面向?qū)ο罅笤瓌t

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這篇文章主要講的是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，應(yīng)該遵循的六大原則。只有掌握了這些原則，才能更好的理解設(shè)計(jì)模式。
我們接下來要介紹以下6個(gè)內(nèi)容。

• 單一職責(zé)原則——SRP

• 開閉原則——OCP

• 里氏替換原則——LSP

• 依賴倒置原則——DIP

• 接口隔離原則——ISP

• 迪米特原則——LOD

0x01: 單一職責(zé)原則

單一職責(zé)原則的定義是就一個(gè)類而言，應(yīng)該僅有一個(gè)引起他變化的原因。也就是說一個(gè)類應(yīng)該只負(fù)責(zé)一件事情。如果一個(gè)類負(fù)責(zé)了方法M1,方法M2兩個(gè)不同的事情，當(dāng)M1方法發(fā)生變化的時(shí)候，我們需要修改這個(gè)類的M1方法，但是這個(gè)時(shí)候就有可能導(dǎo)致M2方法不能工作。這個(gè)不是我們期待的，但是由于這種設(shè)計(jì)卻很有可能發(fā)生。所以這個(gè)時(shí)候，我們需要把M1方法，M2方法單獨(dú)分離成兩個(gè)類。讓每個(gè)類只專心處理自己的方法。
單一職責(zé)原則的好處如下：

1. 可以降低類的復(fù)雜度，一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)，這樣邏輯也簡單很多

2. 提高類的可讀性，和系統(tǒng)的維護(hù)性，因?yàn)椴粫?huì)有其他奇怪的方法來干擾我們理解這個(gè)類的含義

3. 當(dāng)發(fā)生變化的時(shí)候，能將變化的影響降到最小，因?yàn)橹粫?huì)在這個(gè)類中做出修改。

0x02: 開閉原則

開閉原則和單一職責(zé)原則一樣，是非?；A(chǔ)而且一般是常識(shí)的原則。開閉原則的定義是軟件中的對(duì)象(類，模塊，函數(shù)等)應(yīng)該對(duì)于擴(kuò)展是開放的，但是對(duì)于修改是關(guān)閉的。
當(dāng)需求發(fā)生改變的時(shí)候，我們需要對(duì)代碼進(jìn)行修改，這個(gè)時(shí)候我們應(yīng)該盡量去擴(kuò)展原來的代碼，而不是去修改原來的代碼，因?yàn)檫@樣可能會(huì)引起更多的問題。
這個(gè)準(zhǔn)則和單一職責(zé)原則一樣，是一個(gè)大家都這樣去認(rèn)為但是又沒規(guī)定具體該如何去做的一種原則。
開閉原則我們可以用一種方式來確保他，我們用抽象去構(gòu)建框架，用實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展細(xì)節(jié)。這樣當(dāng)發(fā)生修改的時(shí)候，我們就直接用抽象了派生一個(gè)具體類去實(shí)現(xiàn)修改。

0x03: 里氏替換原則

里氏替換原則是一個(gè)非常有用的一個(gè)概念。他的定義

如果對(duì)每一個(gè)類型為T1的對(duì)象o1,都有類型為T2的對(duì)象o2,使得以T1定義的所有程序P在所有對(duì)象o1都替換成o2的時(shí)候，程序P的行為都沒有發(fā)生變化，那么類型T2是類型T1的子類型。

這樣說有點(diǎn)復(fù)雜，其實(shí)有一個(gè)簡單的定義

所有引用基類的地方必須能夠透明地使用其子類的對(duì)象。

里氏替換原則通俗的去講就是：子類可以去擴(kuò)展父類的功能，但是不能改變父類原有的功能。他包含以下幾層意思：

• 子類可以實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法，但是不能覆蓋父類的非抽象方法。

• 子類可以增加自己獨(dú)有的方法。

• 當(dāng)子類的方法重載父類的方法時(shí)候，方法的形參要比父類的方法的輸入?yún)?shù)更加寬松。

• 當(dāng)子類的方法實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法時(shí)，方法的返回值要比父類更嚴(yán)格。

