七中设计原则
设计模式(面向对象)有七大原则,分别是:
1.开放-封闭原则
2.里氏代换原则
3.单一职责原则
4.接口隔离原则
5.依赖倒转原则
4.迪米特法则(也称为最小知识原则)
6.合成/聚合复用原则
一、开闭原则:概念: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。模块应该尽量在不修改原代码的情况下进行扩展。
开闭原则(OCP) |
软件实体应当对扩展开放,对修改关闭 |
这一条放在第一位来理解,它的含义是对扩展开放,对修改关闭。解释一下就是,我们写完的代码,不能因为需求变化就修改。我们可以通过新增代码的方式来解决变化的需求。当然,这是一种理想的状态,在现实中,我们要尽量的缩小这种修改。再解释一下这条原则的意义所在,我们采用逆向思维方式来想。如果每次需求变动都去修改原有的代码,那原有的代码就存在被修改错误的风险,当然这其中存在有意和无意的修改,都会导致原有正常运行的功能失效的风险,这样很有可能会展开可怕的蝴蝶效应,使维护工作剧增。说到底,开闭原则除了表面上的可扩展性强以外,在企业中更看重的是维护成本。所以,开闭原则是设计模式的第一大原则,它的潜台词是:控制需求变动风险,缩小维护成本。
以下几种原则,都是为此原则服务的。
注意事项:
1.通过接口或者抽象类约束扩展,对扩展进行边界限定,不允许出现在接口或抽象类中不存在的public方法。
2.参数类型、引用对象尽量使用接口或者抽象类,而不是实现类
3.抽象层尽量保持稳定,一旦确定不允许修改。
二、里氏替换选择:概念:里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。即任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。里氏代换原则是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受影响时,基类才能被真正复用,而衍生类也能够在积累的基础上增加新的行为,里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。在基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。
里氏代换原则(LSP) |
所有引用基类的地方必须透明的使用其子类的对象 |
子类对象可以代替父类对象,但是反过来,父类对象不可以代替子类对象
此原则的含义是子类可以在任何地方替换它的父类。解释一下,这是多态的前提,我们后面很多所谓的灵活,都是不改变声明类型的情况下,改变实例化类来完成的需求变更。当然,继承的特性看似天然就满足这个条件。但这里更注重的是继承的应用问题,我们必须保证我们的子类和父类划分是精准的。
里氏替换原则的潜台词是:尽量使用精准的抽象类或者接口。
三、单一职责原则:概念:就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。
单一职责原则(SRP) |
一个对象应该只包含单一的职责,并且该职责被完全封装在一个类中 |
单一职责的含义是:类的职责单一,引起类变化的原因单一。解释一下,这也是灵活的前提,如果我们把类拆分成最小的职能单位,那组合与复用就简单的多了,如果一个类做的事情太多,在组合的时候,必然会产生不必要的方法出现,这实际上是一种污染。
举个例子,我们在绘制图案的时候,用“点”组成图和用“直线”组成图,哪个更灵活呢?一定是“点”,它可以绘制任何图形,而直线只能绘制带有直线条的图案,它起码无法画圆。
单一职责的潜台词是:拆分到最小单位,解决复用和组合问题。
四、接口隔离原则:概念:客户端不应该依赖他不需要的接口,类间的依赖关系应建立在最小的接口上。
单一职责原则(SRP) |
一个对象应该只包含单一的职责,并且该职责被完全封装在一个类中 |
接口隔离原则可以说是单一职责的必要手段,它的含义是尽量使用职能单一的接口,而不使用职能复杂、全面的接口。很好理解,接口是为了让子类实现的,如果子类想达到职能单一,那么接口也必须满足职能单一。
相反,如果接口融合了多个不相关的方法,那它的子类就被迫要实现所有方法,尽管有些方法是根本用不到的。这就是接口污染。
接口隔离原则的潜台词是:拆分,从接口开始。
五、依赖倒置原则:概念:依赖倒转原则是程序要依赖于抽象接口,不要依赖于具体实现。简单的来说就是要求对抽象进行编程,不要对实现进行编程,这样就降低了客户与实现模块的耦合。
依赖倒转原则(DIP) |
高层模块不应该依赖低层模块,他们都应该依赖抽象。抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象 |
想要理解依赖倒置原则,必须先理解传统的解决方案。面相对象的初期的程序,被调用者依赖于调用者。也就是调用者决定被调用者有什么方法,有什么样的实现方式,这种结构在需求变更的时候,会付出很大的代价,甚至推翻重写。
依赖倒置原则就是要求调用者和被调用者都依赖抽象,这样两者没有直接的关联和接触,在变动的时候,一方的变动不会影响另一方的变动。
其实,依赖倒置和前面的原则是相辅相成的,都强调了抽象的重要性。
依赖倒置的潜台词是:面向抽象编程,解耦调用和被调用者。
注意事项:
1.高层模块不应该依赖于低层模块。两个都应该依赖抽象。
2.抽象不应该依赖结节。细节应依赖于抽象。
六、迪米特原则:
迪米特法则(LoD) |
每一个软件单位对其他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 |
迪米特原则要求尽量的封装,尽量的独立,尽量的使用低级别的访问修饰符。这是封装特性的典型体现。
一个类如果暴露太多私用的方法和字段,会让调用者很茫然。并且会给类造成不必要的判断代码。所以,我们使用尽量低的访问修饰符,让外界不知道我们的内部。这也是面向对象的基本思路。这是迪米特原则的一个特性,无法了解类更多的私有信息。
另外,迪米特原则要求类之间的直接联系尽量的少,两个类的访问,通过第三个中介类来实现。
迪米特原则的潜台词是:不和陌生人说话,有事去中介。
七、组合/聚合复用原则:概念:合成/聚合复用原则经常又叫做合成复用原则,就是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,新的对象通过这些对象的委派达到复用已有功能的目的。他的设计原则是:要尽量使用合成/聚合,尽量不要使用继承。
合成复用原则(CRP) |
优先使用对象组合,而不是继承来达到复用的目的 |
此原则的含义是,如果只是达到代码复用的目的,尽量使用组合与聚合,而不是继承。这里需要解释一下,组合聚合只是引用其他的类的方法,而不会受引用的类的继承而改变血统。
继承的耦合性更大,比如一个父类后来添加实现一个接口或者去掉一个接口,那子类可能会遭到毁灭性的编译错误,但如果只是组合聚合,只是引用类的方法,就不会有这种巨大的风险,同时也实现了复用。
组合聚合复用原则的潜台词是:我只是用你的方法,我们不一定是同类。
简单总结一下开闭原则,里氏代换原则,依赖倒转原则之间的关系:开闭原则是目标,里氏代换原则是基础,而依赖倒转原则是手段。他们相辅相成,相互补充。共同使我们的软件具有良好的扩展性。