面向对象7大设计原则

7大设计原则如何分类

七大原则之间并不是相互孤立的，彼此间存在着一定关联，一个可以是另一个原则的加强或是基础。违反其中的某一个，可能同时违反了其余的原则。开闭原则是面向对象的可复用设计的基石。其他设计原则是实现开闭原则的手段和工具。

一般地，可以把这七个原则分成了以下两个部分：

设计目标：开闭原则、里氏代换原则、迪米特法则。

设计方法：单一职责原则、接口分隔原则、依赖倒置原则、组合/聚合复用原则。

其中，单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）、开闭原则（The Open-Closed Principle， OCP）、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）、接口分隔原则（Interface Segregation Principle，ISP）、依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）合称为SOLID原则，也是设计原则中最主要的部分，另外两个原则作为补充。

下面我们详细的讲解每个原则。

开闭原则

开闭原则（The Open-Closed Principle，OCP）是指在进行面向对象设计中，设计类或其他程序单位时，应该遵循对扩展开放（open）、对修改关闭（closed）的设计原则。

    开闭原则是判断面向对象设计是否正确的最基本的原理之一。

    根据开闭原则，在设计一个软件系统模块（类，方法）的时候，应该可以在不修改原有的模块（修改关闭）的基础上，能扩展其功能（扩展开放）。

    扩展开放：某模块的功能是可扩展的，则该模块是扩展开放的。软件系统的功能上的可扩展性要求模块是扩展开放的。

    修改关闭：某模块被其他模块调用，如果该模块的源代码不允许修改，则该模块修改关闭的。软件系统的功能上的稳定性，持续性要求模块是修改关闭的。

需要遵循开闭原则的原因

    稳定性。开闭原则要求扩展功能不修改原来的代码，这可以让软件系统在变化中保持稳定。

    扩展性。开闭原则要求对扩展开放，通过扩展提供新的或改变原有的功能，让软件系统具有灵活的可扩展性。

    遵循开闭原则，可以提高代码的复用度，并且易于维护。

开闭原则的实现方法

    为了满足开闭原则，应该对软件系统中的不变的部分加以抽象，在面向对象的设计中

1，可以把这些不变的部分加以抽象成不变的接口，这些不变的接口可以应对未来的扩展；

2，接口的最小功能设计原则。根据这个原则，原有的接口要么可以应对未来的扩展；不足的部分可以通过定义新的接口来实现；

3，模块之间的调用通过抽象接口进行，这样即使实现层发生变化，也无需修改调用方的代码。

简单地说，软件系统是否有良好的接口（抽象）设计是判断软件系统是否满足开闭原则的一种重要的判断基准。现在多把开闭原则等同于面向接口的软件设计。

里氏替换原则

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）要求所有引用基类的地方必须能透明地使用其派生类的对象。

只有满足以下 2 个条件的设计才可被认为是满足了 LSP 原则：

1，不应该在代码中出现 if/else 之类对派生类类型进行判断的条件。

2，派生类应当可以替换基类并出现在基类能够出现的任何地方，或者说如果我们把代码中使用基类的地方用它的派生类所代替，代码还能正常工作。

 里氏替换原则（LSP）是使代码符合开闭原则的一个重要保证。

类的继承原则：如果一个派生类的对象可能会在基类出现的地方出现运行错误，则该派生类不应该从该基类继承，或者说，应该重新设计它们之间的关系。

动作正确性保证：从另一个侧面上保证了符合 LSP 设计原则的类的扩展不会给已有的系统引入新的错误。示例：里式替换原则为我们是否应该使用继承提供了判断的依据，不再是简单地根据两者之间是否有相同之处来说使用继承。

里式替换原则的优点

1，加强程序的健壮性，同时变更时也可以做到非常好地提高程序的维护性、扩展性。降低需求变更时引入的风险。

2，约束继承泛滥，是开闭原则的一种体现。

迪米特法则

 迪米特法则又叫最少知道原则，迪米特法则（Law of Demeter ，LoD）要求一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用。每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识，而且局限于那些与本单位密切相关的软件单位。

