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設計模式六大原則-之1-3

计模式六大原则1—单一职责原则

单一职责原则（SingleResponsibility Principle ，SRP）

定义：应该有且只有一个原因引起类的变更。

问题由来：类T负责两个不同的职责：职责P1，职责P2。当由于职责P1需求发生改变而需要修改类T时，有可能会导致原本运行正常的职责P2功能发生故障。

解决方案：遵循单一职责原则。分别建立两个类T1、T2，使T1完成职责P1功能，T2完成职责P2功能。这样，当修改类T1时，不会使职责P2发生故障风险；同理，当修改T2时，也不会使职责P1发生故障风险。

其实，一般在编程中，我们会有意识地遵守这一原则，这也是常识。但是即便是经验丰富的程序员写出的程序，也会有违背这一原则的代码存在。为什么会出现这种现象呢？因为有职责扩散。所谓职责扩散，就是因为某种原因，职责P被分化为粒度更细的职责P1和P2。

比如：类T只负责一个职责P，这样设计是符合单一职责原则的。后来由于某种原因，也许是需求变更了，也许是程序的设计者境界提高了，需要将职责P细分为粒度更细的职责P1，P2，这时如果要使程序遵循单一职责原则，需要将类T也分解为两个类T1和T2，分别负责P1、P2两个职责。但是在程序已经写好的情况下，这样做简直太费时间了。所以，简单的修改类T，用它来负责两个职责是一个比较不错的选择，虽然这样做有悖于单一职责原则。（这样做的风险在于职责扩散的不确定性，因为我们不会想到这个职责P，在未来可能会扩散为P1，P2，P3，P4……Pn。所以记住，在职责扩散到我们无法控制的程度之前，立刻对代码进行重构。）

举个例子，比如有如下的接口IUserInfo:

那么，这个接口承担了用户属性操作和增加/删除用户操作的职责。按照单一职责原则，应该把用户信息抽取成BO(Bussiness Object，业务对象)，把行为抽取成一个Biz（Bussiness Logic，业务逻辑），按照这个思路进行修改，那么就要重新拆封成2个接口，IUserBO负责用户属性，IUserBiz负责用户的行为。如下图：

好处：

1）、类的复杂性降低，实现的职责都有清晰明确的定义；

2）、可读性和可维护性提高；

3）、变更引起的风险降低。

需要说明的一点是单一职责原则不只是面向对象编程思想所特有的，只要是模块化的程序设计，都适用单一职责原则。

设计模式六大原则2—里氏替换原则

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle， LSP）

看到里氏替换原则，感觉很好奇，名字很怪，哈哈哈，其实这项原则最早是在1988年，由麻省理工学院的一位姓里的女士（Barbara Liskov）提出来的，向伟大的IT届的女精英们致敬！

定义1：如果对应类型为S的对象o1，有类型为T的对象o2，使得以T定义的所有程序P，在所有的对象o1都替换成o2时，程序P的行为没有发生变化，那么类型S是类型T的子类型。

定义2：所有引用基类的地方都必须能够透明地使用其子类的对象。

问题由来：有一功能P1，由类A完成。现需要对功能P1进行扩展，扩展后的功能为P，其中P由原有功能P1与新功能P2组成。新功能P由类A的子类B来完成，则子类B在完成新功能P2的同时，有可能会导致原有功能P1发生故障。

解决方案：当使用继承时，遵循里氏替换原则。类B继承类A时，除添加新的方法完成新增功能P2外，尽量不要重写父类A的非抽象方法，也尽量不要重载父类A的方法。

继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法（相对于抽象方法而言），实际上是在设定一系列的规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵从这些契约，但是如果子类对这些非抽象方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。而里氏替换原则就是表达了这一层含义。

继承作为面向对象三大特性之一，在给程序设计带来巨大便利的同时，也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性，子类在继承父类的同时，会对父类中的非抽象方法进行重写或重载，那么在一定程度上污染了父类；此外，程序的可移植性降低，增加了对象间的耦合性，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，必须考虑到所有的子类，并且父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能会产生故障。

