java设计模式：面向对象设计的7个原则

Posted 2021-02-07 yanggb

在软件开发中，为了提高软件系统的可维护性和可复用性，增加软件的可扩展性和灵活性，程序员要尽量根据7条原则来开发程序，从而提高软件开发效率，节约软件开发成本和维护成本。

这7条原则分别是：开闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则、单一职责原则、接口隔离原则、迪米特法则、合成复用原则。

接下来是对这7个原则的详细介绍。

开闭原则（OCP，Open Closed Principle）

定义

开闭原则（Open Closed Principle，OCP）由勃兰特·梅耶（Bertrand Meyer）提出，他在 1988 年的著作《面向对象软件构造》（Object Oriented Software Construction）中提出：软件实体应当对扩展开放，对修改关闭（Software entities should be open for extension，but closed for modification），这就是开闭原则的经典定义。

当应用的需求发生改变时，在不修改软件实体的源代码或者二进制代码的前提下，可以扩展模块的功能，使其满足新的需求。

这里的软件实体包含几个部分：项目中划分出的模块、类和接口、方法。

作用

开闭原则是面向对象程序设计的终极目标，它使软件实体拥有一定的适用性和灵活性的同时具备稳定性和延续性。

对软件测试的影响

软件遵循开闭原则的话，软件测试时只需要对扩展的代码进行测试就可以了，因为原有的测试代码依然能够正常运行。

可以提高代码的可复用性

粒度越小，被服用的可能性就越大；在面向对象的程序设计中，根据原则和抽象编程可以提高代码的可复用性。

可以提高软件的可维护性

遵守开闭原则的软件，其稳定性高和延续性强，从而易于扩展和维护。

实现方法

可以通过【抽象约束、封装变化】来实现开闭原则，即通过接口或抽象类为软件实体定义一个相对稳定的抽象层，而将相同的可变因素封装在相同的具体实现类中。

因为抽象灵活性好，适应性广，只要抽象得合理，可以基本保持软件架构的稳定，而软件中易变的细节可以从抽象派生来的实现类来进行扩展，当软件需要发生变化的时候，只需要根据需求重新派生一个实现类来扩展就可以了。

里氏替换原则（LSP，Liskov Subsititution Principle）

定义

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）由麻省理工学院计算机科学实验室的里斯科夫（Liskov）女士在 1987 年的“面向对象技术的高峰会议”（OOPSLA）上发表的一篇文章《数据抽象和层次》（Data Abstraction and Hierarchy）里提出来的，她提出：继承必须确保超类所拥有的性质在子类中仍然成立（Inheritance should ensure that any property proved about supertype objects also holds for subtype objects）。

里氏替换原则主要阐述了有关继承的一些原则，也就是什么时候应该使用继承，什么时候不应该使用继承，以及其中蕴含的原理。里氏替换原则是继承复用的基础，它反映了基类与子类之间的关系，是对开闭原则的补充，是对实现抽象化的具体步骤的规范。

作用

里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一。

里氏替换原则克服了继承中重写父类造成的可复用性变差的缺点。

里氏替换原则是动作正确性的保证。即类的扩展不会给已有的系统引入新的错误，降低了代码出错的可能性。

实现方法

里氏替换原则通俗地来讲就是：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。也就是说，子类继承父类时，除了添加新的方法完成新增功能外，尽量不要重写父类的方法。

如果通过重写父类的方法来完成新的功能，这样写起来虽然简单，但是整个继承体系的可复用性会比较差，特别是运用多态比较频繁时，程序运行出错的概率会非常大。

如果程序违背了里氏替换原则，则继承类的对象在基类出现的地方会出现运行错误。这时其修正方法是：取消原来的继承关系，重新设计它们之间的关系。

关于里氏替换原则的例子，最有名的是【正方形不是长方形】。当然，生活中也有很多类似的例子，例如，企鹅、鸵鸟和几维鸟从升叙血的角度来划分，它们属于鸟类，但是从类的继承关系来看，由于它们不能继承鸟类会飞的功能，所以它们不能定义成鸟类的子类。同样的，由于气球鱼不会游泳，也不能够被定义成会游泳的鱼类的子类。