物件導向設計原則

一、開放封閉原則

概念理解

開放封閉原則是指在進行物件導向設計中，設計類或者程式應該遵循兩點：對擴充套件開放和對修改關閉。這樣，乙個模組在實現的過程中，就可以在不修改原來的模組(修改關閉)基礎上，擴充套件器功能(擴充套件開放)。

開閉原則的實現方法

為了滿足開閉原則的對修改關閉，對擴充套件開放原則，應該對軟體系統中的不變的部分加以抽象。

實現原則：

優點：開閉原則的相對性

軟體系統的構建是乙個需要不斷重構的過程，在這個過程中，模組的功能抽象，模組與模組之間的關係，都不會從一開始就非常清晰明了。所以構建100%滿足開閉原則的軟體系統是非常困難的，這就是開閉原則的相對性。

但是在設計過程中，通過對模組功能的抽象(介面定義)，模組之間的關係的抽象(通過介面呼叫)，抽象與實現的分離(面向介面的程式設計)等，可以盡量接近滿足開閉原則。

二、裡式替換原則

所有引用父類的地方必須能夠透明地使用其子類的物件。

概念理解

只要父類能出現的地方子類就可以出現，而且替換為子類也不會產生任何錯誤或異常，使用者不需要知道是父類還是子類。但是，反過來就不行了，有子類出現的地方，父類未必就能適應。

滿足條件：

體現原則：

裡式替換原則為我們是否應該使用繼承提供了判斷的依據，不再是簡單地根據兩者之間是否有相同之處來決定是否使用繼承。

裡式替換原則的引申意義：子類可以擴充套件父類的功能，但是不能改變父類原有的功能。

表現幾點：

優點：

class
user:
defshow_name(self):
pass
classvipuser(user):
defshow_name(self):
pass
defshow_user(u):
res =u.show_name()
vipuser這個類繼承了user，它重寫了父類的show_name，這個時候就必須保證子類的show_name方法的引數和返回值。不然當使用show_user方法呼叫的時候會出現問題。

示例重構違反lcp的設計：

如果兩個具體的類a,b的關係違反了lsp的設計，(假設是從b到a的繼承關係)，那麼根據具體的情況可以在下面的兩種重構方案中選擇一種：

在進行設計的時候，我們盡量從抽象類繼承，而不是從具體類繼承。

如果從繼承等級樹來看，所有葉子結點應該是具體類，而所有樹枝節點應該是抽象類或者介面。當然這只是乙個一般性的指導原則，使用的時候還要具體情況具體分析。

在很多情況下，在設計初期我們類之間的關係不是很明確，lsp則給了我們乙個判斷和設計類之間關係的基準：需不需要繼承，以及怎樣設計繼承關係。

三、依賴倒置原則

高層模組不應該依賴於底層模組，二者都應該依賴於抽象。

抽象不應該依賴於細節，細節應該依賴於抽象。

針對介面程式設計，不要針對實現程式設計。

概念理解

依賴：在程式設計中，如果乙個模組a呼叫了另乙個模組b，我們稱模組a依賴模組b。

高層模組和底層模組：在乙個應用程式中，我們有一些低層次的類，這些類實現了一些基本的或者初級的操作，我們稱之為底層模組，另外有一些高層次的類，這些類封裝了某些複雜的邏輯，並且依賴於低層次的類，這些類我們稱之為高層模組。

依賴倒置：物件導向程式設計相對於面向過程程式設計而言，依賴關係被倒置了。因為傳統的結構化程式設計中，高層模組總是依賴於底層模組。

問題提出：

robert c. martin在書中給出了bad design的幾個特徵：

這其中導致bad design的乙個很大的原因是高層模組過分依賴底層模組。

但是乙個良好的設計應該是系統的每個部分都是可替換的。如果高層模組過分依賴底層模組，一方面一旦底層模組需要替換或者修改，高層模組將受到影響，另外一方面，高層模組很難可以重用。

問題的解決：

robert c. martin提出了dependency inversion principle (dip) 原則。

dip給出了乙個解決方案：在高層模組與底層模組之間，引入乙個抽象介面層。

high level classes(高層模組) --> abstraction layer(抽象介面層) --> low level classes(低層模組)。

抽象介面是對底層模組的抽象，低層模組繼承或者實現該抽象介面。

這樣高層模組不直接依賴低層模組，而是依賴抽象介面層。抽象介面也不依賴低層模組的實現細節，而是低層模組依賴(繼承或實現)抽象介面。

類與類之間都是通過抽象介面層來建立關係的。

怎麼使用依賴倒置原則

1、依賴於抽象

2、設計介面而非設計實現

例外：有些類不可能變化，在可以直接使用具體類的情況下，不需要插入抽象層，如字串。

3、避免傳遞依賴

優點：四、介面隔離原則

不能強迫使用者依賴那些它們不適用的介面。

概念理解

換句話說，使用多個專門的介面比使用單一的總介面要好。

介面隔離原則指導我們：

下面我們舉例說明怎麼設計介面或類之間的關係，使其不違反isp原則。

假如有乙個door，有lock，unlock功能，另外，可以在door上安裝乙個alarm而使其具有報警功能。使用者可以選擇一般的door，也可以選擇具有報警功能的door。

isp原則的違反例一：在door介面裡定義所有的方法。

但這樣一來，依賴door介面的commondoor卻不得不實現未使用的alarm()方法。違反了isp原則。

isp原則的違反例二：在alarm介面定義alarm方法，在door介面定義lock，unlock方法，door介面繼承alarm介面。

跟方法一一樣，依賴door介面的commondoor卻不得不實現未使用的alarm()方法。違反了isp原則。

遵循isp原則的例一：通過多重繼承實現

在alarm介面定義alarm方法，在door介面定義lock，unlock方法。介面之間無繼承關係。commondoor實現door介面，alarmdoor有2種實現方案：

1）同時實現door和alarm介面。

2）繼承commondoor，並實現alarm介面。

第2）種方案更具有實用性。

這樣的設計遵循了isp設計原則。

遵循isp原則的例二：通過關聯(或者叫做組合)實現

在這種方法裡，alarmdoor實現了alarm介面，同時把功能lock和unlock委讓給commondoor物件完成。

這種設計遵循了isp設計原則。

介面分隔原則的優點和適度原則

五、單一職責原則

如果乙個類需要改變，改變它的理由永遠只有乙個。如果存在多個改變它的理由，就需要重新設計該類。也就乙個類只做一件事。

只能讓乙個類/介面/方法有且僅有乙個職責。

如果乙個類具有乙個以上的職責，那麼就會有多個不同的原因引起該類變化，而這種變化將影響到該類不同職責的使用者（不同使用者）：

這違反了設計的開閉原則，也不是我們所期望的。

物件導向設計原則

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