模块内的内聚性,减少跨模块的代码依赖性。
2.避免将不同责任的代码放在同一个函数或模块中,以保持代码的职责单一性,减少代码的复杂性和错误可能性。
3.考虑使用面向对象设计原则(例如,类和方法)来组织代码,从而自然地促进内聚性,并允许更灵活和可扩展的代码重构。提取函数与内聚提升
提取函数模式是一种代码重构技术,其核心思想是将代码块中的重复或相关逻辑提取到一个单独的函数中。这样做可以提高代码的可读性、可维护性和可重用性。
步骤:
1.识别重复代码块:在代码中找到包含重复或类似逻辑的代码段。
2.创建新函数:为提取的代码块创建一个新函数,并为其命名以反映其功能。
3.将代码移动到新函数:将重复代码块剪切并粘贴到新创建的函数中。
4.修改调用代码:修改调用重复代码段的原始代码,以调用新创建的函数。
5.重构:使用重构工具或手动更新代码中的所有引用,以指向新函数。
优点:
*提高可读性:通过将相关代码分组到函数中,代码变得更容易阅读和理解。
*提高可维护性:更改功能时,只需要修改一个函数,而不是分散在代码中的多个代码块。
*提高可重用性:将常用逻辑提取到函数中,可以在代码库中的其他位置重用。
*减少复杂性:通过将代码分组到函数中,可以减少代码的复杂性和认知负荷。
内聚提升:
内聚提升是提取函数模式的另一个好处。内聚是指函数中各个代码元素之间的相关性程度。通过将相关代码提取到函数中,可以提高函数的内聚性。
高内聚函数的特点:
*完成特定任务
*依赖于少数变量或模块
*容易理解和测试
低内聚函数的特点:
*同时完成多个任务
*依赖于多个变量或模块
*难以理解和测试
举个例子:
考虑以下代码段:
```java
doublesubtotal=calculateSubtotal();
doubletax=calculateTax(subtotal);
doubletotalAmount=subtotal+tax;
returntotalAmount;
}
//...
}
//...
}
```
可以看出,`calculateTotalAmount`函数同时完成计算小计、税金和总额的任务。它依赖于`calculateSubtotal`和`calculateTax`函数,并且难以理解和测试。
通过提取函数,我们可以将其重构为:
```java
doublesubtotal=calculateSubtotal();
doubletax=calculateTax(subtotal);
doubletotalAmount=add(subtotal,tax);
returntotalAmount;
}
//...
}
//...
}
returna+b;
}
```
现在,`calculateTotalAmount`函数仅负责计算总额,它依赖于`calculateSubtotal`、`calculateTax`和`add`函数。它更具内聚性,也更容易理解和测试。第四部分委托派发与职责分离关键词关键要点委托派发:
1.委托模式将对象之间的依赖关系松耦合,允许客户端无须知道具体实现细节即可调用服务。
2.委托类充当中间人,转发请求给具体实现类,提供灵活性和可维护性。
3.职责分离原则确保委托类只负责协调和委派,而不包含具体的业务逻辑。
职责分离:
委托派发与职责分离
委托派发和职责分离是代码重构中广为采用的设计模式,旨在提高代码的可维护性和扩展性。
委托派发
委托派发模式(DelegationPattern)允许一个对象委派另一个对象执行任务,这通常用于将复杂的对象行为分解为更易于管理的任务。委托派发的关键思想是:
*定义一个委托者对象,它负责协调任务的执行。
*定义一个代理对象,它负责执行实际的任务。
*委托者对象将任务委托给代理对象,代理对象执行任务并返回结果。
委托派发模式的优点包括:
*职责分离:委托者和代理对象具有不同的职责,提高了代码的可维护性。
*代码复用:同一代理对象可以被多个委托者使用,提高了代码的复用性。
*设计灵活性:通过替换不同的代理对象,委托者可以动态地改变任务的执行方式。
职责分离
职责分离原则(SeparationofConcernsPrinciple)是一种设计原则,它指出软件系统应根据其责任进行组织。职责分离的目的是:
