软件架构设计的七大原则

Posted 2021-11-07 black-fact

软件架构设计有七大原则，分别是：

　　1.开闭原则

　　2.依赖倒置原则

　　3.单一职责原则

　　4.接口隔离原则

　　5.迪米特法则（最小知道原则）

　　6.里氏替换原则

　　7.合成/聚合复用原则

下面分别具体说明：

1.开闭原则  ：对扩展开放，对修改关闭
    说的是,再设计一个模块的时候,应当使这个模块可以在不被修改的前提下被扩展.
换言之,应当可以在不必修改源代码的情况下改变这个模块的行为，在保持系统一定稳定性的基础上，对系统进行扩展。

例如：一般软件功能的升级就需要符合开闭原则，即不去修改原来的代码，而是去增加新功能。

2.依赖倒置原则 ：实现尽量依赖抽象，不依赖具体实现。

  该原则有以下三点说明
  1、高层模块不应该依赖于底层模块，两者都应该依赖于抽象，
  2、抽象不应该依赖于细节，即具体实现类。
  3、细节应该依赖于抽象。

  这样带来的好处，可以减少类与类之间的耦合性，提高系统的稳定性，提高代码的可读性和可维护性，并且可以降低修改程序所造成的的风险。

  例如：我们在日常开发中拿到需求之后，一般都是面向接口编程，先设计出顶层，在细节的来设计代码的结构。（以抽象为基准比以细节为基准搭建起来的架构要稳定的多）

3.单一职责原则 ：对于一个类而言，应该仅存在一个可以引起类变化的原因。

    从概念来说可能不大好理解，简单的来讲，就是我们平时在编程的时候，会在一个类上添加各种各样的功能。当未来这些功能需要修改时，你不得不一遍又一遍的修改这个类，而且有可能导致其他的功能发生问题，维护起来很麻烦，很难复用，耦合性很大。

如果我们将这些功能分别用不同的类来实现，进行解耦，后期的需求变更和维护就会互不影响，能够降低类的复杂度，提高可读性，总的来讲就是一个类、接口、方法只负责一项职责

4.接口隔离原则：客户端不应该依赖它不需要的接口，类之间的依赖关系应该建立在最小的接口上。

   这个原则指导我们在设计接口时应当注意一下几点：
1、一个类对一类的依赖应该建立在最小的接口之上。
2、建立单一接口，不要建立功能繁多的总接口。
3、尽量细化接口，接口中的方法尽量少（不是越少越好，一定要适度）。

该原则符合高内聚低耦合的设计思想，可以使类具有很好的可读性、可扩展性和可维护性。我们在设计接口的时候，应该多花时间思考，既要考虑到业务模型，还需要为以后可能发生的变更做出一些预判。

5.迪米特法则（最小知道原则）：一个对象应该对其他对象保持最少的了解，尽量降低类与类之间的耦合。

       由于每个类尽量减少对其他类的依赖，因此，很容易使得系统的功能模块功能独立，相互之间不存在（或很少有）依赖关系。迪米特法则不希望类之间建立直接的联系。如果有真的需要建立联系的，也希望能通过他的友元类来转达。

迪米特原则主要强调只和朋友交流，不和陌生人说话。出现在成员变量、方法的输入、输出参数中的类都可以称之为成员朋友类，而出现在方法体内部的类不属于朋友类 。

6.里氏替换原则： 一个软件实体如果适用一个父类的话，那一定是适用于其子类，所有引用父类的地方必须能透明地使用其子类的对象，子类对象能够替换父类对象，而程序逻辑不变。

      即任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。里氏代换原则是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受影响时，基类才能被真正复用，而衍生类也能够在积累的基础上增加新的行为，里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。在基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

      当满足继承的时候，父类肯定存在非私有的成员，子类肯定是得到了父类的这些非私有成员（假设，父类的成员全部是私有的，那么子类没办法从父类继承任何成员，也就不存在继承的额概念了）。既然子类继承了父类的这些非私有成员，那么父类对象也就可以在子类对象中调用这些非私有成员。所以，子类对象可以替换父类对象的位置。

　　在里氏带环原则下，当需求有变化时，只需继承，而别的东西不会改变。由于里氏代换原则才使得开放封闭称为可能。这样使得子类在父类无需修改就可以扩展。

我们总结一下：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。
1、子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法。
2、子类中可以增加自己特有的方法。
3、当子类的方法重载父类的方法时，方法的前置条件（即方法的输入/入参）要比父类方法的输入参数更宽松。
4、当子类的方法实现父类的方法时（重写/重载或实现抽象方法），方法的后置条件（即方法的输出/返回值）要比父类更严格或相等。

使用里氏替换原则有以下优点：
1、约束继承泛滥，开闭原则的一种体现。
2、加强程序的健壮性，同时变更时也可以做到非常好的兼容性，提高程序的维护性、扩
展性。降低需求变更时引入的风险

7.合成/聚合复用原则：尽量使用对象组合(has-a)/聚合(contanis-a)，而不是继承关系达到软件复用的目的。

换句话说，就是在一个新的对象里面使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分，新的对象通过这些对象的委派达到复用已有功能的目的。

该原则可以使系统更加灵活，降低类与类之间的耦合度，一个类的变化对其他类造成的影响相对较少。

总结：学习软件设计原则，千万不能形成强迫症。碰到业务复杂的场景，我们需要随机应变。

在实际开发过程中，并不是一定要求所有代码都遵循设计原则，我们要考虑人力、时间、成本、质量，不是刻意追求完美，

要在适当的场景遵循设计原则，体现的是一种平衡取舍，帮助我们设计出更加优雅的代码结构