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程序員的成長(zhǎng)之路

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來自：zhihu.com/question/23277575/answer/169698662

設(shè)計(jì)模式7大原則

為什么會(huì)有人說設(shè)計(jì)模式已死呢，因?yàn)閟pring這些框架幫你做好了類和對(duì)象的管理，讓你寫代碼的時(shí)候只專注于你實(shí)現(xiàn)的功能，而不是設(shè)計(jì)。先來看看設(shè)計(jì)模式的7大原則：

開放-封閉原則
單一職責(zé)原則
依賴倒轉(zhuǎn)原則
最小知識(shí)原則
接口隔離原則
合成/聚合復(fù)用原則
里氏代換原則，任何基類可以出現(xiàn)的地方，子類一定可以出現(xiàn)

依賴倒置

假設(shè)我們?cè)O(shè)計(jì)一輛汽車：先設(shè)計(jì)輪子，然后根據(jù)輪子大小設(shè)計(jì)底盤，接著根據(jù)底盤設(shè)計(jì)車身，最后根據(jù)車身設(shè)計(jì)好整個(gè)汽車。這里就出現(xiàn)了一個(gè)“依賴”關(guān)系：汽車依賴車身，車身依賴底盤，底盤依賴輪子。

這樣的設(shè)計(jì)看起來沒問題，但是可維護(hù)性卻很低。

假設(shè)設(shè)計(jì)完工之后，上司卻突然說根據(jù)市場(chǎng)需求的變動(dòng)，要我們把車子的輪子設(shè)計(jì)都改大一碼。這下我們就蛋疼了：因?yàn)槲覀兪歉鶕?jù)輪子的尺寸設(shè)計(jì)的底盤，輪子的尺寸一改，底盤的設(shè)計(jì)就得修改；同樣因?yàn)槲覀兪歉鶕?jù)底盤設(shè)計(jì)的車身，那么車身也得改，同理汽車設(shè)計(jì)也得改——整個(gè)設(shè)計(jì)幾乎都得改！

我們現(xiàn)在換一種思路。我們先設(shè)計(jì)汽車的大概樣子，然后根據(jù)汽車的樣子來設(shè)計(jì)車身，根據(jù)車身來設(shè)計(jì)底盤，最后根據(jù)底盤來設(shè)計(jì)輪子。這時(shí)候，依賴關(guān)系就倒置過來了：輪子依賴底盤，底盤依賴車身，車身依賴汽車。

這時(shí)候，上司再說要改動(dòng)輪子的設(shè)計(jì)，我們就只需要改動(dòng)輪子的設(shè)計(jì)，而不需要?jiǎng)拥妆P，車身，汽車的設(shè)計(jì)了。這就是依賴倒置原則——把原本的高層建筑依賴底層建筑“倒置”過來，變成底層建筑依賴高層建筑。高層建筑決定需要什么，底層去實(shí)現(xiàn)這樣的需求，但是高層并不用管底層是怎么實(shí)現(xiàn)的。這樣就不會(huì)出現(xiàn)前面的“牽一發(fā)動(dòng)全身”的情況。

控制反轉(zhuǎn)（Inversion of Control）

就是依賴倒置原則的一種代碼設(shè)計(jì)的思路。具體采用的方法就是所謂的依賴注入（Dependency Injection）。其實(shí)這些概念初次接觸都會(huì)感到云里霧里的。說穿了，這幾種概念的關(guān)系大概如下：

為了理解這幾個(gè)概念，我們還是用上面汽車的例子。只不過這次換成代碼。我們先定義四個(gè)Class，車，車身，底盤，輪胎。然后初始化這輛車，最后跑這輛車。代碼結(jié)構(gòu)如下：

這樣，就相當(dāng)于上面第一個(gè)例子，上層建筑依賴下層建筑——每一個(gè)類的構(gòu)造函數(shù)都直接調(diào)用了底層代碼的構(gòu)造函數(shù)。假設(shè)我們需要改動(dòng)一下輪胎（Tire）類，把它的尺寸變成動(dòng)態(tài)的，而不是一直都是30。我們需要這樣改：

