面向对象五大设计原则

Posted 2022-10-03 dotNET跨平台

最近在看七牛云许式伟的架构课, 重温了面向对象五大设计原则(SOLID)，扣理论文字找出处。（当然许老板是不可能深聊这么低级的内容，🤡）

注意区分设计原则和设计模式。
设计原则更为抽象和泛化；
设计模式也是抽象或泛化的良好实践，但是它们提供了更具体和实用的底层建议。

面向对象5大设计原则
Single Responsiblity Principle	单一职责原则
Open/Closed Principle	开闭原则
Likov Substitution Principle	里斯替代原则
Interface Segregation Principle	接口隔离原则
Dependency inversion	依赖倒置原则

单一职责原则

只能有一个让组件或类发生改变的原因；或者说每个组件或类专注于单一功能，解决特定问题。

there should never be more than one reason for a class to change. A class should be focused on a single functionality, address a specific concern.

开闭原则

对扩展开放， 对修改封闭。

扩展类的几种方式：

• • 从类继承

• • 类中重写同名行为

• • 扩展类的某些行为

一般我们通过继承或者实现接口来实践开闭原则。

class Person
    
        public int age;
        public string name;

        public Person(string name, int age)
        
            this.name = name;
            this.age = age;
        
        public virtual void SayHallo()
        
            Console.WriteLine("我是0，今年1", name, age);
        
    
    class Student : Person
    
        public string major;
        public Student(string name, int age, string major) : base(name, age)
        
            this.major = major;
        
        public override void SayHallo()   //子类中override重写，实现虚方法
        
            Console.WriteLine("我是0，今年1,正在学习2", name, age, major);
        
    

    class Program
    
       static void Main(string[] args)
        
            Person trevor1 = new Person("Trevor", 18);
            trevor1.SayHallo();
            Student trevor2 = new Student("Trevor", 18,"C#");
            trevor2.SayHallo();
        
    

output：
我是Trevor，今年18
我是Trevor，今年18,正在学习C#

里氏替代原则

在父子类生态中，在父类出现的地方，可以用子类对象替换父类对象，同时不改变程序的功能和正确性。

。。 乍一看，这不是理所当然吗？

为啥单独拎出来鞭尸，鞭策。

比如上例我们使用

Person trevor1 = new Student("trevor",18,"C#")  // 子类对象替换父类对象
  trevor1.SayHello();

利用多态正确表达了含义。

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但是某些情况下滥用继承，却不一定保证程序的正确性，会对使用者造成误解。

比如下面经典的[矩形-正方形求面积]反例：

public class Rectangle

    // 分别设置宽高
    public virtual double Width get;set;
    public virtual double Height get;set;

    public virtual void Area()
    
        Console.WriteLine("面积是：" + Width * Height);
    


public class Square : Rectangle

    public override double Width 
    
       // get;
        set   //  因为是正方形，想当然重设了宽=高
        
            base.Width= value;
            base.Height= value;
        
    

    public override double Height
    
      //  get;
        set  //  因为是正方形，想当然重设了宽=高
        
            base.Width = value;
            base.Height = value;
        
    

    public override void Area()
    
        Console.WriteLine("面积是：" + Width * Width);
     


public  class Program

    public static void Main()
    
        Rectangle s = new Rectangle();
        s.Width = 2;          
        s.Height = 3;         

        s.Area();
    


output：
面积是：6

但是如果你[使用子类对象去替换父类对象]：

Rectangle s2 = new Square();
  s2.Width = 2;          
  s2.Height = 3;         
  s2.Area();

output:
面积是：9

Get到了吗？我们不能想当然的认为子类对象就能无损替换父类对象， 根本原因是我们正方形虽然是(is a)矩形，但是我们的重写行为破坏了父类的表达，这是一种继承的误用。

里氏替代原则就是约束你在继承(is a)的时候注意到这个现象，并提醒你规避这个问题。

这个时候，不应该重写父类的SetWight方法, 而应该扩展新的方法SetLength。

接口隔离 

将胖接口修改为多个小接口，调用接口的代码应该比实现接口的代码更依赖于接口。

why：如果一个类实现了胖接口的所有方法(部分方法在某次调用时并不需要),那么在该次调用时我们就会发现此时出现了(部分并不需要的方法)，而并没有机制告诉我们现在不应该使用这部分方法。

how:
避免胖接口，不要实现违反单一职责原则的接口。可以根据实际多职责划分为多接口，某个类实现多接口后， 在调用时以特定接口指代对象，这样这个对象只能体现特定接口的方法，以此体现接口隔离。

public interface IA
    
        void getA();
    

    interface IB
    
        void getB();
    

    public class Test : IA, IB
    
        public string Field  get; set; 
        public void getA()
        
            throw new NotImplementedException();
        

        public void getB()
        
            throw new NotImplementedException();
        
    
    class Program
    
        static void Main(string[] args)
        
            Console.WriteLine("Hello World!");

            IA a = new Test();
            a.getA();       //  在这个调用处只能看到接口IA的方法， 接口隔离
        
    

依赖倒置原则

实现依赖于抽象， 抽象不依赖于细节。

Q：这个原则我其实一开始没能理解什么叫“倒置”？

A: 但有了一点开发经验后开始有点心得了。

痛点：面向过程的开发，上层调用下层，上层依赖于下层。当下层变动时上层也要跟着变动，导致模块复用度降低，维护成本增高。

提炼痛点：含有高层策略的模块，如AutoSystem模块，依赖于它所控制的低层的负责具体细节的模块。

思路：找到一种方法使AutoSystem模块独立于它所控制的具体细节，那么我们就可以自由地复用AutoSystem了；同时让底层汽车厂也依赖抽象，受抽象驱动，这就形成一种“倒置”。

所以依赖倒置原则有两个关键体现:

1. ①  高层次模块不应该依赖于低层实现，而都应该依赖于抽象；

   这在上图：AutoSystem和Car都依赖于抽象接口ICar

2. ②  抽象不应该依赖于具体实现，具体实现应该依赖于抽象。

   第2点与第1点不是重复的，这一点意味着细节实现是受抽象驱动，这也是“倒置”的由来， 这一点是通过接口叫ICar而不是IAutoSystem来体现。

面相对象五大设计原则SOLID，是指导思想，不贯彻这5大设计原则也能让程序跑起来，但是可能就会出现阅读性、维护性、正确性问题。

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