1.單一職責原則
一個類只做一件事,需要根據(jù)自己的經(jīng)驗判斷到底哪些內(nèi)容算是當前一個類的職責。
定義:不要存在多于一個導致類變更的原因。通俗的說,即一個類只負責一項職責。
問題由來:類T負責兩個不同的職責:職責P1,職責P2。當由于職責P1需求發(fā)生改變而需要修改類T時,有可能會導致原本運行正常的職責P2功能發(fā)生故障。
解決方案:遵循單一職責原則。分別建立兩個類T1、T2,使T1完成職責P1功能,T2完成職責P2功能。這樣,當修改類T1時,不會使職責P2發(fā)生故障風險;同理,當修改T2時,也不會使職責P1發(fā)生故障風險。
優(yōu)點:
1.類的復雜度降低,實現(xiàn)什么職責有明確的定義;
2.可讀性提高,復雜度降低;
3.可維護性提高,
4.變更引起的風險降低;
2.里氏替換原則:所有引用基類、接口的地方都能透明的使用子類對象
定義1:如果對每一個類型為T1的對象o1,都有類型為T2的對象o2,使得以T1定義的所有程序P在所有的對象o1都代換成o2時,程序P的行為沒有發(fā)生變化,那么類型T2是類型T1的子類型。
定義2:所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類的對象。
問題由來:有一功能P1,由類A完成。現(xiàn)需要將功能P1進行擴展,擴展后的功能為P,其中P由原有功能P1與新功能P2組成。新功能P由類A的子類B來完成,則子類B在完成新功能P2的同時,有可能會導致原有功能P1發(fā)生故障。
解決方案:當使用繼承時,遵循里氏替換原則。類B繼承類A時,除添加新的方法完成新增功能P2外,盡量不要重寫父類A的方法,也盡量不要重載父類A的方法。
繼承包含這樣一層含義:父類中凡是已經(jīng)實現(xiàn)好的方法(相對于抽象方法而言),實際上是在設定一系列的規(guī)范和契約,雖然它不強制要求所有的子類必須遵從這些契約,但是如果子類對這些非抽象方法任意修改,就會對整個繼承體系造成破壞。而里氏替換原則就是表達了這一層含義。
繼承作為面向?qū)ο笕筇匦灾唬诮o程序設計帶來巨大便利的同時,也帶來了弊端。比如使用繼承會給程序帶來侵入性,程序的可移植性降低,增加了對象間的耦合性,如果一個類被其他的類所繼承,則當這個類需要修改時,必須考慮到所有的子類,并且父類修改后,所有涉及到子類的功能都有可能會產(chǎn)生故障。
優(yōu)點:
1.代碼共享,減少創(chuàng)建類的工作量,每個子類都擁有父類的方法和屬性
2.提高代碼重用性;
3.提高代碼可擴展性;
4提高產(chǎn)品或者項目的開放性;
依賴倒置原則
定義:高層模塊不應該依賴低層模塊,二者都應該依賴其抽象;抽象不應該依賴細節(jié);細節(jié)應該依賴抽象。
問題由來:類A直接依賴類B,假如要將類A改為依賴類C,則必須通過修改類A的代碼來達成。這種場景下,類A一般是高層模塊,負責復雜的業(yè)務邏輯;類B和類C是低層模塊,負責基本的原子操作;假如修改類A,會給程序帶來不必要的風險。
解決方案:將類A修改為依賴接口I,類B和類C各自實現(xiàn)接口I,類A通過接口I間接與類B或者類C發(fā)生聯(lián)系,則會大大降低修改類A的幾率。
依賴倒置原則基于這樣一個事實:相對于細節(jié)的多變性,抽象的東西要穩(wěn)定的多。以抽象為基礎搭建起來的架構比以細節(jié)為基礎搭建起來的架構要穩(wěn)定的多。在java中,抽象指的是接口或者抽象類,細節(jié)就是具體的實現(xiàn)類,使用接口或者抽象類的目的是制定好規(guī)范和契約,而不去涉及任何具體的操作,把展現(xiàn)細節(jié)的任務交給他們的實現(xiàn)類去完成。
依賴倒置原則的核心思想是面向接口編程
接口隔離原則
定義:客戶端不應該依賴它不需要的接口;一個類對另一個類的依賴應該建立在最小的接口上。
問題由來:類A通過接口I依賴類B,類C通過接口I依賴類D,如果接口I對于類A和類B來說不是最小接口,則類B和類D必須去實現(xiàn)他們不需要的方法。
