设计模式之SOLID原则

介绍

设计模式中的SOLID原则，分别是单一原则、开闭原则、里氏替换原则、接口隔离原则、依赖倒置原则。前辈们总结出来的，遵循五大原则可以使程序解决紧耦合，更加健壮。

SRP	单一责任原则
OCP	开放封闭原则
LSP	里氏替换原则
ISP	接口隔离原则
DIP	依赖倒置原则

思维导图：从封装、继承的角度考虑七大原则的关系：

 

单一职责原则（Single Responsibility Principle）：

定义：就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。　

优点：

1. 类的复杂性降低。类的职责单一，复杂性自然就降低了。
2. 可读性高。
3. 易维护。
4. 变更引起的风险降低。

 

开放封闭原则（open closed principle）：

开闭原则（OCP）是面向对象设计中“可复用设计”的基石，是面向对象设计中最重要的原则之一，其它很多的设计原则都是实现开闭原则的一种手段。

定义：软件实体（类、模板、函数等等）应该可以扩展，但是不可修改。

简单的说就是，当一个软件实体需要扩展的时候，不要去修改原有的代码，而是去扩展原有的代码。其实开闭原则是最基础的一个原则，下面六个原则都是开闭原则的具体形态。

特点：

• 对于拓展是开放的（open for extension）
• 对于更改是封闭的（closed for modification）

使用开闭原则的理由：

第一：开闭原则非常有名，只要是面向对象编程，在开发时都会强调开闭原则

第二：开闭原则是最基础的设计原则，其它的五个设计原则都是开闭原则的具体形态，也就是说其它的五个设计原则是指导设计的工具和方法，而开闭原则才是其精神领袖。依照java语言的称谓，开闭原则是抽象类，而其它的五个原则是具体的实现类。

第三：开闭原则可以提高复用性 

在面向对象的设计中，所有的逻辑都是从原子逻辑组合而来，不是在一个类中独立实现一个业务逻辑。只有这样的代码才可以复用，粒度越小，被复用的可能性越大。那为什么要复用呢？减少代码的重复，避免相同的逻辑分散在多个角落，减少维护人员的工作量。那怎么才能提高复用率呢？缩小逻辑粒度，直到一个逻辑不可以分为止。

第四：开闭原则可以提高维护性 

一款软件量产后，维护人员的工作不仅仅对数据进行维护，还可能要对程序进行扩展，维护人员最乐意的事是扩展一个类，而不是修改一个类。让维护人员读懂原有代码，再进行修改，是一件非常痛苦的事情，不要让他在原有的代码海洋中游荡后再修改，那是对维护人员的折磨和摧残。

第五：面向对象开发的要求 

万物皆对象，我们要把所有的事物抽象成对象，然后针对对象进行操作，但是万物皆发展变化，有变化就要有策略去应对，怎么快速应对呢？这就需要在设计之初考虑到所有可能变化的因素，然后留下接口，等待“可能”转变为“现实”。

 

里氏替换原则（LSP liskov substitution principle）：

定义：所有引用基类的地方都必须能透明地使用其子类的对象。

继承的优点：

1. 代码共享，提高代码的重用性。
2. 提高代码的可扩展性。
3. 提高产品或者项目的开放性。

继承的缺点：

1. 继承是侵入式的，只要继承，就拥有了父类的属性和方法。
2. 降低代码灵活性，子类拥有了父类的属性和方法，多了一些约束。
3. 增强了耦合性。父类的常量、变量或方法改动时，必须还要考虑子类的修改，可能会有大段代码需要重构。

里氏替换原则四层含义：

1. 子类必须完全实现父类的方法
   在类中调用其他类时务必使用父类或接口，如若不能，则说明类的设计已经违背LSP原则。
   如果子类不能完整的实现父类的方法，或者父类的方法在子类中发生畸变，这建议断开父子继承关系，采用依赖、聚集、组合等方式代替继承。
2. 子类可以有自己的特性：即子类出现的地方父类未必可以出现。
3. 覆盖父类的方法时输入参数可以被放大：输入参数类型宽于父类的类型的覆盖范围，例如 hashmap -> map。
4. 覆盖父类的方法时输出参数可以被缩小

 

接口隔离原则（interface segregation principle）：

定义：客户端不应该依赖他不需要的接口，类之间的依赖关系应该建立在最小的接口上。

四层含义：

1. 接口尽量要小，不要出现臃肿的接口。
2. 接口要高内聚。
3. 只提供访问者需要的方法：每个接口中不存在子类用不到却必须实现的方法，如果不然，就要将接口拆分。
4. 接口设计是有限度的：接口设计粒度越小，系统越灵活。但是结构会越复杂、开发难度增加，可维护性降低。

 

依赖倒置原则（dependence inversion principle）：

      面向接口编程；（通过接口作为参数实现应用场景）

　　理解：抽象就是接口或者抽象类，细节就是实现类

　　两层含义：

　　　　上层模块不应该依赖下层模块，两者应依赖其抽象；

　　　　抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象；

 

 

第六大原则：

迪克特法则（最少知道原则）（Least Knowledge Principle，LKP）

定义：一个对象应该对其他对象有最少的了解（低耦合）。

三层含义：

1. 一个类只与朋友交流，不和陌生类交流，方法尽量不引入类中不存在的对象。
2. 尽量不要对外暴露过多的 public 方法和非静态的 public 变量，尽量内敛。
3. 自己的就是自己的。如果一个方法放在本类中，既不增加类间关系，也对本类不产生负面影响，那就放置在本类中。

总结：
    迪米特法则的核心观念就是类间解耦，低耦合。其负面影响就是产生了大量的中转或者跳转类，导致系统复杂性提高，也为维护带来了难度。需要反复权衡，既做到结构清晰，又要高内聚低耦合。
如果一个类需要跳转两次以上才能访问到另一个类，就需要想办法重构了。