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七大软件设计原则

在软件开发中,我们或多或少知道一些经典的设计原则。保持对原则的警醒比应用了多少原则更重要

1 开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)

OCP是指一个软件实体,如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。所谓的开闭,也正是对扩展和修改两个行为的一个原则。强调的是用抽象架构框架,用实现扩展细节。可以提高软件系统的可复用性及可维护性。开闭原则,是面向对象设计中最基础的设计原则。它指导我们如何建立稳定灵活的系统,例如:我们版本更新,我尽可能不修改源代码,但是可以增加新功能。实现开闭原则的核心思想就是面向抽象编程。

2 依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle, DIP)

DIP是指设计代码结构时,高层模块不应该依赖底层模块,二者都应该依赖其抽象。抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。通过依赖倒置可以减少类与类之间的耦合性,提高系统的稳定性,提高代码的可读性和可维护性,并能够降低修改程序所造成的风险。

3 单一职责原则(Simple Responsibility Principle, SRP)

SRP是指不要存在多于一个导致类变更的原因。假设我们有一个Class负责两个职责,一旦发生需求变更,修改其中一个职责的逻辑代码,有可能会导致另一个职责的功能发生故障。这样一来,这个Class存在两个导致类变更的原因。因此我们需要给两个职责分别用两个Class来实现,进行解耦,可以降低类的复杂度,提高类的可读性,提高系统的可维护性,降低变更引起的风险。总体来说就是一个类、接口、方法只负责一项职责。

4 接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)

ISP是指用多个专门的接口,而不使用单一的总接口,客户端不应该依赖它不需要的接口。这个原则指导我们在设计接口时应当注意以下几点:

  1. 一个类对一类的依赖应该建立在最小的接口之上。
  2. 建立单一接口,不要建立庞大臃肿的接口。
  3. 尽量细化接口,接口中的方法尽量少(不是越少越好,一定要适度)。

接口隔离原则符合我们常说的高内聚低耦合的设计思想,从而使得类具有很好的可读性、可扩展性和可维护性。

5 迪米特原则(Law of Demeter, LoD)

LoD是指一个对象应该对其他对象保持最少的了解,又叫最少知道原则(Least Knowledge Principle, LKP),尽量降低类与类之间的耦合。迪米特原则主要强调只和朋友交流,不和陌生人说话。出现在成员变量、方法的输入和输出参数中的类都可以称之为朋友类,而出现在方法体内部的类不属于朋友类。

6 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)

LSP是指如果对每一个类型为T1的对象o1,都有类型为T2的对象o2,使得以T1定义的所有程序P在所有对象o1都替换成o2时,程序P的行为没有发生变化,那么类型T2是类型T1的子类型。

引申含义:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。

  1. 子类可以实现父类的抽象方法,但不能覆盖父类的非抽象方法。
  2. 子类中可以增加自己特有的方法。
  3. 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的入参)要比父类方法的输入参数更宽松。
  4. 当子类的方法实现父类的方法时(重写/重载或实现抽象方法),方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格或相等。

优点:

  1. 约束继承泛滥,开闭原则的一种体现。
  2. 加强程序的健壮性,同时变更时也可以做到非常好的兼容性,提高程序的维护性、扩展性。降低需求变更时引入的风险。

7 合成复用原则(Composite/Aggregate Reuse Principle, CARP)

CARP是指尽量使用对象组合(has-a)或聚合(contains-a),而不是继承关系达到软件复用的目的。可以使系统更加灵活,降低类与类之间的耦合度,一个类的变化对其他类造成的影响相对较少。

8 设计原则总结

  • 封装变化。
  • 多用组合,少用继承。
  • 针对接口编程,不针对实现编程。
  • 为交互对象之间的松耦合设计而努力。
  • 对扩展开放,对修改关闭。
  • 依赖抽象,不要依赖具体类。
  • 只和朋友谈。
  • 将决策权放在高层模块中,以便决定如何以及何时调用低层模块。
  • 类应该只有一个改变的理由。
  • 子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。

保持对原则的警醒比应用了多少原则更重要。