迪米特法则的优缺点

迪米特法则的初衷在于降低类之间的耦合。由于每个类尽量减少对其他类的依赖，因此，很容易使得系统的功能模块功能独立，相互之间不存在（或很少有）依赖关系。

 迪米特法则不希望类直接建立直接的接触。如果真的有需要建立联系，也希望能通过它的中间类来转达。

    缺点：系统中存在大量的中介类，这些类之所以存在完全是为了传递类之间的相互调用关系，这在一定程度上增加了系统的复杂度。

单一职责原则

单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP），如果一个类具有一个以上的职责，那么就会有多个不同的原因引起该类变化，而这种变化将影响到该类不同职责的使用者（不同用户）；

1，单一职责原则可以使类的复杂度降低，实现什么职责都有清晰明确的定义；

2，类的可读性提高，复杂度降低，代码更容易维护；

3，变更引起的风险降低。

接口分隔原则

接口的设计原则（Interface Segregation Principle ，ISP）：接口的设计应该遵循最小接口原则，不要把用户不使用的方法塞进同一个接口里。如果一个接口的方法没有被使用到，则说明该接口过胖，应该将其分割成几个功能专一的接口。

接口的依赖（继承）原则：如果一个接口 a 继承另一个接口 b，则接口 a 相当于继承了接口 b 的方法，那么继承了接口 b 后的接口 a 也应该遵循上述原则：不应该包含用户不使用的方法。反之，则说明接口 a 被 b 给污染了，应该重新设计它们的关系。

    一个用户依赖了未使用但被其他用户使用的接口，当其他用户修改该接口时，依赖该接口的所有用户都将受到影响。这显然违反了开闭原则，也不是我们所期望的。

    一个类对一个类的依赖应该建立在最小的接口上建立单一接口，不要建立庞大臃肿的接口,尽量细化接口，接口中的方法尽量少。

    单一职责与接口隔离的区别：

1，单一职责原则注重的是职责，而接口隔离原则注重对接口依赖的隔离;

2，单一职责原则主要是约束类，其次才是接口和方法，它针对的是程序中的实现和细节；而接口隔离原则主要约束接口，主要针对抽象，针对程序整体框架的构建。

依赖倒置原则

依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle ，DIP）要求：

Ø  高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象；

Ø  抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象；

Ø  针对接口编程，不要针对实现编程。

依赖：在程序设计中，如果一个模块 a 使用/调用了另一个模块 b，我们称模块 a 依赖模块 b。

高层模块与低层模块：往往在一个应用程序中，我们有一些低层次的类，这些类实现了一些基本的或初级的操作，我们称之为低层模块；另外有一些高层次的类，这些类封装了某些复杂的逻辑，并且依赖于低层次的类，这些类我们称之为高层模块。

依赖倒置（Dependency Inversion）：面向对象程序设计相对于面向过程（结构化）程序设计而言，依赖关系被倒置了。因为传统的结构化程序设计中，高层模块总是依赖于低层模块。

组合/聚合复用原则

组合/聚合复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle，CARP）：尽量使用组合/聚合，不要使用类继承。

即在一个新的对象里面使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分，新对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。就是说要尽量的使用合成和聚合，而不是继承关系达到复用的目的。

    在继承结构中，父类的内部细节对于子类是可见的。所以通过继承的代码复用是一种白盒式代码复用。如果基类的实现发生改变，那么派生类的实现也将随之改变。这样就导致了子类行为的不可预知性；

    组合是通过对现有的对象进行拼装（组合）产生新的、更复杂的功能。因为在对象之间，各自的内部细节是不可见的，所以我们也说这种方式的代码复用是黑盒式代码复用。（因为组合中一般都定义一个类型，所以在编译期根本不知道具体会调用哪个实现类的方法。）

最后

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