设计模式学习--面向对象的5条设计原则

最基本的设计原则有5条，分别是：单一职责原则、开放封闭原则、依赖倒置原则、接口隔离原则和Liskov替换原则。
　　单一职责原则
　　对于单一职责原则，其核心思想为：一个类，最好只做一件事，只有一个引起它的变化。单一职责原则可以看做是低耦合、高内聚在面向对象原则上的引申，将职责定义为引起变化的原因，以提高内聚性来减少引起变化的原因。职责过多，可能引起它变化的原因就越多，这将导致职责依赖，相互之间就产生影响，从而大大损伤其内聚性和耦合度。通常意义下的单一职责，就是指只有一种单一功能，不要为类实现过多的功能点，以保证实体只有一个引起它变化的原因。
　　专注，是一个人优良的品质；同样的，单一也是一个类的优良设计。交杂不清的职责将使得代码看起来特别别扭牵一发而动全身，有失美感和必然导致丑陋的系统错误风险。
　　开放封闭原则

　　对于开放封闭原则，它是面向对象所有原则的核心，软件设计说到底追求的目标就是封装变化、降低耦合，而开放封闭原则就是这一目标的最直接体现。
开放封闭原则，其核心思想是：软件实体应该是可扩展的，而不可修改的。也就是，对扩展开放，对修改封闭的。
　　因此，开放封闭原则主要体现在两个方面：1、对扩展开放，意味着有新的需求或变化时，可以对现有代码进行扩展，以适应新的情况。2、对修改封闭，意味着类一旦设计完成，就可以独立完成其工作，而不要对其进行任何尝试的修改。
　　实现开开放封闭原则的核心思想就是对抽象编程，而不对具体编程，因为抽象相对稳定。让类依赖于固定的抽象，所以修改就是封闭的；而通过面向对象的继承和多态机制，又可以实现对抽象类的继承，通过覆写其方法来改变固有行为，实现新的拓展方法，所以就是开放的。
　　“需求总是变化”没有不变的软件，所以就需要用封闭开放原则来封闭变化满足需求，同时还能保持软件内部的封装体系稳定，不被需求的变化影响。
　　依赖倒置原则

　　对于依赖倒置原则，其核心思想是：依赖于抽象。具体而言就是高层模块不依赖于底层模块，二者都同依赖于抽象；抽象不依赖于具体，具体依赖于抽象。
　　我们知道，依赖一定会存在于类与类、模块与模块之间。当两个模块之间存在紧密的耦合关系时，最好的方法就是分离接口和实现：在依赖之间定义一个抽象的接口使得高层模块调用接口，而底层模块实现接口的定义，以此来有效控制耦合关系，达到依赖于抽象的设计目标。
　　抽象的稳定性决定了系统的稳定性，因为抽象是不变的，依赖于抽象是面向对象设计的精髓，也是依赖倒置原则的核心。
　　依赖于抽象是一个通用的原则，而某些时候依赖于细节则是在所难免的，必须权衡在抽象和具体之间的取舍，方法不是一层不变的。依赖于抽象，就是对接口编程，不要对实现编程。
　　接口隔离原则 　　对于接口隔离原则，其核心思想是：使用多个小的专门的接口，而不要使用一个大的总接口。
　　具体而言，接口隔离原则体现在：接口应该是内聚的，应该避免“胖”接口。一个类对另外一个类的依赖应该建立在最小的接口上，不要强迫依赖不用的方法，这是一种接口污染。
　　接口有效地将细节和抽象隔离，体现了对抽象编程的一切好处，接口隔离强调接口的单一性。而胖接口存在明显的弊端，会导致实现的类型必须完全实现接口的所有方法、属性等；而某些时候，实现类型并非需要所有的接口定义，在设计上这是“浪费”，而且在实施上这会带来潜在的问题，对胖接口的修改将导致一连串的客户端程序需要修改，有时候这是一种灾难。在这种情况下，将胖接口分解为多个特点的定制化方法，使得客户端仅仅依赖于它们的实际调用的方法，从而解除了客户端不会依赖于它们不用的方法。
　　分离的手段主要有以下两种：1、委托分离，通过增加一个新的类型来委托客户的请求，隔离客户和接口的直接依赖，但是会增加系统的开销。2、多重继承分离，通过接口多继承来实现客户的需求，这种方式是较好的。
    Liskov替换原则