由于我們修改了輪胎的定義，為了讓整個(gè)程序正常運(yùn)行，我們需要做以下改動(dòng)：

由此我們可以看到，僅僅是為了修改輪胎的構(gòu)造函數(shù)，這種設(shè)計(jì)卻需要修改整個(gè)上層所有類的構(gòu)造函數(shù)！在軟件工程中，這樣的設(shè)計(jì)幾乎是不可維護(hù)的——在實(shí)際工程項(xiàng)目中，有的類可能會(huì)是幾千個(gè)類的底層，如果每次修改這個(gè)類，我們都要修改所有以它作為依賴的類，那軟件的維護(hù)成本就太高了。

所以我們需要進(jìn)行控制反轉(zhuǎn)（IoC），即上層控制下層，而不是下層控制著上層。我們用依賴注入（Dependency Injection）這種方式來實(shí)現(xiàn)控制反轉(zhuǎn)。所謂依賴注入，就是把底層類作為參數(shù)傳入上層類，實(shí)現(xiàn)上層類對(duì)下層類的“控制”。這里我們用構(gòu)造方法傳遞的依賴注入方式重新寫車類的定義：

這里我們?cè)侔演喬コ叽缱兂蓜?dòng)態(tài)的，同樣為了讓整個(gè)系統(tǒng)順利運(yùn)行，我們需要做如下修改：

看到?jīng)]？這里我只需要修改輪胎類就行了，不用修改其他任何上層類。這顯然是更容易維護(hù)的代碼。不僅如此，在實(shí)際的工程中，這種設(shè)計(jì)模式還有利于不同組的協(xié)同合作和單元測(cè)試：比如開發(fā)這四個(gè)類的分別是四個(gè)不同的組，那么只要定義好了接口，四個(gè)不同的組可以同時(shí)進(jìn)行開發(fā)而不相互受限制；而對(duì)于單元測(cè)試，如果我們要寫Car類的單元測(cè)試，就只需要Mock一下Framework類傳入Car就行了，而不用把Framework, Bottom, Tire全部new一遍再來構(gòu)造Car。

這里我們是采用的構(gòu)造函數(shù)傳入的方式進(jìn)行的依賴注入。其實(shí)還有另外兩種方法：Setter傳遞和接口傳遞。這里就不多講了，核心思路都是一樣的，都是為了實(shí)現(xiàn)控制反轉(zhuǎn)。

控制反轉(zhuǎn)容器(IoC Container)

其實(shí)上面的例子中，對(duì)車類進(jìn)行初始化的那段代碼發(fā)生的地方，就是控制反轉(zhuǎn)容器。

顯然你也應(yīng)該觀察到了，因?yàn)椴捎昧艘蕾囎⑷耄诔跏蓟倪^程中就不可避免的會(huì)寫大量的new。這里IoC容器就解決了這個(gè)問題。這個(gè)容器可以自動(dòng)對(duì)你的代碼進(jìn)行初始化，你只需要維護(hù)一個(gè)Configuration（可以是xml可以是一段代碼），而不用每次初始化一輛車都要親手去寫那一大段初始化的代碼。

這是引入IoC Container的第一個(gè)好處。IoC Container的第二個(gè)好處是：我們?cè)趧?chuàng)建實(shí)例的時(shí)候不需要了解其中的細(xì)節(jié)。在上面的例子中，我們自己手動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)車instance時(shí)候，是從底層往上層new的：

這個(gè)過程中，我們需要了解整個(gè)Car/Framework/Bottom/Tire類構(gòu)造函數(shù)是怎么定義的，才能一步一步new/注入。而IoC Container在進(jìn)行這個(gè)工作的時(shí)候是反過來的，它先從最上層開始往下找依賴關(guān)系，到達(dá)最底層之后再往上一步一步new（有點(diǎn)像深度優(yōu)先遍歷）：

IoC Container可以直接隱藏具體的創(chuàng)建實(shí)例的細(xì)節(jié)。

這是我看到的說控制反轉(zhuǎn)最清楚的文章，大家理解的時(shí)候不要在乎這些框架，而是這個(gè)設(shè)計(jì)本身，所以從設(shè)計(jì)模式的原則講起。

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依賴倒置

控制反轉(zhuǎn)（Inversion of Control）

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