*减少类和方法的耦合度。
*提高代码的可读性和可理解性。
*促进模块化开发和代码复用。
职责分离可以应用于各种设计场景,例如:
*按功能分离:将代码组织到不同模块中,每个模块负责特定功能。
*按数据类型分离:将代码组织到不同模块中,每个模块处理特定数据类型。
*按抽象级别分离:将代码组织到不同模块中,每个模块代表不同抽象级别的概念。
职责分离原则的优点包括:
*模块化:代码被划分成独立的模块,易于维护和理解。
*低耦合:模块之间的依赖关系最小化,提高了代码的灵活性。
*可扩展性:系统可以轻松地扩展,添加或删除模块而不会对其他模块产生重大影响。
委托派发与职责分离的协同作用
委托派发和职责分离设计模式可以协同工作,以创建健壮、灵活且可维护的代码。通过将职责分离原则应用于委托派发模式,可以进一步提高代码的可读性和可维护性。例如,可以将代理对象的实现分散到不同的模块中,每个模块负责代理对象的一个特定职责。
委托派发和职责分离在软件开发中得到了广泛的应用,并已成为构建可靠和可维护代码的关键策略。第五部分以接口为中心的设计关键词关键要点以接口为中心的设计
1.关注抽象和契约:将关注点放在定义明确的接口上,而不是具体的实现细节上,确保代码的可扩展性和可重用性。
2.分离关注点:通过接口将不同的功能和关注点分离,实现清晰和松散耦合的代码结构,提高可维护性和可测试性。
3.促进依赖关系管理:明确定义的接口简化了依赖关系的管理,允许开发者轻松地交换和替换不同的实现,增强代码的灵活性。
面向对象的设计原则(SOLID)
1.单一职责原则:每个类或方法只承担单一的职责,增强了代码的内聚性、可读性和可维护性。
2.开放封闭原则:软件实体(类、模块、函数)应该对扩展开放,对修改关闭,允许在不修改现有代码的基础上添加新功能。
3.里氏替换原则:子类对象可以随时替换父类对象,而不会破坏程序的行为,确保代码的可扩展性和鲁棒性。以接口为中心的发展
以接口为中心的设计(IoCD)是一种软件设计模式,它倡导应用程序的职责分离,通过定义明确定义的接口来实现。这促进了组件的解耦,简化了维护和可扩展性。
IoCD的优点
*解耦:IoCD通过接口将组件解耦。这使组件可以独立开发和测试,从而提高了开发速度和代码质量。
*可扩展性:IoCD使得在不影响现有代码的情况下添加新功能变得容易。可以通过实现接口来添加新的模块,而无需修改其他组件。
*可维护性:IoCD通过促进模块化和职责分离来提高可维护性。这简化了调试和错误修复,因为它允许隔离问题并替换问题组件。
*可测试性:IoCD通过将依赖项注入到组件中来提高可测试性。这使单元测试可以轻松地隔离和测试单个组件,从而提高了测试覆盖率。
IoCD的技术
实施IoCD时,有两种主要技术:
依赖注入(DI):DI是一种技术,它将组件的依赖关系注入到组件中。这通过构造函数注入、属性注入或方法注入来实现。DI容器是负责管理依赖关系和将组件连接在一起的框架。
服务定位器:服务定位器是一种技术,它允许组件获取依赖关系,而无需显式声明它们。这通过一个全局注册表实现,其中存储了组件和它们对应的接口。组件可以通过服务定位器从注册表中检索依赖关系。
IoCD的应用
IoCD广泛应用于各种软件开发领域,包括:
*Web服务:IoCD用于开发松散耦合且可扩展的Web服务,它允许将业务逻辑与持久层和表示层分离。
*面向服务的架构(SOA):IoCD是SOA的基础,它促进了服务之间的解耦和重用。
*企业级应用程序:IoCD用于开发大型、复杂且可维护的企业级应用程序,这些应用程序通常包含多个组件和服务。
IoCD的模式
IoCD中有几种常用的模式:
*门面模式:门面模式将子系统封装到单个接口中,为客户端提供对底层复杂性的简单访问。
*代理模式:代理模式为对象提供一个代理或替身,允许对对象的行为进行控制和修改。
*策略模式:策略模式允许应用程序在运行时动态改变其行为。它通过一个接口来定义算法族,并使客户端可以轻松地切换不同算法。
IoCD的挑战
实施IoCD也有一些挑战:
*复杂性:IoCD可能增加应用程序的复杂性,特别是对于大型项目。
*性能影响:DI容器的注入和解析过程可能会对应用程序性能产生影响。
*可调试性:由于部件之间的松散耦合,调试IoCD应用程序可能更具挑战性。
