设计模式-01.面向对象七大设计原则

面向对象七大设计原则

概述
软件的可维护性和可复用性软件的复用(Reuse)或重用拥有众多优点,如可以提高软件的开发效率,提高软件质量,节约开发成本,恰当的复用还可以改善系统的可维护性。
面向对象设计复用的目标在于实现支持可维护性的复用。
在面向对象的设计里面,可维护性复用都是以面向对象设计原则为基础的,这些设计原则首先都是复用的原则,遵循这些设计原则可以有效地提高系统的复用性,同时提高系统的可维护性。

面向对象设计原则和设计模式也是对系统进行合理重构的指南针，重构(Refactoring)是在不改变软件现有功能的基础上，通过调整程序代码改善软件的质量、性能，使其程序的设计模式和架构更趋合理，提高软件的扩展性和维护性。

1. 单一职责原则-SRP（★★★★）

单一职责原则： (Single Responsibility Principle. SRP)
简介：类的职责要单一，不能将太多的职责放在一个类中。
原则定义：
一个对象应该只包含单一的职责,并且该职责被完整地封装在一个类中**。（就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。）

详细分析：
一个类(或者大到模块,小到方法)承担的职责越多,它被复用的可能性越小，而且如果一个类承担的职责过多，就相当于将这些职责耦合在一起，当其中一个职责变化时，可能会影响其他职责的运作。
类的职责主要包括两个方面：数据职责和行为职责，数据职责通过其属性来体现,而行为职责通过其方法来体现。
单一职责原则是实现高内聚、低耦合的指导方针，在很多代码重构手法中都能找到它的存在，它是最简单但又最难运用的原则，需要设计人员发现类的不同职责并将其分离，而发现类的多重职责需要设计人员具有较强的分析设计能力和相关重构经验。

2. 开闭原则-OCP（★★★★★）

开闭原则： (Open-Closed Principle, OCP)
简介：软件实体对扩展是开放的，但对修改是关闭的，即在不修改一个软件实体的基础上扩展其功能。

详细分析：
一个软件实体应当对扩展开放,对修改关闭。也就是说在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，即实现在不修改源代码的情况下改变这个模块的行为。
在开闭原则的定义中，软件实体可以指一个软件模块一个由多个类组成的局部结构或一个独立的类。
抽象化是开闭原则的关键。
开闭原则还可以通过一个更加具体的“对可变性封装原则”来描述，对可变性封装原则(Principle ofEncapsulation of Variation, EVP)要求找到系统的可变因素并将其封装起来。

个人理解：（在原有类基础上增加抽象类接口与外界沟通，该抽象接口具有稳定的性质，这样只需要扩展源代码，就可以依旧使用原接口调用-在不稳定的接口之间添加稳定的抽象类）

3. 里氏替换原则-LSP（★★★★）

里氏替换原则：(Liskov Substitution Principle. LSP)
简介：在软件系统中，一个可以接受基类对象的地方必然可以接受一个子类对象。

原则定义：
里氏替换原则有两种定义方式：
第一种定义方式相对严格定义如下：
如果对每一个类型为S的对象01，都有类型为T的对象02，使得以T定义的所有程序在所有的对象01都替换成02时，程序P的行为没有变化，那么类型S是类型T的子类型。
第二种更容易理解的定义方式如下：
所有引用基类(父类)的地方必须能透明地使用其子类的对象。
透明性：在计算机技术中，一种本来是存在的事物或属性，但从某个角度看似乎不存在，称为透明性现象。通常，在计算机系统中，低层次的机器级的概念性结构和功能特性，对高级程序员来说是透明的。本例中透明的即为感觉不到父类被子类替换，替换后不会发生变化。

详细分析：
里氏替换原则可以通俗表述为：在软件中如果能够使用基类对象,那么一定能够使用其子类对象。把基类都替换成它的子类,程序将不会产生任何错误和异常,反过来则不成立,如果一个软件实体使用的是一个子类的话,那么它不一定能够使用基类。
里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一,由于使用基类对象的地方都可以使用子类对象,因此在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义,而在运行时再确定其子类类型，用子类对象来替换父类对象。

4. 依赖倒置原则-DIP（★★★★★）

依赖倒置原则： (Dependency Inversion Principle, DIP)
简介：要针对抽象层编程，而不要针对具体类编程。

原则定义：
简单来说,依赖倒置原则就是指：代码要依赖于抽象的类,而不要依赖于具体的类；要针对接口或抽象类编程，而不是针对具体类编程。
实现开闭原则的关键是抽象化，并且从抽象化导出具体化实现，如果说开闭原则是面向对象设计的目标的话，那么依赖倒置原则就是面向对象设计的主要手段。
更好的描述是：不要依赖那些容易变化的具体类。如果你要维承一个类,从一个抽象类继承吧。如果你要持有一个类的引用,从一个抽象的类引用吧。如果你要调用一个函数,从一个抽象的函数调用吧。

详细分析：
依赖倒置原则的常且实现方式之一是在代码中使且抽象类,而将具体类放在配置文件中。“将抽象放进代码,将细节放进元数据“。

类之间的耦合关系如下：

1. 零耦合关系
2. 具体耦合关系
3. 抽象耦合关系

依赖倒置原则要求客户端依赖于抽象耦合,以抽象方式耦合是依赖倒置原则的关键。
依赖注入：

1. 构造注入(Constructor Injection):通过构造函数注入实例变量。
2. 设值注入(Setter Injection):通过Setter方法注入实例变量。
3. 接口注入(Interface Injection):通过接口方法注入实例变量。

高层模块不应该依赖低层模块,它们都应该依赖抽象。抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。
要针对接口编程。不要针对实现编程。
结构良好的的面向对象架构都具有清晰的层次定义,每个层次通进一个定义良好的、受控的接口向外提供一组内聚的服务。
如下图：高层Policy Layer->低层Mechanism Layer->低层Utility Layer,看起来似乎正确。Policy Layer对于依赖的2个layer的改动都是敏感的。

PolicyLayer MechanismLayer UtilityLayer

增加抽象类后的结构图如下

迪米特法则的主要用途在于控制信息的过载

1. 在类的划分上，应当尽量创建松稠合的类，类之间的耦合度越低，就越有利于复用，一不处在松R合中的类一旦被修改,不会对关联的类造成太大波及;
2. 在类的结构设计上，每一个类都应当尽量降低其成员变量和成员函数的访问权限；
3. 在类的设计上,只要有可能，一个类型应当设计成不变类;
4. 在对其他类的引用上，一个对象对其他对象的引用应当降到最低。

8. 面向对象设计原则总结

对于面向对象的软件系统设计来说，在支持可维护性的同时，需要提高系统的可复用性。
软件的复用可以提高软件的开发效率，提高软件质量，节约开发成本，恰当的复用还可以改善系统的可维护性。

1. 单一职责原则要求在软件系统中，一个类只负责一个功能领域中的相应职责。
2. 开闭原则要求一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭，即在不修改源代码的基础上扩展一个系统的行为。
3. 里氏替换原则可以通俗表述为在软件中如果能,使用基类对象，那么一定能够使用其子类对象。
4. 依赖倒置原则要求抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象；要针对接口编程，不要针对实现编程,
5. 接口隔禽原则要求客户端不应该依赖那些它不需要的接口，即将一些大的接口细化成一些小的接口供客户端使用。
6. 合成复用原则要求复用时尽量使用对象組合，而不使用继承。
7. 迪米特法则要求一个软件实体应当尽可能少的与其他实体发生相互作用。