　　对于Liskov替换原则，其核心思想是：子类必须能够替换其基类。这一思想体现为对继承机制的约束规范，只有子类能够替换基类时，才能保证系统在运行期内识别子类，这是保证继承复用的基础。在父类和子类的具体行为中，必须严格把握继承层次中的关系和特征，将基类替换为子类，程序的行为不会发生任何变化。同时，这一约束反过来则是不成立的，子类可以替换基类，但是基类不一定能替换子类。
　　Liskov替换原则，主要着眼于对抽象和多态建立在继承的基础上，因此只有遵循了Liskov替换原则，才能保证继承复用是可靠地。实现的方法是面向接口编程：将公共部分抽象为基类接口或抽象类，通过Extract Abstract Class，在子类中通过覆写父类的方法实现新的方式支持同样的职责。
　　Liskov替换原则是关于继承机制的设计原则，违反了Liskov替换原则就必然导致违反开放封闭原则。
　　Liskov替换原则能够保证系统具有良好的拓展性，同时实现基于多态的抽象机制，能够减少代码冗余，避免运行期的类型判别。

　　以上就是5个基本的设计原则，它们就像面向对象程序设计中的金科玉律，遵守它们可以使我们的代码更加鲜活，易于复用，易于拓展，灵活优雅。不同的设计模式对应不同的需求，而设计原则则代表永恒的灵魂，需要在实践中时时刻刻地遵守。就如ARTHUR J.RIEL在那边《OOD启示录》中所说的：“你并不必严格遵守这些原则，违背它们也不会被处以宗教刑罚。但你应当把这些原则看做警铃，若违背了其中的一条，那么警铃就会响起。”
　　请记住这些技术大师的名字和作品，并深入研习其中的招式和经验，正是他们让面向对象程序设计变得如此光彩夺目，沿着这些智慧的道路一直走下去，我觉得，我们会不仅仅提高了技术，还会发现设计以外的东西，因为OOP还蕴含着人生的很多智慧。

 

From ：http://www.cnblogs.com/smiler/archive/2013/08/18/3265789.html

 

设计模式学习--面向对象的5条设计原则之单一职责原则--SRPhttp://www.cnblogs.com/smiler/archive/2013/08/18/3265894.html

一、SRP简介（SRP--Single-Responsibility Principle）：

就一个类而言，应该只专注于做一件事和仅有一个引起它变化的原因。

 

所谓职责，我们可以理解他为功能，就是设计的这个类功能应该只有一个，而不是两个或更多。也可以理解为引用变化的原因，当你发现有两个变化会要求我们修改这个类，那么你就要考虑撤分这个类了。因为职责是变化的一个轴线，当需求变化时，该变化会反映类的职责的变化。

“就像一个人身兼数职，而这些事情相互关联不大，，甚至有冲突，那他就无法很好的解决这些职责，应该分到不同的人身上去做才对。”

 

二、举例说明：

违反SRP原则代码:  modem接口明显具有两个职责：连接管理和数据通讯；

interface Modem {     public void dial(string pno);     public void hangup();     public void send(char c);     public void recv(); }

 

如果应用程序变化影响连接函数，那么就需要重构：

interface DataChannel {     public void send(char c);     public void recv(); } interface Connection {     public void dial(string pno);     public void hangup(); }

 

三、SRP优点：

消除耦合，减小因需求变化引起代码僵化性臭味

 

四、使用SRP注意点：

1、一个合理的类，应该仅有一个引起它变化的原因，即单一职责；  2、在没有变化征兆的情况下应用SRP或其他原则是不明智的；  3、在需求实际发生变化时就应该应用SRP等原则来重构代码；  4、使用测试驱动开发会迫使我们在设计出现臭味之前分离不合理代码；  5、如果测试不能迫使职责分离，僵化性和脆弱性的臭味会变得很强烈，那就应该用Facade或Proxy模式对代码重构；

 

 

设计模式学习--面向对象的5条设计原则之开放封闭原则--OCPhttp://www.cnblogs.com/smiler/archive/2013/08/18/3265898.html

一、OCP简介（OCP--Open-Closed Principle）：
Software entities(classes,modules,functions,etc.) should be open for extension, but closed for modification。
软件实体应当对扩展开放，对修改关闭，即软件实体应当在不修改（在.Net当中可能通过代理模式来达到这个目的）的前提下扩展。
Open for extension:当新需求出现的时候，可以通过扩展现有模型达到目的。 
Close for modification:对已有的二进制代码，如dll,jar等，则不允许做任何修改。

二、OCP举例：
1、例子一
假如我们要写一个工资税类，工资税在不同国家有不同计算规则，如果我们不坚持OCP，直接写一个类封装工资税的算税方法，而每个国家对工资税的具体实现细节是不尽相同的！如果我们允许修改，即把现在系统需要的所有工资税（中国工资税、美国工资税等）都放在一个类里实现，谁也不能保证未来系统不会被卖到日本，一旦出现新的工资税，而在软件中必须要实现这种工资税，这个时候我们能做的只有找出这个类文件，在每个方法里加上日本税的实现细节并重新编译成DLL！虽然在.NET的运行环境中，我们只要将新的DLL覆盖到原有的DLL即可，并不影响现有程序的正常运行，但每次出现新情况都要找出类文件，添加新的实现细节，这个类文件不断扩大，以后维护起来就变的越来越困难，也并不满足我们以前说的单一职责原则（SRP），因为不同国家的工资税变化都会引起对这个类的改变动机！如果我们在设计这个类的时候坚持了OCP的话，把工资税的公共方法抽象出来做成一个接口，封闭修改，在客户端(使用该接口的类对象)只依赖这个接口来实现对自己所需要的工资税，以后如果系统需要增加新的工资税，只要扩展一个具体国家的工资税实现我们先前定义的接口，就可以正常使用，而不必重新修改原有类文件！

