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设计模式六大原则

1. 单一职责(SRP)​

1.1 定义​

单一职责原则(Single Responsibility Principle) : 一个类应该有且仅有一个引起它变化的原因,否则类应该被拆分。 一个类只负责一项职责,不要存在一个以上导致类发生变更的原因。

1.2 优点​

  • 降低类的复杂度,一个类只负责一项职责,其逻辑肯定要比负责多项职责简单得多；
  • 提高类的可读性,复杂性降低,可读性会提高;
  • 提高系统的可维护性,可读性提高,更易于维护；
  • 因需求变更引起的风险更低,降低对其它功能的影响；

2. 开闭原则(OCP)​

2.1 定义​

开闭原则(Open Closed Principle): 软件中的对象（类、模块、函数等）应该对扩展是开放的,对修改是封闭。

用抽象构建框架,用实现扩展细节,即通过接口或者抽象类为软件实体定义一个相对稳定的抽象层,而将相同的可变因素封装在相同的具体实现类中。

当需求发生变化时,尽量通过扩展实体的行为来实现变化,而不是通过修改已有的代码来实现变化。

3. 里氏替换(LSP)​

3.1 定义​

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle): 继承必须确保超类所拥有的性质在子类中仍然成立,子类可以替换父类,方法或者行为也没有改变。也就是说:子类继承父类时,除添加新的方法完成新增功能外,尽量不要重写父类的方法。

基于上述理解,对里氏替换原则的定义可以总结如下:

  • 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
  • 子类中可以增加自己特有的方法
  • 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件（即方法的输入参数）要比父类的方法更宽松
  • 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）要比父类的方法更严格或相等

4. 依赖倒置(DIP)​

4.1 定义​

依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle): 要面向接口编程,不要面向实现编程, 降低类间的耦合性,它有 2 条原则:

  1. 高层模块不应该依赖低层模块,两者都应该依赖其抽象；
  2. 抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。

在软件设计中,细节具有多变性,而抽象层则相对稳定,因此以抽象为基础搭建起来的架构要比以细节为基础搭建起来的架构要稳定得多。这里的抽象指的是接口或者抽象类,而细节是指具体的实现类。

使用接口或者抽象类的目的是制定好规范和契约,而不去涉及任何具体的操作,把展现细节的任务交给它们的实现类去完成。

4.2 主要作用​

  • 依赖倒置原则可以降低类间的耦合性。
  • 依赖倒置原则可以提高系统的稳定性。
  • 依赖倒置原则可以减少并行开发引起的风险。
  • 依赖倒置原则可以提高代码的可读性和可维护性。

4.3 实现方法​

依赖倒置原则的目的是通过面向接口的编程来降低类间的耦合性,所以我们在实际编程中只要遵循以下 4 点,就能在项目中满足这个规则。

  • 每个类尽量提供接口或抽象类,或者两者都具备。
  • 变量的声明类型尽量是接口或者是抽象类。
  • 任何类都不应该从具体类派生。
  • 使用继承时尽量遵循里氏替换原则。

5. 接口隔离(ISP)​

5.1 定义​

接口隔离原则(Interface Segregation Principle): 一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上面,要为各个类建立它们需要的专用接口,而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。有 2 条原则:

  • 客户端不应该被迫依赖于它不使用的方法；
  • 一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上；

接口隔离原则和单一职责都是为了提高类的内聚性、降低它们之间的耦合性,体现了封装的思想,但两者是不同的:

  • 单一职责原则注重的是职责,而接口隔离原则注重的是对接口依赖的隔离。
  • 单一职责原则主要是约束类,它针对的是程序中的实现和细节；接口隔离原则主要约束接口,主要针对抽象和程序整体框架的构建。

5.2 优点​

  • 将臃肿庞大的接口分解为多个粒度小的接口,可以预防外来变更的扩散,提高系统的灵活性和可维护性。
  • 接口隔离提高了系统的内聚性,减少了对外交互,降低了系统的耦合性。
  • 使用多个专门的接口还能够体现对象的层次,可以通过接口的继承,实现对总接口的定义。
  • 能减少项目工程中的代码冗余。过大的大接口里面通常放置许多不用的方法,当实现这个接口的时候,被迫设计冗余的代码。

5.3 注意​

  • 接口的粒度大小应定义合理,如果定义过小,则会造成接口数量过多,使设计复杂化；如果定义太大,灵活性降低,无法提供定制服务；

6. 迪米特法则(LOD)​

6.1 定义​

迪米特法则(Law of Demeter)又叫作最少知识原则,在于降低类之间的耦合,每个类尽量减少对其他类的依赖,尽量减少对外暴露的方法,使得功能模块独立,低耦合

7. 合成复用原则(CRP)​

合成复用原则: 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。

8. 总结​

原则名称定义使用频率
单一职责原则(Single Responsibility Principle)一个类只负责一个功能领域中的相应职责★★★★☆
开闭原则(Open-Closed Principle)软件实体应对扩展开放,而对修改关闭★★★★★
里氏替换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)所有引用基类对象的地方能够透明地使用其子类的对象★★★★★
依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle, DIP)抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象★★★★★
接口隔离原则(Interface Segregation Principle)使用多个专门的接口,而不使用单一的总接口★★☆☆☆
合成复用原则(Composite Reuse Principle)尽量使用对象组合,而不是继承来达到复用的目的★★★★☆
迪米特法则(Law of Demeter)一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用★★★☆☆