里氏替換原則之所以這樣要求是因?yàn)槔^承有很多缺點(diǎn)，他雖然是復(fù)用代碼的一種方法，但同時(shí)繼承在一定程度上違反了封裝。父類的屬性和方法對(duì)子類都是透明的，子類可以隨意修改父類的成員。這也導(dǎo)致了，如果需求變更，子類對(duì)父類的方法進(jìn)行一些復(fù)寫的時(shí)候，其他的子類無法正常工作。所以里氏替換法則被提出來。
確保程序遵循里氏替換原則可以要求我們的程序建立抽象，通過抽象去建立規(guī)范，然后用實(shí)現(xiàn)去擴(kuò)展細(xì)節(jié)，這個(gè)是不是很耳熟，對(duì)，里氏替換原則和開閉原則往往是相互依存的。

0x04: 依賴倒置原則

依賴倒置原則指的是一種特殊的解耦方式，使得高層次的模塊不應(yīng)該依賴于低層次的模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的目的，依賴模塊被顛倒了。
這也是一個(gè)讓人難懂的定義，他可以簡單來說就是

高層模塊不應(yīng)該依賴底層模塊，兩者都應(yīng)該依賴其抽象
抽象不應(yīng)該依賴細(xì)節(jié)
細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴抽象

在Java 中抽象指的是接口或者抽象類，兩者皆不能實(shí)例化。而細(xì)節(jié)就是實(shí)現(xiàn)類，也就是實(shí)現(xiàn)了接口或者繼承了抽象類的類。他是可以被實(shí)例化的。高層模塊指的是調(diào)用端，底層模塊是具體的實(shí)現(xiàn)類。在Java中，依賴倒置原則是指模塊間的依賴是通過抽象來發(fā)生的，實(shí)現(xiàn)類之間不發(fā)生直接的依賴關(guān)系，其依賴關(guān)系是通過接口是來實(shí)現(xiàn)的。這就是俗稱的面向接口編程。
下面有一個(gè)例子來講述這個(gè)問題。這個(gè)例子是工人用錘子來修理東西。代碼如下：

public?class?Hammer?{
????public?String?function(){
????????return?"用錘子修理東西";
????}
}

public?class?Worker?{
????public?void?fix(Hammer?hammer){
????????System.out.println("工人"?+?hammer.function());
????}


????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????new?Worker().fix(new?Hammer());
????}
}

這個(gè)是一個(gè)很簡單的例子，但是如果我們要新增加一個(gè)功能，工人用 螺絲刀來修理東西，在這個(gè)類，我們發(fā)現(xiàn)是很難做的。因?yàn)槲覀僕orker類依賴于一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)類Hammer。所以我們用到面向接口編程的思想，改成如下的代碼：

public?interface?Tools?{
????public?String?function();
}

然后我們的Worker是通過這個(gè)接口來于與其他細(xì)節(jié)類進(jìn)行依賴。代碼如下：

public?class?Worker?{
????public?void?fix(Tools?tool){
????????System.out.println("工人"?+?tool.function());
????}


????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????new?Worker().fix(new?Hammer());
????????new?Worker().fix(new?Screwdriver());

????}
}

Hammer類與Screwdriver類實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口

public?class?Hammer?implements?Tools{
????public?String?function(){
????????return?"用錘子修理東西";
????}
}

public?class?Screwdriver?implements?Tools{
????@Override
????public?String?function()?{
????????return?"用螺絲刀修理東西";
????}
}

這樣，通過面向接口編程，我們的代碼就有了很高的擴(kuò)展性，降低了代碼之間的耦合度，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

