面向对象七大设计原则

Posted 2020-07-04 煜涵

面向对象七大设计原则

1、  开闭原则

2、  里氏替换原则

3、  单一职责原则

4、  接口隔离原则

5、  依赖倒置原则

6、  迪米特原则

7、组合/聚合复用原则

 

知识点关联

学习面向对象的设计模式，是深入面向对象思想的钥匙，通过大师级的微妙案例，我们可以开阔自己的认知。

在学习面向对象设计七大原则之前，我们要对基本的封装、继承、多态思想有足够的了解，对抽象类和接口也要有足够的编码能力，因为设计模式是以上知识点的综合应用。

另外，在接触具体的设计模式之前，面向对象的七大设计原则会让你知道，设计模式出现的必然性和意义所在。

 

1、 每一种设计思想的精准含义，具体如下：

先从整体认识这七种设计思想。

一、开闭原则：

这一条放在第一位来理解，它的含义是对扩展开放，对修改关闭。解释一下就是，我们写完的代码，不能因为需求变化就修改。我们可以通过新增代码的方式来解决变化的需求。

当然，这是一种理想的状态，在现实中，我们要尽量的缩小这种修改。

再解释一下这条原则的意义所在，我们采用逆向思维方式来想。如果每次需求变动都去修改原有的代码，那原有的代码就存在被修改错误的风险，当然这其中存在有意和无意的修改，都会导致原有正常运行的功能失效的风险，这样很有可能会展开可怕的蝴蝶效应，使维护工作剧增。

说到底，开闭原则除了表面上的可扩展性强以外，在企业中更看重的是维护成本。

所以，开闭原则是设计模式的第一大原则，它的潜台词是：控制需求变动风险，缩小维护成本。

以下几种原则，都是为此原则服务的。

二、里氏替换选择：

此原则的含义是子类可以在任何地方替换它的父类。解释一下，这是多态的前提，我们后面很多所谓的灵活，都是不改变声明类型的情况下，改变实例化类来完成的需求变更。当然，继承的特性看似天然就满足这个条件。但这里更注重的是继承的应用问题，我们必须保证我们的子类和父类划分是精准的。

里氏替换原则的潜台词是：尽量使用精准的抽象类或者接口。

三、单一职责原则：

单一职责的含义是：类的职责单一，引起类变化的原因单一。解释一下，这也是灵活的前提，如果我们把类拆分成最小的职能单位，那组合与复用就简单的多了，如果一个类做的事情太多，在组合的时候，必然会产生不必要的方法出现，这实际上是一种污染。

举个例子，我们在绘制图案的时候，用“点”组成图和用“直线”组成图，哪个更灵活呢？一定是“点”，它可以绘制任何图形，而直线只能绘制带有直线条的图案，它起码无法画圆。

单一职责的潜台词是：拆分到最小单位，解决复用和组合问题。

四、接口隔离原则：

接口隔离原则可以说是单一职责的必要手段，它的含义是尽量使用职能单一的接口，而不使用职能复杂、全面的接口。很好理解，接口是为了让子类实现的，如果子类想达到职能单一，那么接口也必须满足职能单一。

相反，如果接口融合了多个不相关的方法，那它的子类就被迫要实现所有方法，尽管有些方法是根本用不到的。这就是接口污染。

接口隔离原则的潜台词是：拆分，从接口开始。

五、依赖倒置原则：

想要理解依赖倒置原则，必须先理解传统的解决方案。面相对象的初期的程序，被调用者依赖于调用者。也就是调用者决定被调用者有什么方法，有什么样的实现方式，这种结构在需求变更的时候，会付出很大的代价，甚至推翻重写。

