面向对象设计五大原则（1）—— 单一职责原则

当我们在进行面向对象设计的时候，常常会听到五大原则的说法，他们分别是

1. 单一职责原则
2. 开闭原则
3. 里氏替换原则
4. 依赖倒置原则
5. 接口隔离原则

这五大原则对面向对象设计而言十分重要，它定义了一个优良的设计所应该具有的特点。首先我们来讨论单一职责原则。

定义

单一职责原则的定义如下

每个类都应该有一个单一的功能，并且该功能应该由这个类完全封装起来。所有它的（这个类的）服务都应该严密的和该功能平行

这个原则由罗伯特·C·马丁首次提出

这个定义中包含两层含义

1. 一个类只应该有一个功能。
   所谓功能（职责），马丁的定义是改变的原因。
2. 一个功能应该完全由一个类/模块封装起来。
   一个功能（职责），不应该散落在多个类中，否则，一方面不利于理解；另一方面也不便于修改。

理解

如何理解这两层含义，下面通过一个例子来进行说明。
考虑我们正在编写一个绘图程序，支持绘制各种图形，比如圆形，三角形等。
下面是圆形的一种实现方案

这个方案很常见，但是存在一个明显的问题——绘制函数实现在Circle类内部。

在这个设计中一旦我们要修改图形绘制的样式，将不得不修改Circle类的实现，如果只是这一个类还好，但是绘图程序中，可能有很多这样的类(比如方形，三角形，扇形等)，这样的修改将极其繁琐且具有风险。

产生这个问题的根源在于设个设计违背了单一职责原则。

一方面，Circle类包含有两个职责(维护图形的几何特征和绘制图形)，这违背了一个类只应该有一个功能的要求；另一方面，也违背了一个功能应该完全由一个类/模块封装起来的要求，因为图形绘制的职责不可能在Circle.draw方法中完全实现，势必需要调用者的辅助(例如，可能需要的坐标变换操作等)。

要解决这个问题，一个更好的实现方案应该是将绘制的操作放到另外一个单独的类中处理，让那个单独类来负责所有图形的绘制，当需要修改圆形的样式时我们只需要修改对应的这个类既可。

对职责的思考

说到这里，有一个问题就出现了，Circle中还剩下两个成员——圆心和半径，诚然，从描述几何图形的角度上讲他们是一个职责，但是更细化的看，这也是两个变化的原因，是不是也能理解成这是两个职责呢？

这是一个引人深思的问题，看问题的粒度对单一职责的定义影响巨大。
例如，从一个庞大系统的视角来考虑，假设需要一个绘制模块，那么绘制模块的职责是提供各种图形的绘制功能；但是如果我们聚焦到绘制模块上，有能看到其中各个模块又有不同的职责。假设子模块是单一职责的，那么包含子模块的父模块可能做到单一职责吗？这种情况下，我们要如何理解单一职责原则呢？

对于这个问题，我个人的观点是单一职责的评判需要针对不同的模块，在定义这个模块的粒度下进行。
例如，我们说绘制模块，一定是从整个系统的粒度上来看的，从这个角度上来看，绘制模块如果只是做了绘制相关的功能，那么就是单一职责的。如何把粒度定义为到Circle这样的类上，实际上是看不到绘制系统的，那么绘制系统是否是单一职责的问题也就无从谈起了。

总结

我个人的观点，在软件设计的过程中，我们要尽量要保证我们定义的模块/类在它所处的粒度下是单一职责的。但是，在一些极端的场景下，一味要求所有类100%的都是单一职责，也可能带来类数量的爆炸和程序性能的降低。因此单一职责原则不是刻板的教条，而是应该以高内聚，低耦合为目标，灵活运用。

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PS: 面向对象设计五大原则的其它文章
面向对象设计五大原则（2）—— 开闭原则