面向对象 S.O.L.I.D 基本原则

2018.07.30
  • S 单一职责原则 (Single-Resposibility Principle)
  • O 开放封闭原则 (Open-Closed Principle)
  • L Liskov 替换原则 (里氏替换原则) (Liskov-Substituion Principle)
  • I 依赖倒置原则 (Dependecy-Inversion Principle)
  • D 接口隔离原则 (Interface-Segregation Principle)

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

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。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。

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。

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

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。


S:SRP:单一职责原则,一个类要职责明确,不要搞兼职,原因是它会变得笨重,当你对它进行调整时,麻烦很多。例如你在公司,作为总经理,兼职行政经理、营销经理、财务经理,甚至还兼职保安、保洁、水电维修工,总经理作为一个员工,赋予这些职责,也是可以哈。但是,问题来了,当你增加或改变营销的一个职能的时候,这个兼职的总经理就不够灵活了,因为他要考虑对行政的影响、对财务的影响,对保安保洁的影响,这个带着严重包袱的总经理总是笨手笨脚。所以请不要太多兼职,尽量遵循SRP,单一职责原则。

O:OCP:开放封闭原则,一个类应该对扩展开放,对修改封闭。这个是动态解决问题的思路,比如一个机器,在运转过程当中,你不要总是尝试去修改机器内部的参数或联动机制,拆开机器去解决问题。如果你先要扩展机器的功能,请先考虑机器的外部因素,比如改变电压、电流,通过改变或扩展它的基类来达到改变它本身的目的。所以,比如汽车的发动机,机器是有结实的外壳,不到大修,不能打开,你可以加加油门、换97#汽油、加合成机油来提升机器的性能。不能轻易改变机器的内部构造,但又必须留足外部接口。

L:LSP:里式替换原则,这个很简单,类的设计尽量遵循这个原则,就是老子能干的事,儿子一定能干。比如辟邪剑谱吧,老林子知道辟邪剑谱的属性和方法,虽然没去尝试修炼呵呵,但小林子不知道,武林同道不知道。以至于灭门,家道败落。林家祖先应该不知道里式替换原则,如果知道,把辟邪剑谱作为接口,开放一个,一个就行:自宫方法。要实现这个接口,欲练此功,必须实现这个方法,必先自宫。估计也不至于遭受灭门之灾了。这个原则,其实是尽量减少不能继承的属性和方法。

I:ISP:接口隔离原则,一个接口应该尽可能的精简。举个例子,去饭店吃饭,点餐需要费用,这个是正常的。可非要给这个接口增加方法,例如碗筷要消毒费、开酒要开瓶费、服务员要小费、去洗手间要进门费,是不是觉得很烦。尽量遵循精简,一次性收费。不要把收费这个接口做的太复杂,要尽可能与其他接口隔离,这样才能保证饭店良好经营。

D:DIP:依赖倒置原则,这个是指进行减少类之间的依赖关系,但要增加类与接口的依赖。就是要求儿子,不要总依赖老子,要靠自己的能力吃饭。去学知识、学技能,自己去实现成功这个接口的方法,不要总模仿、复制别人的,要去依赖成功大道,而不要去依赖个体。


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。

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Last modified 2018.07.30