面向对象的七大设计原则 - 详解

面向对象的七大设计原则

大家公认的是，接口设计的五大核心原则（SOLID）。
本篇，除了包含（SOLID）。
除此之外，拓展了（迪米特原则 / 组合聚合）

目录

面向对象的七大设计原则

一、开闭原则（The Open-Closed Principle ，OCP）

概念理解：

案例剖析：

错误案例：

正确示例：

总结给后端兄弟：

现实场景：

二、 里式替换原则（Liskov Substitution Principle ，LSP）

概念理解：

错误案例：

正确示例：

总结一句话： 

三、 迪米特原则（最少知道原则）（Law of Demeter ，LoD）

概念理解：

错误案例：

正确示例：

问题引申：

四、单一职责原则

概念理解：

错误案例：

正确示例：

五、 接口分隔原则（Interface Segregation Principle ，ISP）

概念理解：

错误案例：

正确示例：

六、 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle ，DIP）

概念理解：

错误案例：

正确示例：

七、 组合/聚合复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle ，CARP）

概念理解：

组合：

聚合：

错误案例：

正确示例：

接口设计的五大核心原则（SOLID）

一、开闭原则（The Open-Closed Principle ，OCP）

概念理解：

核心思想一句话：对修改关闭，对扩展开放。 意思就是，当你要加新功能时，尽量别去改已经写好的、测试过的、正在运行的旧代码（改旧代码容易出错），而是通过添加新代码来实现。

为什么？为了：

  1. 稳如老狗 (稳定性)：核心功能不动，系统就不容易崩。想象你在开车，引擎（核心代码）正跑得好好的，你突然想听新歌，难道要拆引擎盖接线吗？不！你直接用蓝牙连手机（扩展）就行。

  2. 灵活扩展 (扩展性)：加新功能就像乐高积木，直接插新模块就行，不用把整个城堡拆了重搭。

  3. 好维护 (可维护性)：别人（或者未来的你）看代码，旧逻辑很清晰，新功能都在新地方，找起来改起来都方便。

  4. 能复用 (可复用性)：定义好的接口（规矩）大家都能用，不同的实现（具体干活的人）按规矩办事就行。

关键实现武器：接口 (Go 里的 interface)

大白话解释接口： 接口就是一份合同或者一份任务说明书。它只规定“做什么”（有哪些方法），但不规定“怎么做”。谁来干活（哪个具体的结构体）不管，只要你能按合同完成任务就行。

开闭原则的实现：

  1. 定义稳定的接口 (关上门)：把系统中那些不变的、核心的操作抽象出来，写成接口。这个接口一旦定义好，就不要轻易改它（关闭修改）。

  2. 通过实现接口来扩展 (打开窗)：当需要新功能时，就写一个新的结构体（类型），让它去实现这个接口。这样，新功能就通过添加新代码（新结构体）的方式加进来了（开放扩展）。

  3. 依赖接口，不依赖具体 (关键！)：使用功能的地方（比如一个处理函数），它只认接口这个“合同”。它只管对着接口喊：“喂！那个谁（实现了接口的结构体），按合同干活！”。它根本不在乎具体是张三还是李四（哪个结构体）在干活。

案例剖析：

场景： 我们需要一个系统，能计算不同几何图形的面积。一开始只有矩形和圆形。

错误案例：

❌ 不符合开闭原则的设计 (直接依赖具体类 - 左边的设计)：

package main
import (
"fmt"
"math"
)
// 矩形结构体
type Rectangle struct {
Width  float64
Height float64
}
// 矩形计算面积方法
func (r Rectangle) Area() float64 {
return r.Width * r.Height
}
// 圆形结构体
type Circle struct {
Radius float64
}
// 圆形计算面积方法
func (c Circle) Area() float64 {
return math.Pi * c.Radius * c.Radius
}
// 计算总面积 (问题所在！)
func TotalArea(shapes []interface{}) float64 {
total := 0.0
for _, shape := range shapes {
// 这里必须判断类型！很麻烦，而且每加一个新图形都要改这里！
switch s := shape.(type) {
case Rectangle:
total += s.Area()
case Circle:
total += s.Area()
// 如果增加三角形，需要在这里添加 case Triangle: ...
}
}
return total
}
func main() {
rect := Rectangle{Width: 10, Height: 5}
circle := Circle{Radius: 7}
shapes := []interface{}{rect, circle}
area := TotalArea(shapes)
fmt.Println("Total area:", area)
}

问题在哪？

  • TotalArea 函数直接依赖具体的 Rectangle 和 Circle 类型。

  • 当需要增加一个新的图形（比如 Triangle 三角形）时：

    1. 你要定义 Triangle 结构体和它的 Area() 方法。

    2. 你必须修改 TotalArea 函数！ 在里面增加 case Triangle: 分支。

  • 违反了“对修改关闭”：为了加新功能（三角形），你不得不修改已经存在的、可能在其他地方也被调用的 TotalArea 函数。这容易引入 Bug，也让代码越来越臃肿、脆弱。

