文章目录

• 概述
• • 单一职责原则（一个类完成一个职责）
  • • 例子
  • 开闭原则（对修改关闭，对拓展开放）
  • • 修改权限的优先级
    • 例子
  • 里氏代换原则（子类对象替换积累）
  • • 在使用里氏代换原则时需要注意如下几个问题：
    • 例子
  • 依赖倒转原则（对象注入）
  • • 例子
  • 接口隔离原则（类只会实现有关的接口）
  • • 例子
  • 合成复用原则（减少继承，尽量在新类中使用已有的对象）
  • • 例子
  • 迪米特法则（不要和“陌生人”说话）
  • • 例子

概述

面向对象设计原则概述

• 单一职责原则

• 开闭原则

• 里氏代换原则

• 依赖倒转原则

• 接口隔离原则

• 合成复用原则

• 迪米特法则

单一职责原则（一个类完成一个职责）

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。

CustomerDataChart类中的方法说明如下：getConnection()方法用于连接数据库， findCustomers()用于查询所有的客户信息，createChart()用于创建图表，displayChart()用于显示 图表。

CustomerDataChart类承担了太多的职责，既包含与数据库相关的方法，又包含与图 表生成和显示相关的方法。如果在其他类中也需要连接数据库或者使用findCustomers()方法查 询客户信息，则难以实现代码的重用。无论是修改数据库连接方式还是修改图表显示方式都 需要修改该类，它不止一个引起它变化的原因，违背了单一职责原则。因此需要对该类进行 拆分，使其满足单一职责原则，类CustomerDataChart可拆分为如下三个类：

(1) DBUtil：负责连接数据库，包含数据库连接方法getConnection()；

(2) CustomerDAO：负责操作数据库中的Customer表，包含对Customer表的增删改查等方法，如findCustomers()；

(3) CustomerDataChart：负责图表的生成和显示，包含方法createChart()和displayChart()。

使用单一职责原则重构后的结构如图2所示：

为了。可以为系统定义一个相对稳定的抽象层，而将不同的实现行为移至具体的实现 层中完成。在很多面向对象编程语言中都提供了接口、抽象类等机制，可以通过它们定义系 统的抽象层，再通过具体类来进行扩展。如果需要修改系统的行为，无须对抽象层进行任何 改动，只需要增加新的具体类来实现新的业务功能即可，实现在不修改已有代码的基础上扩 展系统的功能，达到开闭原则的要求。

修改权限的优先级

• 业务核心模块 最不能修改

• 业务辅助模块

• 业务使用模块

• 业务配置模块

例子

Sunny软件公司开发的CRM系统可以显示各种类型的图表，如饼状图和柱状图等，为了支持多 种图表显示方式，原始设计方案如图1所示：

在图2中，我们引入了抽象图表类AbstractChart，且ChartDisplay针对抽象图表类进行编程，并 通过setChart()方法由客户端来设置实例化的具体图表对象，在ChartDisplay的display()方法中调 用chart对象的display()方法显示图表。如果需要增加一种新的图表，如折线图LineChart，只需 要将LineChart也作为AbstractChart的子类，在客户端向ChartDisplay中注入一个LineChart对象 即可，无须修改现有类库的源代码。

里氏代换原则（子类对象替换积累）

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。

在对系统进行进一步分析后发现，无论是普通客户还是VIP客户，发送邮件的过程都是相同 的，也就是说两个send()方法中的代码重复，而且在本系统中还将增加新类型的客户。为了让 系统具有更好的扩展性，同时减少代码重复，使用里氏代换原则对其进行重构。

在本实例中，可以考虑增加一个新的抽象客户类Customer，而将CommonCustomer和 VIPCustomer类作为其子类，邮件发送类EmailSender类针对抽象客户类Customer编程，根据里 氏代换原则，能够接受基类对象的地方必然能够接受子类对象，因此将EmailSender中的send() 方法的参数类型改为Customer，如果需要增加新类型的客户，只需将其作为Customer类的子类 即可。重构后的结构如图2所示：

抽象不应该依赖于细节，细节应当依赖于抽象。换言之，要针对接口编程，而不是针对实现编程。

依赖倒转原则要求我们在程序代码中传递参数时或在关联关系中，尽量引用层次高的抽象层 类，即使用接口和抽象类进行变量类型声明、参数类型声明、方法返回类型声明，以及数据 类型的转换等，而不要用具体类来做这些事情。为了确保该原则的应用，一个具体类应当只 实现接口或抽象类中声明过的方法，而不要给出多余的方法，否则将无法调用到在子类中增 加的新方法。

在引入抽象层后，系统将具有很好的灵活性，在程序中尽量使用抽象层进行编程，而将具体类写在配置文件中，这样一来，如果系统行为发生变化，只需要对抽象层进行扩展，并修改 配置文件，而无须修改原有系统的源代码，在不修改的情况下来扩展系统的功能，满足开闭 原则的要求。