0x05: 接口隔離原則

接口隔離原則的定義是

客戶端不應(yīng)該依賴他不需要的接口

換一種說法就是類間的依賴關(guān)系應(yīng)該建立在最小的接口上。這樣說好像更難懂。我們通過一個(gè)例子來說明。我們知道在Java中一個(gè)具體類實(shí)現(xiàn)了一個(gè)接口，那必然就要實(shí)現(xiàn)接口中的所有方法。如果我們有一個(gè)類A和類B通過接口I來依賴，類B是對(duì)類A依賴的實(shí)現(xiàn)，這個(gè)接口I有5個(gè)方法。但是類A與類B只通過方法1,2,3依賴，然后類C與類D通過接口I來依賴，類D是對(duì)類C依賴的實(shí)現(xiàn)但是他們卻是通過方法1,4,5依賴。那么是必在實(shí)現(xiàn)接口的時(shí)候，類B就要有實(shí)現(xiàn)他不需要的方法4和方法5 而類D就要實(shí)現(xiàn)他不需要的方法2，和方法3。這簡直就是一個(gè)災(zāi)難的設(shè)計(jì)。
所以我們需要對(duì)接口進(jìn)行拆分，就是把接口分成滿足依賴關(guān)系的最小接口，類B與類D不需要去實(shí)現(xiàn)與他們無關(guān)接口方法。比如在這個(gè)例子中，我們可以把接口拆成3個(gè)，第一個(gè)是僅僅由方法1的接口，第二個(gè)接口是包含2,3方法的，第三個(gè)接口是包含4,5方法的。
這樣，我們的設(shè)計(jì)就滿足了接口隔離原則。
以上這些設(shè)計(jì)思想用英文的第一個(gè)字母可以組成SOLID ，滿足這個(gè)5個(gè)原則的程序也被稱為滿足了SOLID準(zhǔn)則。

0x06：迪米特原則

迪米特原則也被稱為最小知識(shí)原則，他的定義

一個(gè)對(duì)象應(yīng)該對(duì)其他對(duì)象保持最小的了解。

因?yàn)轭惻c類之間的關(guān)系越密切，耦合度越大，當(dāng)一個(gè)類發(fā)生改變時(shí)，對(duì)另一個(gè)類的影響也越大，所以這也是我們提倡的軟件編程的總的原則：低耦合，高內(nèi)聚。
迪米特法則還有一個(gè)更簡單的定義

只與直接的朋友通信。首先來解釋一下什么是直接的朋友：每個(gè)對(duì)象都會(huì)與其他對(duì)象有耦合關(guān)系，只要兩個(gè)對(duì)象之間有耦合關(guān)系，我們就說這兩個(gè)對(duì)象之間是朋友關(guān)系。耦合的方式很多，依賴、關(guān)聯(lián)、組合、聚合等。其中，我們稱出現(xiàn)成員變量、方法參數(shù)、方法返回值中的類為直接的朋友，而出現(xiàn)在局部變量中的類則不是直接的朋友。也就是說，陌生的類最好不要作為局部變量的形式出現(xiàn)在類的內(nèi)部。

這里我們可以用一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的例子來講解一下。比如我們需要一張CD,我們可能去音像店去問老板有沒有我們需要的那張CD，老板說現(xiàn)在沒有，等有的時(shí)候你們來拿就行了。在這里我們不需要關(guān)心老板是從哪里，怎么獲得的那張CD，我們只和老板（直接朋友）溝通，至于老板從他的朋友那里通過何種條件得到的CD，我們不關(guān)心，我們不和老板的朋友（陌生人）進(jìn)行通信，這個(gè)就是迪米特的一個(gè)應(yīng)用。說白了，就是一種中介的方式。我們通過老板這個(gè)中介來和真正提供CD的人發(fā)生聯(lián)系。

總結(jié)

到這里，面向?qū)ο蟮牧笤瓌t，就寫完了。我們看出來，這些原則其實(shí)都是應(yīng)對(duì)不斷改變的需求。每當(dāng)需求變化的時(shí)候，我們利用這些原則來使我們的代碼改動(dòng)量最小，而且所造成的影響也是最小的。但是我們?cè)诳催@些原則的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)很多原則并沒有提供一種公式化的結(jié)論，而即使提供了公式化的結(jié)論的原則也只是建議去這樣做。這是因?yàn)?，這些設(shè)計(jì)原則本來就是從很多實(shí)際的代碼中提取出來的，他是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)化的結(jié)論。怎么去用它，用好它，就要依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)。否則一味著去使用設(shè)計(jì)原則可能會(huì)使代碼出現(xiàn)過度設(shè)計(jì)的情況。大多數(shù)的原則都是通過提取出抽象和接口來實(shí)現(xiàn)，如果發(fā)生過度的設(shè)計(jì)，就會(huì)出現(xiàn)很多抽象類和接口，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。讓本來很小的項(xiàng)目變得很龐大，當(dāng)然這也是Java的特性（任何的小項(xiàng)目都會(huì)做成中型的項(xiàng)目）。

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