设计模式原则

设计模式原则

单一职责原则

单一职责原则(Single Responsibility Principle,简称SRP),就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。

如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起,一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其它职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计,当变化发生时,设计会遭受意想不到的破坏。

软件设计真正要做的许多内容,就是发现职责并把那些职责相互分离,要判断是否应该分离,就是如果想到多于一个的动机去改变一个类,那么这个类就具有多于一个的职责,就应该考虑类的职责分离。

例:游戏:游戏界面是时常变化的,但是游戏逻辑一般不会变,那么将游戏界面和游戏逻辑分离就便于以后界面的变动。

开放封闭原则

开放封闭原则(The Open-Closed Principle,简称OCP)或叫开-闭原则:是说软件实体(类、模块、函数等)应该可以扩展,但是不允许修改。(可以概括为两个特征:对于扩展是开放的,对于更改是封闭的)。重点在于合理地抽象、分离出变化与不变化的部分。

依赖倒转原则

依赖倒转原则(依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)):抽象不应该依赖细节,细节应该依赖于抽象(要针对接口编程而不是针对实现编程)例:电脑中的主板、CPU、内存、硬盘等都是针对接口设计的,如果针对实现来设计,内存就要对应到具体的某个品牌的主板,就会出现换内存就需要换主板的尴尬。

依赖倒转原则:高层模块不应该依赖低层模块。两个都应该依赖抽象。抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。

依赖倒转其实可以说是面向对象程序设计的标志。用哪种语言来编写程序不重要,如果编写时考虑的都是如何针对抽象编程而不是针对细节编程,即程序中所有的依赖关系都是终止于抽象类或者接口,那就是面向对象的设计,反之就是过程化的设计。

里氏替换原则

里氏替换原则(LSP):一个软件实体如果使用的是一个父类的话,那么一定适用于其子类,而且它察觉不出父类对象和子类对象的区别。也就是说,在软件里面,把父类对象都替换成它的子类,程序的行为没有变化。简单地说,子类型必须能够替换掉它们的父类型。

只有当子类可以替换掉父类,软件单位的功能不受影响时,父类才能真正被复用,而子类也能够在父类的基础上增加新的行为。

里氏替换原则使开放封闭成为可能。

迪米特法则

迪米特法则(最少知识原则)(Law of Demeter,Least Knowledge Principle):如果两个类不必彼此直接通信,那么这两个类就不应当发生直接的相互作用。如果其中一个类需要调用另一个类的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。(直接与你的朋友通信)(不要跟陌生人说话)
(例:我去公司等待修电脑,小张没空修电脑,主管可以安排小李修,而不需要我对小张和小李(或者IT部门下的其他员工)都认识,即我与小张小李(或者IT部门下的其他员工)其实都没有必要通信,完全可以借助主管(IT部门)(第三者)来转发调用达到修电脑的目的。

迪米特法则首先强调的前提实在类的结构设计上,每一个类都应当降低成员的访问权限,也就是说,一个类包装好自己的private状态,不需要让别的类知道的字段或行为就不要公开。

迪米特法则其根本思想,是强调了类之间的松耦合,类之间的耦合越弱,越有利于复用,一个处在弱耦合的类被修改,不会对有关系的类造成波及。也就是说,信息的隐藏促进了软件的复用。

最大的目的:降低软件之间的沟通成本

合成/聚合复用原则

合成(组合)/聚合复用原则(Composition/Aggregation Reuse Principle,简称CARP ):

合成(组合):强的拥有关系,严格的部分与整体的关系,比如翅膀合成大雁。部分和整体的生命周期一样
聚合:弱的拥有关系,例如雁群包含大雁,但是大雁不是雁群的一部分(少一个大雁没事,雁群还叫雁群)

尽量使用合成(组合)和聚合,少使用继承的关系(优先使用对象的合成/聚合将有助于保持每个类被封装,并被集中在单个任务上,这样类和类的继承层次才会保持较小规模,并且不太可能增长为不可控制的庞然大物们)
目的: 防止类的体系庞大

继承复用破坏包装,因为继承将基类的实现细节暴露给派生类,基类的内部细节通常对子类来说是可见的,这种复用也称为"白箱复用"。这里有一个明显的问题是:派生类继承自基类,如果基类的实现发生改变,将会影响到所有派生类的实现;如果从基类继承而来的实现是静态的,不可能在运行时发生改变,不够灵活。(对象的继承关系是在编译时就定义好了,所以无法在运行时改变从父类继承发生的变化。当你需要复用子类时,如果继承下来的实现不适合解决新的问题,则父类必须重写或者被其他更适合的类替换,这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性。)

由于合成或聚合关系可以将已有的对象,一般叫成员对象,纳入到新对象中,使之成为新对象的一部分,因此新对象可以调用已有对象的功能,这样做可以使得成员对象的内部实现细节对于新对象不可见,所以这种复用又称为"黑箱"复用,相对继承关系而言,其耦合度相对较低,成员对象的变化对新对象的影响不大,可以在新对象中根据实际需要有选择性地调用成员对象的操作;合成/聚合复用可以在运行时动态进行,新对象可以动态地引用与成员对象类型相同的其他对象。

我们要学会用对象的职责而不是结构来考虑问题。

接口隔离原则

接口隔离原则(INTERFACE SEGREGATION PRINCIPLE):
建立单一接口,不要建立庞大臃肿的接口,尽量细化接口,接口中的方法尽量少,使用多重继承分离接口。
目的: 避免接口过于臃肿

也有人说为六大原则:

一、单一职责原则(Single Responsibility Principle)
二、开放封闭原则(Open Close Principle)
三、里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)
四、依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)
五、 接口隔离原则(InterfaceSegregation Principles)
六、 迪米特原则(Law of Demeter)

或者五个基本原则:五个基本原则的英文首字母拼在一起就是SOLID(稳定的),所以也称之为SOLID原则。

参考推荐文章:

设计模式概念和七大原则:https://www.throwable.club/2019/05/05/design-pattern-basic-law/

设计模式之七大基本原则:https://zhuanlan.zhihu.com/p/24614363

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