设计模式02：面向对象设计原则

　　对于面向对象的软件系统设计来说，在支持可维护性的同时，提高系统的可复用性是一个核心的问题，面向对象设计原则正是为解决这个问题而诞生的。

1.面向对象设计原则

　　常用的面向对象设计原则包括以下7个：

　　单一职责原则（SRP）：类的职责要单一，不能将太多的职责放在一个类中。

　　开闭原则（OCP）：软件实体对扩展是开放的，但对修改是关闭的，即在不修改一个软件实体的基础上去扩展其功能。

　　里氏代换原则（LSP）：在软件系统中，一个可以接受基类对象的地方必然可以接受一个子类对象。

　　依赖倒转原则（DIP）：要针对抽象层编程，而不要针对具体类编程。

　　接口隔离原则（ISP）：使用多个专门的接口来取代一个统一的接口。

　　合成复用原则（CRP）：在系统中应该尽量多使用组合和聚合关联关系，尽量少使用甚至不使用继承关系。

　　迪米特法则（LoD）：一个软件实体对其他实体的引用越少越好，或者说如果两个类不必彼此直接通信，那么这两个类就不应当发生直接的相互作用，而是通过引入一个第三者发生间接交互。

 

2.单一职责原则

　　单一职责原则是指，一个对象应该只包含单一的职责，而且该职责被完整地封装在一个类中。

　　单一职责原则用于控制类的粒度大小。

　　单一职责原则是实现高内聚、低耦合的指导方针。

 

3.开闭原则

　　开闭原则是指，一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。也就是说，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，即实现在不修改源代码的情况下改变这个模块的行为。

　　为了满足开闭原则，需要对系统进行抽象化设计，抽象化是开闭原则的关键。

　　开闭原则是实现面向对象的可复用设计的基石。

 

4.里氏代换原则

　　里氏代换原则是指，所用引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。可以通俗的理解为：在软件中如果能够使用基类对象，那么一定能够使用其子类对象。把基类都替换成它的子类，程序将不会产生任何错误和异常，反过来则不成立，如果一个软件实体使用的是一个子类的话，那么它不一定能够使用基类。

　　使用里氏代换原则需要注意以下几个问题：

　　（1）子类的所有方法必须在父类中声明，或子类必须实现父类中声明的所有方法。

　　（2）在运用里氏代换原则时，尽量把父类设计为抽象类或接口。

　　里氏代换原则是开闭原则的具体实现手段之一。

 

5.依赖倒转原则

　　依赖倒转原则是指，代码要依赖于抽象的类，而不要依赖于具体的类；要针对接口或者抽象编程，而不是针对具体类编程。

　　依赖倒转原则是实现面向对象设计的主要机制。

　　依赖倒转的常用实现方式之一是在代码中使用抽象类，而将具体类放在配置文件中。

5.1类之间的耦合

　　在面向对象系统中，两个类之间通常可以发生三种不同的耦合关系：

　　（1）零耦合关系：两个类之间没有任何的耦合关系。

　　（2）具体耦合关系：具体耦合关系发生在两个具体类（可实例化的类）之间，由一个类对另一个具体类实例的直接引用产生。

　　（3）抽象耦合关系：抽象耦合关系发生在一个具体类和一个抽象类之间，也可以发生在两个抽象类之间，使两个发生关系的类之间存在最大的灵活性。

　　以抽象方式耦合是依赖倒转原则的关键。

　　里氏代换原则是依赖倒转原则的基础。

5.2依赖注入

　　依赖注入就是将一个类的对象传入另一个类，注入时应该尽量注入父类对象，而在程序运行时再通过子类对象来覆盖父类对象。

　　依赖注入分为：构造注入、设值注入、接口注入。

 

6.接口隔离原则

　　接口隔离原则是指，一旦一个接口太大，则需要将它分割成一些更细小的接口，使用该接口的客户端仅需要知道与之相关的方法即可。

 

7.合成复用原则

　　合成复用原则是指，尽量使用对象组合，而不是继承来达到复用的目的。

　　在面向对象设计中，通过组合/聚合关系或通过继承都可以实现复用已有的设计，这两种复用机制的特点如下：

　　（1）通过继承来进行复用，实现简单，易于扩展，但是继承复用会破坏系统的封装性。这种复用是透明的，又称为“白箱复用”。

　　（2）通过组合/聚合的方式进行复用，可以使得成员对象的内部实现细节对于新对象是不可见的，所以又称为“黑箱复用”。相对继承复用而言，其耦合度相对较低，成员的变化对新对象的影响不大。

 

8.迪米特法则

　　迪米特法则是指，一个软件实体应当尽可能少的与其他实体发生相互作用。

　　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。

　　（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。

　　迪米特法则的主要用途在于控制信息的过载。

　　在运用迪米特法则时，需要注意以下几点：

　　（1）在类的划分上，应当尽量创建松耦合的类，类之间的耦合越低，就越有利于复用。

　　（2）在类的结构设计上，每一个类都应当尽量降低其成员变量的和成员函数的访问权限。

　　（3）在类的设计上，只要有可能，一个类型应当设计成不变类。

　　（4）在对其他类的引用上，一个对象对其他对象的引用应当降到最低。

 

 

　　备注：本博文根据刘伟主编的《设计模式》第二章总结而得。