总的来说,以接口为中心的设计是一种强大的软件设计模式,它可以通过解耦、可扩展性、可维护性和可测试性来改善应用程序的质量。通过利用依赖注入和服务定位器等技术,以及应用门面、代理和策略等模式,开发人员可以充分利用IoCD的优势。第六部分依赖注入与松散耦合依赖注入与松散耦合
依赖注入(DI)是一种设计模式,它允许在运行时注入对象的依赖项,而不是在编译时硬编码它们。这促进了松散耦合,这是对象之间耦合程度较低的一种设计原则。
#松散耦合
松散耦合意味着对象之间的相互依赖性较少。松散耦合组件可以独立更改,而无需影响系统其他部分。松散耦合允许提高可维护性、可扩展性和测试性。
#依赖注入如何实现松散耦合
DI通过以下方式实现松散耦合:
*解耦组件创建:DI将依赖项的创建与它们的消费者解耦。消费者不再负责创建它们的依赖项,而是依赖于外部机制来注入它们。
*使依赖项可插拔:DI允许在运行时交换依赖项实现。这使应用程序能够根据需要轻松地适应不同的环境或配置。
*消除循环依赖:DI允许创建一个对象的依赖项,而无需在创建对象时依赖于该对象。这可以防止循环依赖,从而简化代码结构和可维护性。
#DI技术
有许多DI技术可用于实现依赖注入,包括:
*构造函数注入:在类的构造函数中注入依赖项。
*字段注入:在类的字段中注入依赖项。
*方法注入:在类的setter方法中注入依赖项。
*属性注入:使用属性将依赖项注入类。
*接口注入:将依赖项接口注入类,并在运行时将其实例化。
#松散耦合的优点
松散耦合的优点包括:
*可测试性:松散耦合的组件更容易独立测试,因为它们不太依赖于其他组件。
*可重用性:松散耦合的组件可以更轻松地重用于不同的应用程序组件中。
*可扩展性:松散耦合允许更轻松地添加或删除应用程序中的组件,而不会对现有代码产生重大影响。
*可维护性:松散耦合的代码更容易维护,因为依赖关系更易于识别和更改。
#依赖注入和松散耦合的应用
DI和松散耦合广泛用于各种应用程序开发中。一些常见应用包括:
*单元测试:松散耦合的组件可以更轻松地进行单元测试,因为外部依赖项可以被模拟或存根。
*可插拔架构:DI允许实现可插拔架构,其中组件可以动态插入或移除,以适应不同的环境或要求。
*面向对象设计:DI遵循面向对象设计原则,例如单一职责原则和界面隔离原则,这些原则有助于促进松散耦合。
*微服务架构:在微服务架构中,DI用于管理跨微服务之间的依赖关系,以实现松散耦合和可扩展性。
#结论
依赖注入和松散耦合是软件设计中的重要技术。通过解耦组件创建、使依赖项可插拔,并消除循环依赖,DI促进了松散耦合。松散耦合的代码更容易测试、重用、扩展和维护。DI和松散耦合已广泛用于各种应用程序开发中,为构建可靠、可维护和可扩展的系统提供了基础。第七部分测试驱动重构与自动化验证关键词关键要点测试驱动重构
1.通过编写测试用例来指导重构过程,确保重构后代码仍然符合预期行为。
2.采用小步迭代的方式,每次重构后运行测试用例,及时发现并修复潜在缺陷。
3.借助自动化测试工具,实现回归测试的自动化,提高效率和准确性。
自动化验证
1.利用测试框架和工具,实现自动化测试用例的编写和执行,减少手动测试的繁琐性。
2.覆盖代码中的关键路径和业务逻辑,确保其正确性和健壮性。
3.定期执行自动化测试,监控代码质量,及时发现和解决潜在问题。测试驱动开发(TDD)
测试驱动开发(TDD)是一种软件开发方法,其中测试是开发过程的基石。在TDD中,首先为功能编写测试,然后根据测试来实现该功能。这种方法有助于确保软件在开发早期就满足要求。
测试驱动开发的步骤:
1.编写测试:首先,针对要实现的功能编写测试。这些测试应该明确、简洁,并且能够验证功能的预期行为。
2.运行测试:运行测试以验证当前的实现无法通过测试。这表明需要进行开发。
3.编写代码:编写代码来实现功能并通过测试。
4.重构:重构代码以提高其可读性、可维护性和性能,同时确保测试仍然通过。
5.重复:重复这些步骤以实现整个功能集。
测试驱动开发的好处:
*改善软件质量:TDD通过早期检测缺陷来帮助改进软件质量。
*提高开发速度:测试指导开发过程,有助于消除猜测并加快开发时间。
*提高信心:通过TDD生成的测试套件为软件的正确性提供了信心。