在实现依赖倒转原则时，我们需要针对抽象层编程，而将具体类的对象通过依赖注入 (DependencyInjection, DI)的方式注入到其他对象中，依赖注入是指当一个对象要与其他对象发 生依赖关系时，通过抽象来注入所依赖的对象。常用的注入方式有三种，分别是：

• 构造注入是指通过构造函数来传入具体类的对象
• 设值注入是指通过Setter方法来传入具体类的对象
• 接口注入是指通过在接口中声明的业务 方法来传入具体类的对象。

这些方法在定义时使用的是抽象类型，在运行时再传入具体类型 的对象，由子类对象来覆盖父类对象。

例子

接口隔离原则（类只会实现有关的接口）

使用多个专门的接口，而不使用单一 的总接口，即客户端不应该依赖那些它不需要的接口。

在使用接口隔离原则时，我们需要注意控制接口的粒度，接口不能太小，如果太小会导致系 统中接口泛滥，不利于维护；接口也不能太大，太大的接口将违背接口隔离原则，灵活性较 差，使用起来很不方便。一般而言，接口中仅包含为某一类用户定制的方法即可，不应该强 迫客户依赖于那些它们不用的方法。

例子

合成复用原则（减少继承，尽量在新类中使用已有的对象）

合成复用原则又称为组合/聚合复用原则(Composition/Aggregate Reuse Principle, CARP)，其定 义如下：

合成复用原则(Composite Reuse Principle, CRP)：尽量使用对象组合，而不是继承来达到复用的目的。

简言之：复用时要尽量使用组合/聚合关系（关联关系），少用继承。

合成复用原则就是在一个新的对象里通过关联关系（包括组合关系和聚合关系）来使用一些 已有的对象，使之成为新对象的一部分；新对象通过委派调用已有对象的方法达到复用功能 的目的。简言之：复用时要尽量使用组合/聚合关系（关联关系），少用继承。

可以通过两种方法在不同的环境中复用已有的设计和实现，即通过组合/ 聚合关系或通过继承，但首先应该考虑使用组合/聚合，组合/聚合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；其次才考虑继承，在使 用继承时，需要严格遵循里氏代换原则，有效使用继承会有助于对问题的理解，降低复杂 度，而滥用继承反而会增加系统构建和维护的难度以及系统的复杂度，因此需要慎重使用继 承复用。

例子

Sunny软件公司开发人员在初期的CRM系统设计中，考虑到客户数量不多，系统采用MySQL 作为数据库，与数据库操作有关的类如CustomerDAO类等都需要连接数据库，连接数据库的 方法getConnection()封装在DBUtil类中，由于需要重用DBUtil类的getConnection()方法，设计人 员将CustomerDAO作为DBUtil类的子类，初始设计方案结构如图1所示：

在图2中，CustomerDAO和DBUtil之间的关系由继承关系变为关联关系，采用依赖注入的方式 将DBUtil对象注入到CustomerDAO中，可以使用构造注入，也可以使用Setter注入。如果需要 对DBUtil的功能进行扩展，可以通过其子类来实现，如通过子类OracleDBUtil来连接Oracle数 据库。由于CustomerDAO针对DBUtil编程，根据里氏代换原则，DBUtil子类的对象可以覆盖 DBUtil对象，只需在CustomerDAO中注入子类对象即可使用子类所扩展的方法。例如在 CustomerDAO中注入OracleDBUtil对象，即可实现Oracle数据库连接，原有代码无须进行修改，而且还可以很灵活地增加新的数据库连接方式。

迪米特法则（不要和“陌生人”说话）

一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作 用。

迪米特法则还有几种定义形式，包括：不要和“陌生人”说话、只与你的直接朋友通信等，在迪 米特法则中，对于一个对象，其朋友包括以下几类：

(1) 当前对象本身(this)；

(2) 以参数形式传入到当前对象方法中的对象；

(3) 当前对象的成员对象；

(4) 如果当前对象的成员对象是一个集合，那么集合中的元素也都是朋友；

(5) 当前对象所创建的对象。

任何一个对象，如果满足上面的条件之一，就是当前对象的“朋友”，否则就是“陌生人”。在应 用迪米特法则时，一个对象只能与直接朋友发生交互，不要与“陌生人”发生直接交互，这样做 可以降低系统的耦合度，一个对象的改变不会给太多其他对象带来影响。

迪米特法则要求我们在设计系统时，应该尽量减少对象之间的交互，如果两个对象之间不必 彼此直接通信，那么这两个对象就不应当发生任何直接的相互作用，如果其中的一个对象需 要调用另一个对象的某一个方法的话，可以通过第三者转发这个调用。简言之，就是通过引 入一个合理的第三者来降低现有对象之间的耦合度。

例子

Sunny软件公司所开发CRM系统包含很多业务操作窗口，在这些窗口中，某些界面控件之间存 在复杂的交互关系，一个控件事件的触发将导致多个其他界面控件产生响应，例如，当一个 按钮(Button)被单击时，对应的列表框(List)、组合框(ComboBox)、文本框(TextBox)、文本标 签(Label)等都将发生改变，在初始设计方案中，界面控件之间的交互关系可简化为如图1所示 结构：