2、例子二
下面这个例子就是既不开放也不封闭的，因为Client和Server都是具体类，如果我要Client使用不同的一个Server类那就要修改Client类中所有使用Server类的地方为新的Server类。
class Client
{
Server server;
void GetMessage()
{
server.Message();
}
}

class Server
{
void Message();
}

下面为修改后符合OCP原则的实现，我们看到Server类是从ClientInterface继承的，不过ClientInterface却不叫ServerInterface，原因是我们希望对Client来说ClientInterface是固定下来的，变化的只是Server。这实际上就变成了一种策略模式(Gof Strategy）
interface ClientInterface
{
public void Message();
//Other functions
}

class Server:ClientInterface
{
public void Message();
}

class Client 
{
ClientInterface ci;
public void GetMessage()
{
ci.Message();
}
public void Client(ClientInterface paramCi)
{
ci=paramCi;
}
}

//那么在主函数(或主控端)则
public static void Main()
{
ClientInterface ci = new Server();
//在上面如果有新的Server类只要替换Server()就行了．
Client client = new Client(ci);
client.GetMessage();
}

3、例子三
使用Template Method实现OCP：
public abstract class Policy
{
private int[] i ={ 1, 1234, 1234, 1234, 132 };
public bool Sort()
{
SortImp();
}
protected virtual bool SortImp()
{

}
}

class Bubbleimp : Policy
{
protected override bool SortImp()
{
//冒泡排序
}
}
class Bintreeimp : Policy
{
protected override bool SortImp()
{
//二分法排序
}
}

//主函数中实现
static void Main(string[] args)
{
//如果要使用冒泡排序，只要把下面的Bintreeimp改为Bubbleimp
Policy sort = new Bintreeimp();
sort.Sort();
}


三、OCP优点：
1、降低程序各部分之间的耦合性，使程序模块互换成为可能；
2、使软件各部分便于单元测试，通过编制与接口一致的模拟类（Mock），可以很容易地实现软件各部分的单元测试；
3、利于实现软件的模块的呼唤，软件升级时可以只部署发生变化的部分，而不会影响其它部分；

四、使用OCP注意点：
1、实现OCP原则的关键是抽象；
2、两种安全的实现开闭原则的设计模式是：Strategy pattern（策略模式），Template Methord（模版方法模式）；
3、依据开闭原则,我们尽量不要修改类,只扩展类,但在有些情况下会出现一些比较怪异的状况，这时可以采用几个类进行组合来完成；
4、将可能发生变化的部分封装成一个对象,如: 状态, 消息,,算法,数据结构等等 , 封装变化是实现"开闭原则"的一个重要手段，如经常发生变化的状态值,如温度,气压,颜色,积分,排名等等,可以将这些作为独立的属性,如果参数之间有关系,有必要进行抽象。对于行为,如果是基本不变的,则可以直接作为对象的方法,否则考虑抽象或者封装这些行为；
5、在许多方面，OCP是面向对象设计的核心所在。遵循这个原则可带来面向对象技术所声称的巨大好处（灵活性、可重用性以及可维护性）。然而，对于应用程序的每个部分都肆意地进行抽象并不是一个好主意。应该仅仅对程序中呈现出频繁变化的那部分作出抽象。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要；

 

 

设计模式学习--面向对象的5条设计原则之依赖倒置原则--DIPhttp://www.cnblogs.com/smiler/archive/2013/08/18/3265905.html

 

设计模式学习--面向对象的5条设计原则之Liskov替换原则--LSPhttp://www.cnblogs.com/smiler/archive/2013/08/19/3265916.html

 

一、LSP简介（LSP--Liskov Substitution Principle）：

定义：如果对于类型S的每一个对象o1，都有一个类型T的对象o2，使对于任意用类型T定义的程序P，将o2替换为o1，P的行为保持不变，则称S为T的一个子类型。

子类型必须能够替换它的基类型。LSP又称里氏替换原则。

对于这个原则，通俗一些的理解就是，父类的方法都要在子类中实现或者重写。

 

