面向对象的七种设计原则

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UML统一建模语言，java中七种设计原则

UML统一建模语言。
类与类，类和接口，接口和接口之间的关系。
1、实现关系（一个类实现一个接口）
2、泛化关系（一个类继承另一个类）
3、关联（1）、依赖关系：一个类是另一个类的方法局部变量，方法的参数或方法返回值。2）、聚合关系：一个类是另一个类的属性，是整体和部分的关系。3）、组合关系:一个类是另一个类的属性，是整体不可分割的一部分，是强聚合。）
4、单一职责：一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因，永远不要让一个类存在多个改变的理。一个类只应该做和一个任务相关的业务，不应该把过多的业务放在一个类中完成。

 

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。

面向对象的七种设计原则

原则一：（SRP：Single responsibility principle）单一职责原则又称单一功能原则
核心：解耦和增强内聚性（高内聚，低耦合）
描述：
类被修改的几率很大，因此应该专注于单一的功能。如果你把多个功能放在同一个类中，功能之间就形成了关联，
改变其中一个功能，有可能中止另一个功能，这时就需要新一轮的测试来避免可能出现的问题。

原则二：开闭原则（OCP：Open Closed Principle）
核心思想：对扩展开放，对修改关闭。即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。
根据开闭原则，在设计一个软件系统模块（类，方法）的时候，应该可以在不修改原有的模块（修改关闭）的基础上，能扩展其功能（扩展开放）。

扩展开放：
某模块的功能是可扩展的，则该模块是扩展开放的。软件系统的功能上的可扩展性要求模块是扩展开放的。

修改关闭：
某模块被其他模块调用，如果该模块的源代码不允许修改，则该模块修改关闭的。软件系统的功能上的稳定性，持续性要求是修改关的。

原则三：里氏替换原则（LSP：Liskov Substitution Principle）

核心：
1.在任何父类出现的地方都可以用他的子类来替代（子类应当可以替换父类并出现在父类能够出现的任何地方）
子类必须完全实现父类的方法。在类中调用其他类是务必要使用父类或接口，如果不能使用父类或接口，则说明类的设计已经违背了LSP原则。
2.子类可以有自己的个性。子类当然可以有自己的行为和外观了，也就是方法和属性
3.覆盖或实现父类的方法时输入参数可以被放大。即子类可以重载父类的方法，但输入参数应比父类方法中的大，这样在子类代替父类的时候，调用的仍然是父类的方法。即以子类中方法的前置条件必须与超类中被覆盖的方法的前置条件相同或者更宽松。
4.覆盖或实现父类的方法时输出结果可以被缩小。

原则四：依赖倒转原则(DIP：Dependence Inversion Principle)
别名：依赖倒置原则或依赖反转原则
核心：要依赖于抽象，不要依赖于具体的实现
1.高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象（抽象类或接口）
2.抽象不应该依赖细节（具体实现）
3.细节（具体实现）应该依赖抽象。
三种实现方式:
1.通过构造函数传递依赖对象
2.通过setter方法传递依赖对象
3.接口声明实现依赖对象

原则五：接口分离原则(ISP：Interface Segregation Principle)
核心思想：
不应该强迫客户程序依赖他们不需要使用的方法。
接口分离原则的意思就是：一个接口不需要提供太多的行为，一个接口应该只提供一种对外的功能，不应该把所有的操作都封装到一个接口当中.

分离接口的两种实现方法：
1.使用委托分离接口。（Separation through Delegation）
2.使用多重继承分离接口。（Separation through Multiple Inheritance）

原则六：合成复用原则（CRP：Composite Reuse Principle）
核心思想：
尽量使用对象组合，而不是继承来达到复用的目的。该原则就是在一个新的对象里面使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分：新的对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。

复用的种类：
1.继承
2.合成聚合
注：在复用时应优先考虑使用合成聚合而不是继承

原则七：迪米特原则（LOD：Law of Demeter）
又叫最少知识原则
核心思想：
一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解,不和陌生人说话。
（类间解耦，低耦合）意思就是降低各个对象之间的耦合，提高系统的可维护性；在模块之间只通过接口来通信，而不理会模块的内部工作原理，可以使各个模块的耦合成都降到最低，促进软件的复用
注：
1.在类的划分上，应该创建有弱耦合的类；
2.在类的结构设计上，每一个类都应当尽量降低成员的访问权限；
3.在类的设计上，只要有可能，一个类应当设计成不变；
4.在对其他类的引用上，一个对象对其它对象的引用应当降到最低；
5.尽量降低类的访问权限；
6.谨慎使用序列化功能；
7.不要暴露类成员，而应该提供相应的访问器(属性)