面向对象设计原则

如何同时提高一个软件系统的 可维护性和可复用性是面向对象设计需要解决的核心问题之一。

七种设计原则（高内聚、低耦合）

1、单一职责：

一个类只负责一个功能领域中的相应职责。

初始方案

改进后

2、开闭：

软件实体应对扩展开放，对修改关闭。（抽象化是开闭的关键）
如果系统扩展只涉及到修改配置文件，可认为是符合开闭原则的系统。

改进前

改进后

3、里氏替换：

所有引用基类对象的地方能够透明地使用其子类的对象。（定义成员变量、局部变量、返回类型）
里氏替换是实现开闭原则的重要方式之一。在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义，而在运行时再确定其子类类型，用子类对象来替换父类对象。

改进前

改进后

4、依赖倒转：

抽象不应该依赖细节、细节应该依赖于抽象。

尽量引用层次高的抽象层类，即使用接口和抽象类进行变量类型声明，参数类型声明、方法返回类型声明，以及数据类型的转化等，而不要用具体类来做这些事。
程序中尽量使用抽象层进行编程，而将具体类写在配置文件中。如果系统行为发生变化，只要对抽象层进行扩展，并修改配置文件。

依赖注入（Dependency Injection，DI），当一个对象要与其他对象发生依赖关系时，通过抽象来注入所依赖的对象。构造注入、设值注入和接口注入。

改进前

改进后

开闭原则是目标、里氏替换原则是基础，依赖倒置是手段。

5、接口隔离：

使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口。即客户端不应该依赖那些它不需要的接口。
注意控制接口的粒度、太小会导致系统中接口泛滥，不利于维护；太大，灵活性差，使用不方便。

改进前

改进后

6、合成复用：

尽量使用对象组合（Has-A），而不是继承（Is-A）来达到复用的目的。
首先考虑使用组合/聚合，可以使系统更加灵活，降低类与类之间的耦合度。其次才考虑使用继承，需要严格遵守里氏替换原则，有助于问题的理解，降低复杂度，滥用继承会增加系统构建和维护的难度和系统复杂度。继承复用会破坏系统的封装性，基类细节会暴露给子类，基类变化，子类也不得不发生改变。

改进前

改进后

7、迪米特法则：（最少知识原则 ）

一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用。
当某一个模块发生修改时，就会尽量少地影响其他模块，扩展会相对容易，限制软件实体之间通信的宽度和深度。降低系统耦合度，使类与类之间保持松散的耦合关系。

 (1) 当前对象本身(this)；
 (2) 以参数形式传入到当前对象方法中的对象；
 (3) 当前对象的成员对象；
 (4) 如果当前对象的成员对象是一个集合，那么集合中的元素也都是朋友；
 (5) 当前对象所创建的对象。

应该尽量减少对象之间的交互，如果两个对象之间不必彼此直接通信，那么这两个对象就不应当发生任何直接的相互作用，如果其中的一个对象需要调用另一个对象的某一个方法的话，可以通过第三者转发这个调用。简言之，就是通过引入一个合理的第三者来降低现有对象之间的耦合度。

（1）在类的划分上，应当尽量创建松耦合的类，类之间的耦合度越低，就越有利于复用，一个处在松耦合中的类一旦被修改，不会对关联的类造成太大波及；
（2）在类的结构设计上，每一个类都应当尽量降低其成员变量和成员函数的访问权限；
（3）在类的设计上，只要有可能，一个类型应当设计成不变类；
（4）在对其他类的引用上，一个对象对其他对象的引用应当降到最低。

改进前

改进后