二、举例说明：

对于依赖倒置原则，说的是父类不能依赖子类，它们都要依赖抽象类。这种依赖是我们实现代码扩展和运行期内绑定（多态）的基础。因为一旦类的使用者依赖某个具体的类，那么对该依赖的扩展就无从谈起；而依赖某个抽象类，则只要实现了该抽象类的子类，都可以被类的使用者使用，从而实现了系统的扩展。 但是，光有依赖倒置原则，并不一定就使我们的代码真正具有良好的扩展性和运行期内绑定。请看下面的代码：

public class Animal {     private string name;     public Animal(string name)     {         this.name = name;     }     public void Description()     {         Console.WriteLine("This is a(an) " + name);     } }

 

//下面是它的子类猫类： public class Cat : Animal {     public Cat(string name)     {              }     public void Mew()     {         Console.WriteLine("The cat is saying like 'mew'");     } }

 

//下面是它的子类狗类： public class Dog : Animal {     public Dog(string name)     {

 

    }     public void Bark()     {         Console.WriteLine("The dog is saying like 'bark'");     } }

 

//最后，我们来看客户端的调用： public void DecriptionTheAnimal(Animal animal) {     if (typeof(animal) is Cat)     {         Cat cat = (Cat)animal;         Cat.Decription();         Cat.Mew();     }     else if (typeof(animal) is Dog)     {         Dog dog = (Dog)animal;         Dog.Decription();         Dog.Bark();     } }

通过上面的代码，我们可以看到虽然客户端的依赖是对抽象的依赖，但依然这个设计的扩展性不好，运行期绑定没有实现。 是什么原因呢？其实就是因为不满足里氏替换原则，子类如Cat有Mew()方法父类根本没有，Dog类有Bark()方法父类也没有，两个子类都不能替换父类。这样导致了系统的扩展性不好和没有实现运行期内绑定。

现在看来，一个系统或子系统要拥有良好的扩展性和实现运行期内绑定，有两个必要条件：第一是依赖倒置原则；第二是里氏替换原则。这两个原则缺一不可。

 

我们知道，在我们的大多数的模式中，我们都有一个共同的接口，然后子类和扩展类都去实现该接口。

下面是一段原始代码：

if(action.Equals(“add”)) {   //do add action } else if(action.Equals(“view”)) {   //do view action } else if(action.Equals(“delete”)) {   //do delete action } else if(action.Equals(“modify”)) {   //do modify action }

我们首先想到的是把这些动作分离出来，就可能写出如下的代码：

public class AddAction {     public void add()     {         //do add action     } } public class ViewAction {     public void view()     {         //do view action     } } public class deleteAction {     public void delete()     {         //do delete action     } } public class ModifyAction {     public void modify()     {         //do modify action     } }

我们可以看到，这样代码将各个行为独立出来，满足了单一职责原则，但这远远不够，因为它不满足依赖颠倒原则和里氏替换原则。 下面我们来看看命令模式对该问题的解决方法：

public interface Action {     public void doAction(); } //然后是各个实现： public class AddAction : Action {     public void doAction()     {         //do add action     } } public class ViewAction : Action {     public void doAction()     {         //do view action     } } public class deleteAction : Action {     public void doAction()     {         //do delete action     } } public class ModifyAction : Action {     public void doAction()     {         //do modify action     } } //这样，客户端的调用大概如下： public void execute(Action action) {     action.doAction(); }

看，上面的客户端代码再也没有出现过typeof这样的语句，扩展性良好，也有了运行期内绑定的优点。

三、LSP优点：

1、保证系统或子系统有良好的扩展性。只有子类能够完全替换父类，才能保证系统或子系统在运行期内识别子类就可以了，因而使得系统或子系统有了良好的扩展性。 2、实现运行期内绑定，即保证了面向对象多态性的顺利进行。这节省了大量的代码重复或冗余。避免了类似instanceof这样的语句，或者getClass()这样的语句，这些语句是面向对象所忌讳的。 3、有利于实现契约式编程。契约式编程有利于系统的分析和设计，指我们在分析和设计的时候，定义好系统的接口，然后再编码的时候实现这些接口即可。在父类里定义好子类需要实现的功能，而子类只要实现这些功能即可。

 

四、使用LSP注意点：

1、此原则和OCP的作用有点类似，其实这些面向对象的基本原则就2条：1：面向接口编程，而不是面向实现；2：用组合而不主张用继承

2、LSP是保证OCP的重要原则 3、这些基本的原则在实现方法上也有个共同层次，就是使用中间接口层，以此来达到类对象的低偶合，也就是抽象偶合！

4、派生类的退化函数：派生类的某些函数退化（变得没有用处），Base的使用者不知道不能调用f，会导致替换违规。在派生类中存在退化函数并不总是表示违反了LSP，但是当存在这种情况时，应该引起注意。  5、从派生类抛出异常：如果在派生类的方法中添加了其基类不会抛出的异常。如果基类的使用者不期望这些异常，那么把他们添加到派生类的方法中就可以能会导致不可替换性。