面向对象的SOLID原则白话篇

面向对象的SOLID原则

简介

缩写	全称	中文
S	The Single Responsibility Principle	单一责任原则
O	The Open Closed Principle	开放封闭原则
L	Liskov Substitution Principle	里氏替换原则
I	The Interface Segregation Principle	接口分离原则
D	The Dependency Inversion Principle	依赖倒置原则

单一职责原则

一个类只应承担一种责任。换句话说，让一个类只做一件事。如果需要承担更多的工作，那么分解这个类。

举例

订单和账单上都有流水号、业务时间等字段。如果只用一个类表达，赋予其双重职责，后果:

1. 特有属性和共有属性相互掺杂，难以理解;
2. 修改一个场景可能会影响另一个场景。

正确的做法是拆成两个独立的类。

开放封闭原则

实体应该对扩展是开放的，对修改是封闭的。即，可扩展(extension)，不可修改(modification)。

举例

一个商户接入了多个付款方式，支付宝和微信支付，如果将调用支付API的类写成：

public class PayHandler {

	public Result<T> pay(Param param) {
		if(param.getType() == "ALIPAY") {
			// 支付宝付款调用
			...
		} else if(param.getType() == "WeChatPay") {
		   // 微信支付付款调用
		   ...
		}
	}
}

那么每次新加一种支付方式，或者修改原有的其中一种支付方式，都要修改PayHandler这个类，可能会影响现有代码。

比较好的做法是将不同的行为(支付方式)抽象，如下：

public class PayHandler {

	private Map<String, PayProcessor> processors;

	public Result<T> pay(Param param) {
		PayProcessor payProcessor = processors.get(param.getType());
		// 异常处理略
		return payProcessor.handle(param);
	}
}

interface PayProcessor {
	Result<T> handle(Param param);
}

public class AlipayProcessor implements PayProcessor {
	...
}

public class WeChatPayProcessor implements PayProcessor {
	...
}

这样，新增支付方式只需要新增类，如果使用的是spring等容器，在xml配置对应key-value关系即可；修改已有的支付方式只需要修改对应的类。最大化地避免了对已有实体的修改。

里式替换原则

一个对象在其出现的任何地方，都可以用子类实例做替换，并且不会导致程序的错误。换句话说，当子类可以在任意地方替换基类且软件功能不受影响时，这种继承关系的建模才是合理的。

举例

经典的例子: 正方形不是长方形的子类。原因是正方形多了一个属性“长 == 宽”。这时，对正方形类设置不同的长和宽，计算面积的结果是最后设置那项的平方，而不是长*宽，从而发生了与长方形不一致的行为。如果程序依赖了长方形的面积计算方式，并使用正方形替换了长方形，实际表现与预期不符。

扩展

不能用继承关系(is-a)，但可以用委派关系(has-a)表达。上例中，可以使用正方形类包装一个长方形类。或者，将正方形和长方形作进一步抽象，使用共有的抽象类。

逸闻

“里氏”指的是芭芭拉·利斯科夫（Barbara Liskov，1939年－），是美国第一个计算机科学女博士，图灵奖、冯诺依曼奖得主，参与设计并实现了OOP语言CLU，而CLU语言对现代主流语言C++/Java/Python/Ruby/C#都有深远影响。其项目中提炼出来的数据抽象思想，已成为软件工程中最重要的精髓之一。（来源: 互动百科）

接口分离原则

客户(client)不应被强迫依赖它不使用的方法。即，一个类实现的接口中，包含了它不需要的方法。将接口拆分成更小和更具体的接口，有助于解耦，从而更容易重构、更改。

举例

仍以商家接入移动支付API的场景举例，支付宝支持收费和退费；微信接口只支持收费。

interface PayChannel {
	void charge();
	void refund();
}

class AlipayChannel implements PayChannel {
	public void charge() {
		...
	}
	
	public void refund() {
		...
	}
}

class WeChatChannel implements payChannel {
	public void charge() {
		...
	}
	
	public void refund() {
		// 没有任何代码
	}
}

第二种支付渠道，根本没有退款的功能，但是由于实现了PayChannel，又不得不将refund()实现成了空方法。那么，在调用中，这个方法是可以调用的，实际上什么都没有做!

改进

将PayChannel拆成各包含一个方法的两个接口PayableChannel和RefundableChannel。

依赖倒置原则

1. 高层次的模块不应依赖低层次的模块，他们都应该依赖于抽象。
2. 抽象不应依赖于具体实现，具体实现应依赖抽象。

实际上，依赖倒置是实现开闭原则的方法。

举例

开闭原则的场景仍然可以说明这个问题。以下换一种表现形式。

public class PayHandler {

	public Result<T> pay(Param param) {
		if(param.getType() == "ALIPAY") {
			AlipayProcessor processor = new AlipayProcessor();
			processor.hander(param);
			...
		} else if(param.getType() == "WeChatPay") {
		  	WeChatPayProcessor processor = new WeChatPayProcessor();
			processor.hander(param);
		   ...
		}
	}
}

public class AlipayProcessor { ... }

public class WeChatPayProcessor { ... }

这种实现方式，PayHandler的功能(高层次模块)依赖了两个支付Processor(低层次模块)的实现。

扩展：IOC和DI

控制反转(IOC)和依赖注入(DI)是Spring中最重要的核心概念之一，而两者实际上是一体两面的。

• 依赖注入
  • 一个类依赖另一个类的功能，那么就通过注入，如构造器、setter方法等，将这个类的实例引入。
  • 侧重于实现。
• 控制反转
  • 创建实例的控制权由一个实例的代码剥离到IOC容器控制，如xml配置中。
  • 侧重于原理。
  • 反转了什么：原先是由类本身去创建另一个类，控制反转后变成了被动等待这个类的注入。

后记

网络上很多文章中关于SOLID的介绍，语句都不通顺，徒增理解难度。如果对基本释义仍不能领会，可以参考 英文WIKI。