深度总结：软件设计七大原则

软件设计七大原则

软件设计原则是设计模式的基石。目的只有一个，降低对象之间的耦合，增加程序的可复用性、可扩展性、可维护性。

开闭原则 OCP

定义：软件实体对扩展开放，对修改关闭。

对扩展开发，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。
对修改关闭，意味着类一旦设计完成，就可以独立的工作，而不要对其进行任何的修改。

在面向对象设计中，我们通常通过继承和多态来实现OCP，即封装不变部分。

比如需求要实现2种状态的业务。

如果用if else来判断，那么后面加第三种状态，就还需要在此接口上增加else逻辑，不符合开闭原则。
用策略类实现，则定义策略接口，策略A和策略B为具体实现类，分别对应两种状态。假如下一次需求要实现第三种状态，那么直接定义一个StrategyC实现类就可满足。原有代码不变，符合开闭原则。

详情可点击：策略模式文章

里氏替换原则 LSP

定义：程序中的父类型都可以正确的被子类型替换。

程序中的对象可以在不改变程序正确性的前提下被它的子类所替换，即子类可以替换任何基类能够出现的地方，并且经过替换后，代码还能正确工作。

根据LSP的定义，如果在程序中出现使用instanceof、强制类型转换或者函数覆盖，很可能意味着是对LSP的破坏。

假设定义一个抽象禽类，有一个飞翔方法fly(), 我们就可以自由的继承禽类衍生出各种鸟儿，并调用其飞翔方法。如果鸵鸟加入禽类行列，继承禽类，但不会飞，那么飞翔方法fly()就显得多余。而且在所有禽类出现的地方，无法用鸵鸟替换（此时不满足正确业务逻辑）。违反了里氏替换原则。

经过反思，是设计问题，禽类和飞翔无必然联系，所以禽类不应该定义飞翔方法fly()，把禽类飞翔方法fly()抽离出去单独定义飞翔接口Flyable。

对于有飞翔能力的鸟儿继承禽类并实现飞翔接口。鸵鸟继承禽类，但不实现飞翔接口，是否是鸟儿取决于是否继承自禽类，能不能飞取决于是否实现飞翔接口。所有禽类出现的地方都可以用子类进行替换，所有飞翔接口出现的地方都可以被其替换为实现。

依赖倒置原则 DIP

定义：模块之间交互应该依赖抽象，而非实现。

DIP要求高层模块不应该依赖于底层模块，二者都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。

比如某个人喂养小动物，如果依赖了具体的实现，则每新增一个动物，需要在Person内加一个对应的方法。违背了开闭原则，也不符合依赖倒置原则。

重新修改后，如下。新增一个Birds抽象类，具体的动物继承自父类Birds,Person中的方法参数依赖于抽象，而不是具体的实现。符合依赖倒置原则。

单一职责原则 SRP

定义：对任何类的修改只能有一个原因。换句话说，一个类只应该负责一项职责。

SRP要求每个软件模块职责要单一，衡量标准是模块是否只有一个被修改的原因。职责越单一，被修改的原因就越少，模块的内聚性就越高，被复用的可能性就越大，也更容易被理解。

举例员工类 Employee，开发工作变了，需要修改Employee类，测试工作变了需要修改Employee类，不符合单一职责原则，类的复杂性也高。

职责多，引起此类变化的原因也多。后续变更的风险就大。
后续需求变更，会造成职责的混乱，类结构的不稳定。

改造后，类的职责单一。开发者的职责就是“写代码”，那么对其进行的修改只有与“写代码”相关的一个原因(画类图也是为了指导代码落地)，这样才能确保类职责的单一性原则。

同时，类与类之间虽有着明确的职责划分，但又一起合作完成任务，它们保持着一种“对立且统一”的辩证关系。

以责任链模式为例，每个处理者类职责清晰，只处理与自己职责相关的业务。
以员工类为例，拆分后，各个员工完成相应的职责，共同保障项目上线。

这种清晰的职责范围划分就是单一职责原则的最佳实践。符合单一职责原则的设计能使类具备高内聚性，让单个模块变得简单易懂，如此才能增强代码的可读性和可复用性。并提高系统的易维护性和易测试性。

上面的例子是类职责单一，那么微服务划分也同理，采用单一职责原则，每个服务负责一块业务。同一类业务的变更落在单个服务内变更。

接口隔离原则 ISP

定义：客户端对类的依赖基于最小接口，而不依赖不需要的接口。

接口隔离原则认为不能强迫用户去依赖那些他们不使用的接口。换句话说，使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。做接口拆分时，也要尽量满足单一职责原则。将外部依赖减到最少，降低模块间的耦合。

比如类A只需要使用方法1、方法3，类B只需要使用方法2、方法4，但在源代码层次上与所有方法形成依赖关系。这种依赖意味着我们对接口I的方法2修改，即使不会影响A所依赖的方法1、方法3的功能，也会导致它需要重新部署和编译。

改造后，类A不需要用到方法2、方法4，就可以选择不依赖它们。代码更加清晰，接口职责更加明确。

迪米特法则 LOD

定义：一个类对于其它类知道的越少越好。

迪米特法则也被称为最少知识原则，它提出一个模块对其他模块应该知之甚少，或者说模块之间应该彼此保持陌生，甚至意识不到对方的存在，以此最小化、简单化模块间的通信，并达到松耦合的目的。

反之，模块之间若存在过多的关联，那么一个很小的变动则可能会引发蝴蝶效应般的连锁反应，最终会波及大范围的系统变动。我们说，缺乏良好封装性的系统模块是违反迪米特法则的，牵一发动全身的设计使系统的扩展与维护变的举步维艰。

门面模式和中介者模式是迪米特法则极好的范例。 Tomcat中 RequestFacade类就使用了外观模式。RequestFacade是对Request类封装，屏蔽内部属性和方法，避免暴露。

合成复用原则 CRP

定义：优先使用合成/聚合，而不是类继承。

比如对象的继承关系是在编译时就定义好了，所以无法在运行时改变从父类继承的实现。子类的实现与它的父类有非常紧密的依赖关系，以至于父类实现中的任何变化必然会导致子类发生变化。当你需要复用子类时，如果继承下来的实现不适合解决新的问题，则父类必须重写或被其它更适合的类替换。这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性。

合成（组合）和聚合都是关联的特殊种类。

聚合表示一种弱的拥有关系，体现的是A对象可以包含B对象，但B对象不是A对象的一部分；
合成则是一种强大的“拥有”关系，体现了严格的部分和整体的关系，部分和整体的生命周期一样。

合成/聚合复用原则好处：优先使用对象的合成/聚合将有助于你保持每个类被封装，并被集中在单个任务上。这样类和类继承层次会保持较小规模。

举例：手机软件划分可分为QQ、微信等，按品牌划分可分为华为、小米等。如果同时考虑这两种分类，其组合就很多。往下继续扩展软件、手机品牌，都会新增许多子类。违背了开闭原则，也限制了复用性。

用聚合关系实现的类图：后面新增软件，手机品牌类不用变更代码。继承的层次也少了。

参考资料

刘韬：《秒懂设计模式》
张建飞：《代码精进之路：从码农到工匠》
Robert C. Martin：《架构整洁之道》
程杰：《大话设计模式》

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