最近看了一些的设计原则与设计模式相关的知识，基本每种设计模式都是基于六大设计原则去进行设计的，也了解了一些设计模式的优缺点，而它们的很多优点是由于符合设计原则带来的便利，而缺点则是在一定程度上的破坏设计原则导致的结果。基于上面各种现象，我想到一个问题，是否能通过设计原则去建立一个满足六大原则的模型，然后使用这个模型去分析这些设计模式在功能稳定性和扩展性上的能力。
为什么基于设计原则去设计
从OOD（面向对象设计）的设计目标说起，它的设计目标希望软件系统能做到以下几点：
- 可扩展：新特性能够很容易的添加到现有系统中，不会影响原本的东西
- 可修改：当修改某一部分的代码时，不会影响到其它不相关的部分
- 可替代：将系统中某部分的代码用其它有相同接口的类替换时，不会影响到现有系统
为了便于我们设计出易于维护和扩展的软件系统，于是就出现了一些符合OOD要求的设计原则，应用这些原则会使得我们的程序具有良好的扩展性和稳定性，这也是这篇文章标题的想说明的问题。
使用六大设计原则推导分析模型
六大设计原则的介绍详见：设计模式基本原则及其作用
单一职责原则要求我们对类和接口进行职责上的明确划分，而接口隔离原则要求我们在满足单一职责原则的基础上对接口进行更加细致的划分，只将别人需要的部分暴露出去，这样同时也满足迪米特法则，因此，我们可以模拟部分类图如下
接下来看一下怎么样才能满足依赖倒置原则
根据定义，抽象之间可以互相依赖，抽象不依赖细节，细节依赖抽象，可以得到部分图如下
如果我们要做到迪米特法则，那么我们应该
1. 只与朋友类（成员变量、输入输出参数）交流
这就要求两个类如果想产生关系，那么应该在成员变量或者接口的定义中体现出来，而尽量不要在接口方法的实现上引入其他未被全局声明的依赖关系。
2. 让别人知道的东西越少越好
在两部分之间的依赖，只暴露对方需要的部分，可以考虑在两部分之间加一层协调来减少暴露的部分或进行进一步的封装，以减少使用者真正需要了解的部分。
在两部分之间的关系上可以得到如下表示
里氏替换原则要求父类出现的地方，子类都可以出现，并且能够得到正确的执行结果。
我们直观的感受就是子类继承了父类所有的方法，使用子类去替换父类并不会导致程序编译出错，那么如果违反里氏替换原则只有一种可能，就是子类替换成父类了之后会使得程序运行结果与预期不符。
为什么子类替换成父类之后可能导致运行结果与预期不符？因为原本的程序是基于父类去设计的，那么如果替换成子类的话，如果是同名方法（且父类和子类方法参数类型也有继承关系），就可能导致程序原意是调用父类定义的A(a)方法而在运替换成子类之后调用了子类定义的A(b)方法，那么如何避免这种情况？重载的时候子类方法参数范围应该大于父类方法参数范围，原来的程序是基于父类设计的，就不会导致应该调用父类定义的方法而调用了子类方法的情况。
开闭原则很重要，但是并没有在类之间的关系上给出明确的指示，因为其他几个原则是对开闭原则的一些实现，我们对其他几个原则的遵守实际上也是对开闭原则的一种遵守。但是我们在设计完成之后还是要对是否满足开闭原则多加思考，比如为了体现迪米特原则，我们就有可能在依赖之间添加一层封装，这时候就很有可能会导致以后在扩展的时候，会侵害到这层封装地代码，从这个角度看就影响了开闭原则的实现。
综上，我们整合好所有的部分，可以下面的结果
这个模型并不是一个具体的模，但是如果一个设计能满足这样的结构，从理论上来分析，至少具有以下优点
1. 职责清晰：上面紫色部分严格按照单一职责以及接口隔离原则划分，每个接口和类具有的功能清晰
2. 解耦程度高：类之间只使用抽象作为互相沟通，不涉及对细节的处理，各个模块可以脱离其他模块的细节并行开发，同时对细节进行修改的时候不会影响到其他模块
3. 可扩展性强：这里说的扩展性，指的是叶子节点的扩展性，如果我要进行扩展的时候，只需要在继承树的最下层添加一个叶子，而其他代码都不需要修改，这样的扩展能力是非常高的，当然，这是基于模型分析的理想状况
4. 稳定性：生产环境的代码一般都是稳定的，我们在做扩展的时候应该尽量保证这部分代码原有的稳定性——即尽量做到不修改已存在的代码，基于这个模型具有的耦合度低、扩展性强且不对原有代码存在侵害的特点，理想情况下是可以保证其稳定性的。
虽然严格按照这样的模型去设计会带来一些好处，但是在很多场景下会导致程序结构变得非常复杂，以及不断扩展带来的叶子结点过多，程序复杂度提高，降低维护性的问题。
但是从稳定性和扩展性的角度看，这样的设计基于设计原则，是比较合理的结构，很多设计模式在这中结构的基础上进行了取舍，甚至对违反了一些设计原则，但是这并不代表那种设计模式是不合理的，在特定的场景下使用是非常合适的。因此我们不能使用这样的模型去构建，或者说去推导一些设计模式出来，但是可以通过它对已存在的设计模式进行直观的分析，通过比较特定设计模式类间关系与这个模型的异同，分析出其所满足的设计原则，这样带来的好处，以及其违背的设计原则，这样做带来的缺点与限制。
上面的图有些复杂，大多数情况下可以使用如下简化图进行分析
接下来会根据这套模型，对我们常见的设计模式在稳定性和扩展性的能力上进行分析。
参考文献《设计模式之禅》，这本书的作者非常用心~