*更好的设计:专注于测试迫使开发人员考虑功能的预期行为,从而导致更好的设计。
*可维护性增强:TDD鼓励编写可维护的代码,因为测试将捕获任何未来更改带来的回归。
持续集成
持续集成是一种软件开发实践,其中开发人员经常将他们的代码更改合并到一个中央存储库中,然后自动构建和测试代码。持续集成有助于早期发现问题,并允许团队更快、更自信地交付软件。
持续集成的好处:
*快速反馈:持续集成提供快速反馈,让开发人员可以立即了解其更改的影响。
*早期检测问题:通过在每次代码更改后自动运行测试,持续集成有助于早期检测问题。
*减少合并冲突:通过定期合并代码更改,持续集成可以减少合并冲突和避免重大的手动合并工作。
*提高部署频率:持续集成的快速反馈和减少的合并冲突使团队能够更轻松、更经常地部署软件。
*增强协作:通过使团队在共享代码库上进行协作,持续集成可以提高协作并消除信息孤岛。
测试驱动开发、持续集成和DevOps
测试驱动开发、持续集成和DevOps是软件开发生命周期中相互关联的实践。TDD关注于开发和维护高质量的代码。持续集成支持TDD,允许开发人员快速获得有关其代码更改的反馈。DevOps通过将开发、测试和运营团队结合在一起,将TDD和持续集成的原则扩展到整个软件开发生命周期。第八部分持续集成与重构成果维护持续集成与重构成果维护
持续集成(CI)是一个软件开发实践,它将开发团队创建的代码定期合并到一个共享的代码库中。通过自动化构建、测试和部署过程,CI有助于确保代码库中的代码始终处于可构建和可部署状态。
重构成果维护是持续集成流程的关键组成部分。通过持续集成,开发团队可以更安全、更有效地维护和部署重构成果。持续集成提供了以下优势:
代码库的一致性
持续集成确保所有开发人员对代码库具有相同的理解。通过定期合并代码更改,CI有助于防止版本冲突和分支合并问题。
早期检测问题
持续集成自动构建和测试代码,这有助于早期检测重构引入的任何问题。通过及早发现缺陷,团队可以快速解决它们,从而减少对生产系统的潜在影响。
自动化部署
持续集成可以自动化部署过程,这有助于团队快速、安全地部署重构成果。自动化部署减少了人为错误,并确保重构成果以一致的方式部署到所有环境。
持续改进
持续集成提供了一个持续改进代码库的反馈循环。通过自动化测试和度量,团队可以跟踪重构成果的影响,并根据需要进行必要的调整。
具体技术
持续集成和重构成果维护可以使用各种工具和技术来实现。以下是一些常见的工具和技术:
*版本控制系统:例如Git或Subversion,用于管理代码库中的代码更改。
*构建工具:例如Maven或Gradle,用于编译和打包代码。
*测试框架:例如JUnit或NUnit,用于编写和运行自动测试。
*持续集成服务器:例如Jenkins或AzureDevOps,用于自动化构建、测试和部署过程。
最佳实践
为了有效地维护和部署重构成果,建议遵循以下最佳实践:
*尽早集成:尽早将代码更改合并到共享代码库中,以减少版本冲突的风险。
*自动化测试:编写自动测试以验证重构引入的任何更改,以及受影响的组件。
*渐进重构:将大型重构任务分解为较小的、可管理的步骤,以降低风险和影响。
*代码覆盖率分析:使用代码覆盖率分析工具来确保重构成果涵盖了所有必要的代码路径和场景。
*度量和监控:使用度量和监控工具来跟踪重构成果的影响,并根据需要进行必要的调整。
通过遵循这些最佳实践,开发团队可以利用持续集成来有效地维护和部署重构成果,提高软件质量和开发效率。关键词关键要点主题名称:代码异味辨识
关键要点:
1.代码异味是代码中存在的迹象,表明代码的可读性、可维护性或性能方面存在潜在问题。
2.常见代码异味包括:冗余代码、重复代码、复杂条件、过长的函数和大型类。
3.识别代码异味对于识别需要重构的代码区域至关重要。
主题名称:重构驱动
关键要点:
1.重构驱动是触发代码重构需求的因素或指标。
2.典型的重构驱动包括:代码可读性差、可维护性差、性能问题和技术债务。
3.识别重构驱动有助于优先考虑重构工作,解决最紧迫的问题。关键词关键要点主题名称:依赖注入
关键要点:
1.依赖注入是一种设计模式,它允许一个对象在
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