依赖倒置原则就是要求调用者和被调用者都依赖抽象，这样两者没有直接的关联和接触，在变动的时候，一方的变动不会影响另一方的变动。

其实，依赖倒置和前面的原则是相辅相成的，都强调了抽象的重要性。

依赖倒置的潜台词是：面向抽象编程，解耦调用和被调用者。

六、迪米特原则：

迪米特原则要求尽量的封装，尽量的独立，尽量的使用低级别的访问修饰符。这是封装特性的典型体现。

一个类如果暴露太多私用的方法和字段，会让调用者很茫然。并且会给类造成不必要的判断代码。所以，我们使用尽量低的访问修饰符，让外界不知道我们的内部。这也是面向对象的基本思路。这是迪米特原则的一个特性，无法了解类更多的私有信息。

另外，迪米特原则要求类之间的直接联系尽量的少，两个类的访问，通过第三个中介类来实现。

迪米特原则的潜台词是：不和陌生人说话，有事去中介。

七、组合/聚合复用原则：

此原则的含义是，如果只是达到代码复用的目的，尽量使用组合与聚合，而不是继承。这里需要解释一下，组合聚合只是引用其他的类的方法，而不会受引用的类的继承而改变血统。

继承的耦合性更大，比如一个父类后来添加实现一个接口或者去掉一个接口，那子类可能会遭到毁灭性的编译错误，但如果只是组合聚合，只是引用类的方法，就不会有这种巨大的风险，同时也实现了复用。

组合聚合复用原则的潜台词是：我只是用你的方法，我们不一定是同类。

 

2、 在学习面向对象七大设计原则时需要注意以下几点：

a)       高内聚、低耦合和单一职能的“冲突”

实际上，这两者是一回事。内聚，要求一个类把所有相关的方法放在一起，初看是职能多，但有个“高”，就是要求把联系非常紧密的功能放在一起，也就是说，从整体看，是一个职能的才能放在一起，所以，两者是不同的表述而已。

这里很多人理解成复合类，但复合类不是高内聚，而是杂乱的放在一起，是一种设计失误而已。

b)       多个单一职能接口的灵活性和声明类型问题

如果一个类实现多个接口，那么这个类应该用哪个接口类型声明呢？应该是用一个抽象类来继承多个接口，而实现类来继承这个接口。声明的时候，类型是抽象类。

c)        最少知识原则和中介类泛滥两种极端情况

这是另一种设计的失误。迪米特原则要求类之间要用中介来通讯，但类多了以后，会造成中介类泛滥的情况，这种情况，我们可以考虑中介模式，用一个总的中介类来实现。

当然，设计模式都有自己的缺陷，迪米特原则也不是十全十美，交互类非常繁多的情况下，要适当的牺牲设计原则。

d)       继承和组合聚合复用原则的“冲突”

继承也能实现复用，那这个原则是不是要抛弃继承了？不是的。

继承更注重的是“血统”，也就是什么类型的。而组合聚合更注重的是借用“技能”。并且，组合聚合中，两个类是部分与整体的关系，组合聚合可以由多个类的技能组成。在C#和Java中只有单继承。

这个原则不是告诉我们不用继承了，都用组合聚合，而是在“复用”这个点上，我们优先使用组合聚合。

 

面向对象设计原则的共性问题：

1、这么多设计模式，都要学习和使用么？

答：我们只是掌握总体的原则，然后学习常用的就行了。实际开发中也不是每种设计模式都会经常用到。因为归根结底，设计模式也好，架构也好，都是为需求服务的，没有需求业务模型，不能生搬硬套模式。我们在学习的时候，多学一些总是好的，但只是为了开阔自己的眼界。

2、设计模式是规范么？是不是好的程序必须用设计模式？

答：严格来说，好的程序遵循的是设计原则，而非设计模式。现在就出现很多新的演变出来的模式，这些都是因为出现了新业务的原因，设计模式不是规范，只是一种借鉴。

3、使用设计模式会不会增加开发难度？

答：开发阶段会的，而且会延长开发时间。但一个项目或产品从开始到结束，开发只是其中很小的一部分，考虑到维护和扩展成本，才会出现设计模式。从整体考虑，设计模式是减少了开发时间和成本的。