【设计模式】详细聊聊软件设计的七大原则

软件设计原则

软件设计原则是指在进行软件系统设计时所遵循的一系列指导原则，它们旨在帮助软件工程师设计出高质量、易维护、可扩展和可重用的软件系统。这些原则是经过实践验证的，能够在软件开发的各个阶段提供指导和支持。七大软件设计原则，也被称为设计模式原则，是《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书中提出的。下面详细介绍这七大原则：

1. 单一责任原则 (Single Responsibility Principle, SRP)：
   记忆关键句：一个类只做好一件事！
   这个原则指出一个类或模块应该只有一个引起变化的原因。换句话说，一个类只应该有一个职责。如果一个类具有多个职责，那么当需求发生变化时，需要修改这个类的可能性就会增加，导致系统的不稳定性。单一责任原则有助于使代码更容易理解、维护和扩展。

   优点：

   1. 提高可维护性：当一个类只负责一个功能时，实现通常更简单，更直接，这使得理解和维护变的更加容易。
   2. 减少代码修改的影响：更改影响较小的部分，因此减少了对系统其他部分的潜在破坏。

2. 开闭原则 (Open/Closed Principle, OCP)：
   记忆关键句：对拓展开放，对修改关闭
   这个原则指出软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。简单来说，当需要改变一个软件系统的行为时，不应该修改已有的代码，而是应该通过扩展现有代码来实现新的功能。这可以通过使用抽象化、多态等技术来实现，从而降低修改现有代码可能引入的风险。
   

   优点：

   1. 促进可扩展性：可以在不修改现有代码的情况下扩展功能，这意味着新的功能可以添加，而不会影响旧的功能。
   2. 降低风险：由于不需要修改现有代码，因此引入新错误的风险较低。

3. 里氏替换原则 (Liskov Substitution Principle, LSP)：
   记忆关键句：子类必须能够替换其基类
   里氏替换原则是关于继承和多态的原则。它指出子类型必须能够替换基类型，而不破坏程序的正确性。换句话说，使用基类的地方应该能够透明地使用其子类，而不需要修改代码。如果一个类违反了里氏替换原则，那么在使用多态时可能会导致意外的行为。
   

优点：

1. 提高代码的可互换性：能够用派生类的实例替换基类的实例，使得代码更加模块化，提高了其灵活性。
2. 增加代码的可重用性： 遵循LSP的类和组件更容易被重用于不同的上下文。

4. 依赖倒置原则 (Dependency Inversion Principle, DIP)：
   记忆关键句：程序要依赖于抽象接口而不是具体的实现
   依赖倒置原则强调了高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。具体来说，抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。这个原则通常通过依赖注入、依赖注入容器等技术来实现，从而实现模块之间的解耦合。
   

优点：

1. 提高代码的可测试性：通过依赖于抽象而不是具体实现，可以轻松的对代码进行单元测试。
2. 减少系统的耦合：系统的高层模块不依赖于底层模块的具体实现，从而使得系统更加灵活和可维护。

5. 接口隔离原则 (Interface Segregation Principle, ISP)：
   记忆关键句：使用小的专门的接口而不要使用大的总接口
   接口隔离原则指出一个类不应该依赖于它不需要的接口。如果一个接口在一个类中的某个场景下没有用到，那么这个接口就不应该强加给这个类。相反，应该将接口分解为更小的、更具体的接口，从而使得客户端只需知道与其相关的方法即可，避免了对不必要方法的依赖。
   

   优点：

   1. 减少系统的耦合：通过使用专门的接口而不是一个大而全的接口，系统中的不同部分之间的依赖性减少了。
   2. 提升灵活性和稳定性：更改一个小的接口比更改一个大的接口风险更低，更容易管理。

6. 迪米特法则 (Law of Demeter, LoD)：
   记忆关键句：只和你的直接朋友交谈，不和“陌生人”讲话
   迪米特法则也被称为最少知识原则。它指出一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解，不要和陌生人说话。换句话说，一个对象应该只和其直接的朋友进行交流，而不是和朋友的朋友交流。这可以降低对象之间的耦合度，使得系统更加灵活、易维护。
   

7. 合成复用原则 (Composite Reuse Principle, CRP)：
   记忆关键句：优先使用组合或者聚合等关联关系实现，其次才考虑继承关系实现
   合成复用原则指出应该优先使用对象组合，而不是继承来实现代码的复用。通过将对象组合起来形成更大的对象，可以使得系统更加灵活、易于扩展。相比之下，继承关系的修改会牵一发而动全身，增加了系统的复杂度。
   

这七大原则提供了软件设计的指导原则，有助于设计出易于理解、扩展和维护的高质量软件系统。在实际开发中，软件工程师应该根据具体情况灵活运用这些原则，以求达到最佳的设计效果。