软件架构设计原则

软件架构设计原则

一、开闭原则

- 概述

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。
开闭原则是指一个软件实体（如类、模块和函数）应该对扩展开放，对修改关闭。所以，所谓的开闭，也正是对扩展和修改两个行为的一个准则。

- 对扩展开放

所谓的对扩展开放，就是当应用的需求改变时，我们可以对模块进行扩展，使其具有满足那些改变的新行为。
例如，现在商家需要搞活动，所有的食物都打八折。如果直接修改原有的模块（这里称为Food模块），那可能会影响其它模块的调用结果，可能给系统带来一定的风险。如果我们遵循开闭原则，不去修改Food模块，而是将Food模块扩展为新的DiscountFood模块，不仅灵活地实现了功能，还不会对系统造成风险。

- 对修改关闭
模块行为进行扩展时，不必改动模块的源代码或者二进制代码。
在现实生活中开闭原则也有体现。比如很多公司都实行弹性作息时间，规定每天工作8小时。就是说，每天8小时的工作是死的，但是你什么时候来、什么时候走是灵活的，只要工作够了8小时就可以了。

- 实现方法
开闭原则的核心思想就是面向抽象编程。
面向抽象编程就是把系统的所有可能的行为抽象成一个抽象底层，这个抽象底层规定出所有的具体实现必须提供的方法的特征。作为系统设计的抽象层，要预见所有可能的扩展，从而使得在任何扩展情况下，系统的抽象底层不需修改；同时，由于可以从抽象底层导出一个或多个新的具体实现，可以改变系统的行为，因此系统设计对扩展是开放的。
综上所述，也可以说，开闭原则强调的是用抽象构建框架，用实现扩展细节。

- 优点
它指导了我们如何建立稳定、灵活的系统。在软件设计完成后，依然可以对软件进行扩展，增加新的功能或组件。同时在更新与维护过程中，抽象的底层不需要去修改，极大地方便了开发人员，增强了系统的稳定性和可延续性。

二、依赖倒置原则

- 概述
依赖倒置原则（DIP）是指设计代码结构时，高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象。简单的说就是要求对抽象进行编程，不要对实现进行编程。

- 依赖倒置原则的理解
在面向过程的开发过程中，上层调用下层，上层依赖于下层，当下层剧烈变动时上层也要跟着变动，这不仅会大大提高开发成本，还会使程序有很高的耦合度。
面向对象的开发很好的解决了这个问题，一般情况下抽象的变化概率很小，让用户程序依赖于抽象，实现的细节也依赖于抽象。即使实现细节不断变动，只要抽象不变，客户程序就不需要变化。这大大降低了客户程序与实现细节的耦合度。
简单的来说就i是：抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。

- 举例
以计算机专业的学生要学习的课程为例。

public class Student {
   
    public void studyJavaCourse(){
   
        System.out.println("学生学习Java课程");
    }

    public void studyHtmlCourse(){
   
        System.out.println("学生学习Html课程");
    }
}

来调用一下

public static void main(String[] args) {
   
        Student student = new Student();
        student.studyJavaCourse();
        student.studyHtmlCourse();
    }

运行良好。但如果有一天，计算机的学生不需要学习前端了，所以把Html换成了Python，还增设了C++的课程。这本是课程体系的更改，但要实现此功能，居然要去修改学生（Student）模块，这太荒唐了。说到这里，这显然不是好的设计。原因就是学生（Student）和课程（Course）完全耦合，必须对它们进行解耦才行。
接下来我们优化代码，创建一个Course接口。

public interface Course {
   
    void study();
}

然后分别编写JavaCourse、PythonCourse和CppCourse

public class JavaCourse implements Course {
   
    @Override
    public void study() {
   
        System.out.println("学生学习Java课程");
    }
}

public class PythonCourse implements Course{
   
    @Override
    public void study() {
   
        System.out.println("学生学习Python课