软件设计原则

在软件开发中，为了提高软件系统的可维护性和可复用性，增加软件的可扩展性和灵活性，程序员要尽量根据6条原则来开发程序，从而提高软件开发效率、节约软件开发成本和维护成本。

1 开闭原则

软件实体（类、模块、函数等等）应该是对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果.

想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类。

因为抽象灵活性好，适应性广，只要抽象的合理，可以基本保持软件架构的稳定。而软件中易变的细节可以从抽象派生来的实现类来进行扩展，当软件需要发生变化时，只需要根据需求重新派生一个实现类来扩展就可以了。

接口和抽象类区别:

抽象类是对事物都整体进行抽象,包括属性和行为.比如直升机和战斗机都可抽象为飞机,适合抽象为一个飞机的抽象类,并提供飞机共有的方法,比如加油.

接口是对事物的局部行为进行抽象,例如飞机和鸟都会飞,飞是一种行为,适合定义为一个飞都接口,包含飞行的功能.

从另外一种角度讲,抽象类是is a的关系,例如直升机是飞机;

接口是has a的关系,例如直升机有飞行的功能.

2 里氏代换原则

里氏代换原则：任何父类可以出现的地方，子类一定可以出现。通俗理解：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。换句话说，子类继承父类时，除添加新的方法完成新增功能外，尽量不要重写父类的方法。

使用里氏代换原则的好处： 需求变化时，只需继承，而别的东西不会改变。由于里氏代换原则才使得开放封闭成为可能。这样使得子类在父类无需修改的话就可以扩展

里氏替换原则中经典的一个例子:正方形不是长方形。

3.依赖倒转原则

高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象（程序要依赖于抽象接口，不要依赖于具体的实现）；简单的说就是要求对抽象进行编程，不要对实现进行编程，这样就降低了客户与实现模块间的耦合。

例如:组装电脑时不能指定某个品牌的CPU或硬盘,而应依赖配件的抽象类或接口.

4 接口隔离原则/单一职责原则

客户端不应该被迫依赖于它不使用的方法；一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

不要存在多于一个导致类变更的原因。通俗的说，就是一个类只负责一项职责

例如:一种安全门有防火防盗两个功能,应该分别实现防火\防盗两个接口,而不应把防火防盗抽象进一个接口内,否则如果另一种安全门只有防火一个功能,就没办法实现这个接口.

5 迪米特法则

迪米特法则又叫最少知识原则。

只和你的直接朋友交谈，不跟“陌生人”说话（Talk only to your immediate friends and not to strangers）。

其含义是：如果两个软件实体无须直接通信，那么就不应当发生直接的相互调用，可以通过第三方转发该调用。其目的是降低类之间的耦合度，提高模块的相对独立性、复用性。

迪米特法则中的“朋友”是指：当前对象本身、当前对象的成员对象、当前对象所创建的对象、当前对象的方法参数等，这些对象同当前对象存在关联、聚合或组合关系，可以直接访问这些对象的方法。

例如:明星通过经纪人和粉丝沟通,明星通过经纪人和公司洽谈,满足迪米特法则.

6 合成复用原则

在面向对象设计中，如果直接继承基类，会破坏封装，因为继承将基类的实现细节暴露给子类；如果基类的实现发生改变，则子类的实现也不得不发生改变；从基类继承而来的实现是静态的，不可能在运行时发生改变，没有足够的灵活性。于是就提出了合成/聚合复用原则，也就是在实际开发设计中，尽量使用合成/聚合，不要使用类继承

合成复用原则是指：尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现，其次才考虑使用继承关系来实现。

通常类的复用分为继承复用和合成复用两种。

继承复用虽然有简单和易实现的优点，但它也存在以下缺点：

1. 继承复用破坏了类的封装性。因为继承会将父类的实现细节暴露给子类，父类对子类是透明的，所以这种复用又称为“白箱”复用。
2. 子类与父类的耦合度高。父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化，这不利于类的扩展与维护。
3. 它限制了复用的灵活性。从父类继承而来的实现是静态的，在编译时已经定义，所以在运行时不可能发生变化。

采用组合或聚合复用时，可以将已有对象纳入新对象中，使之成为新对象的一部分，新对象可以调用已有对象的功能，它有以下优点：

1. 它维持了类的封装性。因为成分对象的内部细节是新对象看不见的，所以这种复用又称为“黑箱”复用。
2. 对象间的耦合度低。可以在类的成员位置声明抽象。
3. 复用的灵活性高。这种复用可以在运行时动态进行，新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象。

【例】汽车分类管理程序

汽车按“动力源”划分可分为汽油汽车、电动汽车等；按“颜色”划分可分为白色汽车、黑色汽车和红色汽车等。如果同时考虑这两种分类，其组合就很多。类图如下：

从上面类图我们可以看到使用继承复用产生了很多子类，如果现在又有新的动力源或者新的颜色的话，就需要再定义新的类。我们试着将继承复用改为聚合复用看一下。