举例说明继承的风险，我们需要完成一个两数相减的功能，由类A来负责。特别说明：以下的例子来自于网友卡奴达摩的专栏，在此特别感谢！

[java]view plaincopy

class A{
publicint func1(int a, int b){
return a-b;
}
}
publicclass Client{
publicstaticvoid main(String[] args){
A a = new A();
System.out.println("100-50="+a.func1(100, 50));
System.out.println("100-80="+a.func1(100, 80));
}
}

运行结果：

100-50=50
100-80=20

后来，我们需要增加一个新的功能：完成两数相加，然后再与100求和，由类B来负责。即类B需要完成两个功能：

两数相减。
两数相加，然后再加100。

由于类A已经实现了第一个功能，所以类B继承类A后，只需要再完成第二个功能就可以了，代码如下：

[java]view plaincopy

class B extends A{
publicint func1(int a, int b){
return a+b;
}
publicint func2(int a, int b){
return func1(a,b)+100;
}
}
publicclass Client{
publicstaticvoid main(String[] args){
B b = new B();
System.out.println("100-50="+b.func1(100, 50));
System.out.println("100-80="+b.func1(100, 80));
System.out.println("100+20+100="+b.func2(100, 20));
}
}

类B完成后，运行结果：

100-50=150
100-80=180
100+20+100=220

我们发现原本运行正常的相减功能发生了错误。原因就是类B在给方法起名时无意中重写了父类的方法，造成所有运行相减功能的代码全部调用了类B重写后的方法，造成原本运行正常的功能出现了错误。在实际编程中，我们常常会通过重写父类的方法来完成新的功能，这样写起来虽然简单，但是整个继承体系的可复用性会比较差，特别是运用多态比较频繁时，程序运行出错的几率非常大。如果非要重写父类的方法，比较通用的做法是：原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类，原有的继承关系去掉，采用依赖、聚合，组合等关系代替。

里氏替换原则通俗的来讲就是：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。它包含以下4层含义：

子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法。
子类中可以增加自己特有的方法。
当子类的方法重载父类的方法时，方法的前置条件（即方法的形参）要比父类方法的输入参数更宽松。即覆写或者实现父类的方法时输入的参数可以被放大。 “契约优先”的原则,就是接口，这种设计方法也叫做Design by Contract. 前置条件就是你要让我执行，就必须满足我的条件；后置条件就是我执行完了需要反馈。

当子类的方法实现父类的抽象方法时，方法的后置条件（即方法的返回值）要比父类更严格。即
覆写或者实现父类的方法时输出的结果可以被缩小。
父类的一个方法的返回值是一个类型T，子类的相同方法（重载或覆写）的返回值为S，那么里氏替换原则就要求S必须小于等于T，也就是说要么S和T是同一个类型，要么S是T的子类。

后两层含义其实就是：继承类方法必须接受任何基类方法能接受的任何条件（参数）。同样，继承类必须顺从基类的所有后续条件。这样，我们就有了基于合同的LSP，基于合同的LSP是LSP的一种强化。
好处：
增强程序的健壮性，版本升级时也可以保持非常好的兼容性。即使增加子类，原有的子类还可以继续运行。

设计模式六大原则3—依赖倒置原则

2012-08-10 22:38192人阅读评论(0)收藏举报

依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle，DIP）

定义：依赖倒置原则具有以下三层含义：

1、高层模块不应该依赖底层模块，两者都应该依赖其抽象；

2、抽象不应该依赖细节；

3、细节应该依赖抽象。

问题由来：类A直接依赖类B，若要将类A改为依赖类C，则必须通过修改类A的代码来达成。这种场景下，类A一般为高层模块，负责复杂的业务逻辑；类B和类C是低层模块，负责基本的原子操作；假如修改类A，会给程序带来不必要的风险。

解决方案：将类A修改为直接依赖接口I，类B和类C实现接口I，这样类A通过接口I和类B或者类C发生联系。

我们用一个例子说明依赖倒置原则。如下述代码所示：