解決方案:將臃腫的接口I拆分為獨立的幾個接口,類A和類C分別與他們需要的接口建立依賴關系。也就是采用接口隔離原則。
迪米特法則
定義:一個對象應該對其他對象保持最少的了解。
問題由來:類與類之間的關系越密切,耦合度越大,當一個類發(fā)生改變時,對另一個類的影響也越大。
解決方案:盡量降低類與類之間的耦合。
自從我們接觸編程開始,就知道了軟件編程的總的原則:低耦合,高內(nèi)聚。無論是面向過程編程還是面向?qū)ο缶幊蹋挥惺垢鱾€模塊之間的耦合盡量的低,才能提高代碼的復用率。低耦合的優(yōu)點不言而喻,但是怎么樣編程才能做到低耦合呢?那正是迪米特法則要去完成的。
迪米特法則又叫最少知道原則,最早是在1987年由美國Northeastern University的Ian Holland提出。通俗的來講,就是一個類對自己依賴的類知道的越少越好。也就是說,對于被依賴的類來說,無論邏輯多么復雜,都盡量地的將邏輯封裝在類的內(nèi)部,對外除了提供的public方法,不對外泄漏任何信息。迪米特法則還有一個更簡單的定義:只與直接的朋友通信。首先來解釋一下什么是直接的朋友:每個對象都會與其他對象有耦合關系,只要兩個對象之間有耦合關系,我們就說這兩個對象之間是朋友關系。耦合的方式很多,依賴、關聯(lián)、組合、聚合等。其中,我們稱出現(xiàn)成員變量、方法參數(shù)、方法返回值中的類為直接的朋友,而出現(xiàn)在局部變量中的類則不是直接的朋友。也就是說,陌生的類最好不要作為局部變量的形式出現(xiàn)在類的內(nèi)部。
開閉原則
定義:一個軟件實體如類、模塊和函數(shù)應該對擴展開放,對修改關閉。
問題由來:在軟件的生命周期內(nèi),因為變化、升級和維護等原因需要對軟件原有代碼進行修改時,可能會給舊代碼中引入錯誤,也可能會使我們不得不對整個功能進行重構,并且需要原有代碼經(jīng)過重新測試。
解決方案:當軟件需要變化時,盡量通過擴展軟件實體的行為來實現(xiàn)變化,而不是通過修改已有的代碼來實現(xiàn)變化。
開閉原則是面向?qū)ο笤O計中最基礎的設計原則,它指導我們?nèi)绾谓⒎€(wěn)定靈活的系統(tǒng)。開閉原則可能是設計模式六項原則中定義最模糊的一個了,它只告訴我們對擴展開放,對修改關閉,可是到底如何才能做到對擴展開放,對修改關閉,并沒有明確的告訴我們。以前,如果有人告訴我“你進行設計的時候一定要遵守開閉原則”,我會覺的他什么都沒說,但貌似又什么都說了。因為開閉原則真的太虛了。
在仔細思考以及仔細閱讀很多設計模式的文章后,終于對開閉原則有了一點認識。其實,我們遵循設計模式前面5大原則,以及使用23種設計模式的目的就是遵循開閉原則。也就是說,只要我們對前面5項原則遵守的好了,設計出的軟件自然是符合開閉原則的,這個開閉原則更像是前面五項原則遵守程度的“平均得分”,前面5項原則遵守的好,平均分自然就高,說明軟件設計開閉原則遵守的好;如果前面5項原則遵守的不好,則說明開閉原則遵守的不好。
其實筆者認為,開閉原則無非就是想表達這樣一層意思:用抽象構建框架,用實現(xiàn)擴展細節(jié)。因為抽象靈活性好,適應性廣,只要抽象的合理,可以基本保持軟件架構的穩(wěn)定。而軟件中易變的細節(jié),我們用從抽象派生的實現(xiàn)類來進行擴展,當軟件需要發(fā)生變化時,我們只需要根據(jù)需求重新派生一個實現(xiàn)類來擴展就可以了。當然前提是我們的抽象要合理,要對需求的變更有前瞻性和預見性才行。
說到這里,再回想一下前面說的5項原則,恰恰是告訴我們用抽象構建框架,用實現(xiàn)擴展細節(jié)的注意事項而已:單一職責原則告訴我們實現(xiàn)類要職責單一;里氏替換原則告訴我們不要破壞繼承體系;依賴倒置原則告訴我們要面向接口編程;接口隔離原則告訴我們在設計接口的時候要精簡單一;迪米特法則告訴我們要降低耦合。而開閉原則是總綱,他告訴我們要對擴展開放,對修改關閉。