面向對象的SOLID法則

1、單一職責原則(SRP)

定義:不要存在多於一個導致類變更的原因。通俗的說,即一個類只負責一項職責。

問題由來:類T負責兩個不同的職責:職責P1,職責P2。當由於職責P1需求發生改變而需要修改類T時,有可能會導致原本運行正常的職責P2功能發生故障。

解決方案:遵循單一職責原則。分別建立兩個類T1、T2,使T1完成職責P1功能,T2完成職責P2功能。這樣,當修改類T1時,不會使職責P2發生故障風險;同理,當修改T2時,也不會使職責P1發生故障風險。

遵循單一職責原的優點有:

1. 可以降低類的複雜度,一個類只負責一項職責,其邏輯肯定要比負責多項職責簡單的多;

2. 提高類的可讀性,提高系統的可維護性;

3. 變更引起的風險降低,變更是必然的,如果單一職責原則遵守的好,當修改一個功能時,可以顯著降低對其他功能的影響。

需要說明的一點是單一職責原則不只是面向對象編程思想所特有的,只要是模塊化的程序設計,都需要遵循這一重要原則。


2、開閉原則(OCP)

定義:一個軟件實體如類、模塊和函數應該對擴展開放,對修改關閉。

問題由來:在軟件的生命週期內,因爲變化、升級和維護等原因需要對軟件原有代碼進行修改時,可能會給舊代碼中引入錯誤,也可能會使我們不得不對整個功能進行重構,並且需要原有代碼經過重新測試。

解決方案:當軟件需要變化時,儘量通過擴展軟件實體的行爲來實現變化,而不是通過修改已有的代碼來實現變化。



3、里氏替換原則(LSP)

定義1:如果對每一個類型爲 T1的對象 o1,都有類型爲 T2 的對象o2,使得以 T1定義的所有程序 P 在所有的對象 o1 都代換成 o2 時,程序 P 的行爲沒有發生變化,那麼類型 T2 是類型 T1 的子類型。

定義2:所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類的對象。

問題由來:有一功能P1,由類A完成。現需要將功能P1進行擴展,擴展後的功能爲P,其中P由原有功能P1與新功能P2組成。新功能P由類A的子類B來完成,則子類B在完成新功能P2的同時,有可能會導致原有功能P1發生故障。

解決方案:當使用繼承時,遵循里氏替換原則。類B繼承類A時,除添加新的方法完成新增功能P2外,儘量不要重寫父類A的方法,也儘量不要重載父類A的方法。

里氏替換原則通俗的來講就是:子類可以擴展父類的功能,但不能改變父類原有的功能。它包含以下4層含義:

1. 子類可以實現父類的抽象方法,但不能覆蓋父類的非抽象方法。

2. 子類中可以增加自己特有的方法。

3. 當子類的方法重載父類的方法時,方法的前置條件(即方法的形參)要比父類方法的輸入參數更寬鬆。

4. 當子類的方法實現父類的抽象方法時,方法的後置條件(即方法的返回值)要比父類更嚴格。


4、接口隔離原則(ISP)

定義:客戶端不應該依賴它不需要的接口;一個類對另一個類的依賴應該建立在最小的接口上。

問題由來:類A通過接口I依賴類B,類C通過接口I依賴類D,如果接口I對於類A和類B來說不是最小接口,則類B和類D必須去實現他們不需要的方法。

解決方案:將臃腫的接口I拆分爲獨立的幾個接口,類A和類C分別與他們需要的接口建立依賴關係。也就是採用接口隔離原則。

很多人會覺的接口隔離原則跟之前的單一職責原則很相似,其實不然。其一,單一職責原則原注重的是職責;而接口隔離原則注重對接口依賴的隔離。其二,單一職責原則主要是約束類,其次纔是接口和方法,它針對的是程序中的實現和細節;而接口隔離原則主要約束接口接口,主要針對抽象,針對程序整體框架的構建。

採用接口隔離原則對接口進行約束時,要注意以下幾點:

1. 接口儘量小,但是要有限度。對接口進行細化可以提高程序設計靈活性是不掙的事實,但是如果過小,則會造成接口數量過多,使設計複雜化。所以一定要適度。

2. 爲依賴接口的類定製服務,只暴露給調用的類它需要的方法,它不需要的方法則隱藏起來。只有專注地爲一個模塊提供定製服務,才能建立最小的依賴關係。

3. 提高內聚,減少對外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。

運用接口隔離原則,一定要適度,接口設計的過大或過小都不好。設計接口的時候,只有多花些時間去思考和籌劃,才能準確地實踐這一原則。


5、依賴倒置原則(DIP)

定義:高層模塊不應該依賴低層模塊,二者都應該依賴其抽象;抽象不應該依賴細節;細節應該依賴抽象。

問題由來:類A直接依賴類B,假如要將類A改爲依賴類C,則必須通過修改類A的代碼來達成。這種場景下,類A一般是高層模塊,負責複雜的業務邏輯;類B和類C是低層模塊,負責基本的原子操作;假如修改類A,會給程序帶來不必要的風險。

解決方案:將類A修改爲依賴接口I,類B和類C各自實現接口I,類A通過接口I間接與類B或者類C發生聯繫,則會大大降低修改類A的機率。

傳遞依賴關係有三種方式,以上的例子中使用的方法是接口傳遞,另外還有兩種傳遞方式:構造方法傳遞和setter方法傳遞,相信用過Spring框架的,對依賴的傳遞方式一定不會陌生。

在實際編程中,我們一般需要做到如下3點:

1.低層模塊儘量都要有抽象類或接口,或者兩者都有。

2.變量的聲明類型儘量是抽象類或接口。

3.使用繼承時遵循里氏替換原則。

依賴倒置原則的核心就是要我們面向接口編程,理解了面向接口編程,也就理解了依賴倒置。


附:迪米特法則

定義:一個對象應該對其他對象保持最少的瞭解。

問題由來:類與類之間的關係越密切,耦合度越大,當一個類發生改變時,對另一個類的影響也越大。

解決方案:儘量降低類與類之間的耦合。


總結:

單一職責原則告訴我們實現類要職責單一;

里氏替換原則告訴我們不要破壞繼承體系;

依賴倒置原則告訴我們要面向接口編程;

接口隔離原則告訴我們在設計接口的時候要精簡單一;

開閉原則是總綱,他告訴我們要對擴展開放,對修改關閉。

迪米特法則告訴我們要降低耦合。


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