正确示例：

package main
import (
"fmt"
"math"
)
// 核心：定义稳定的接口 (合同) - "能计算面积的东西"
type Shape interface {
Area() float64 // 合同要求：必须有一个计算面积的方法
}
// 矩形结构体 (实现者)
type Rectangle struct {
Width  float64
Height float64
}
// 矩形履行合同：实现Area方法
func (r Rectangle) Area() float64 {
return r.Width * r.Height
}
// 圆形结构体 (实现者)
type Circle struct {
Radius float64
}
// 圆形履行合同：实现Area方法
func (c Circle) Area() float64 {
return math.Pi * c.Radius * c.Radius
}
// 计算总面积 (关键！只依赖Shape接口)
func TotalArea(shapes []Shape) float64 { // 参数是Shape接口的切片
total := 0.0
for _, shape := range shapes {
// 这里不需要知道具体是矩形还是圆形！它只管调用合同规定的方法 Area()
total += shape.Area()
}
return total
}
func main() {
rect := Rectangle{Width: 10, Height: 5}
circle := Circle{Radius: 7}
// 注意：切片里的元素是 Shape 接口类型。Rectangle 和 Circle 都实现了 Shape，所以可以放进来。
shapes := []Shape{rect, circle}
area := TotalArea(shapes)
fmt.Println("Total area:", area)
}

  • 你做了什么？ 你只添加了新代码 (Triangle 结构体和它的 Area 方法)。

  • 你 没有 做什么？ 你完全不需要修改 Shape 接口的定义，也完全不需要修改 TotalArea 函数的任何一行代码！

  • 完美体现：对修改关闭（Shape接口、TotalArea函数没动），对扩展开放（通过新增 Triangle 实现 Shape 来扩展功能）。

总结给后端兄弟：

  • 开闭原则的精髓就是：加新功能，别动老代码！ 用添加代替修改。

  • Go 里的法宝就是 interface： 定义好接口（规矩），让不同的结构体（干活的人）去实现它。

  • 关键编程习惯： 写函数（比如 TotalArea）时，参数和内部操作尽量用接口类型 (Shape)，而不是具体的结构体类型 (Rectangle, Circle)。这样函数就能自动适配任何未来实现了该接口的新类型。

  • 好处大大的： 系统稳如泰山，加功能灵活如泥鳅，代码干净好维护，组件还能复用。这就是设计模式的魅力！

现实场景：

想象你写一个支付模块，定义好 PaymentProcessor 接口 (ProcessPayment(amount float64) error)。最开始有 AlipayProcessor 实现。后面要加微信支付？写个 WechatPayProcessor 实现同一个接口就行。调用支付的业务代码 (Checkout 函数) 完全不用改！这就是开闭原则在后端的威力。

二、 里式替换原则（Liskov Substitution Principle ，LSP）

概念理解：

子类型必须能够替换它们的基类型而不改变程序的正确性。

核心思想一句话：子类必须能完全顶替父类的岗位，而且不会捅娄子。 也就是说，在任何使用父类的地方，你换成子类对象，程序还能正常运行，不会出错。(不坑爹)。

为什么这么重要？

  1. 防止继承滥用：不是两个类看起来有点像就能随便继承，关键看子类能不能完美替代父类

  2. 保证代码安全：避免出现"父类能用，子类一用就崩"的坑爹情况

  3. 支持开闭原则：只有满足LSP，才能安全地扩展子类而不改原有代码

关键要求（Go中的体现）：

1、别用类型断言搞特殊对待：

// 违反LSP的写法 ❌
func Process(animal interface{}) {
if dog, ok := animal.(Dog); ok {
dog.Bark()
} else if cat, ok := animal.(Cat); ok {
cat.Meow()
}
// 每加一个新动物都要修改这里！
}

换句话说：

  • 如果程序接受父类型T

  • 那么它应该不加修改地接受任何T的子类型S

  • 不需要对S做任何特殊处理

2、子类必须完全实现父类承诺的功能：

  • 不能削弱父类方法的功能（比如父类方法保证不返回错误，子类实现却可能返回错误）

  • 不能加强前置条件（比如父类方法接受负数，子类却只接受正数）

  • 不能削弱后置条件（比如父类方法保证返回非负数，子类实现却可能返回负数）

错误案例：

案例1：经典的正方形vs矩形（违反LSP）

// 定义图形接口
type Shape interface {
Area() float64
}
// 矩形独立实现
type Rectangle struct{ w, h float64 }
func (r Rectangle) Area() float64 { return r.w * r.h }
func (r *Rectangle) SetDimensions(w, h float64) {
r.w, r.h = w, h
}
// 正方形独立实现
type Square struct{ side float64 }
func (s Square) Area() float64 { return s.side * s.side }
func (s *Square) SetSide(length float64) {
s.side = length
}
// 统一处理函数
func PrintArea(s Shape) {
fmt.Printf("图形面积: %.1f\n", s.Area())
}
func main() {
rect := &Rectangle{}
rect.SetDimensions(5, 4)
PrintArea(rect) // ✅ 输出: 图形面积: 20.0
sq := &Square{}
sq.SetSide(4)
PrintArea(sq) // ✅ 输出: 图形面积: 16.0
}

关键改进：

  • 通过Shape接口抽象共同行为

  • 矩形和正方形平级实现，不存在继承关系

  • 各自暴露符合自身特性的方法（矩形用SetDimensions，正方形用SetSide）

方案2：用组合替代继承（运动员案例）

// 自行车类
type Bike struct {
color string
}
func (b *Bike) Move() { fmt.Println("自行车前进...") }
func (b *Bike) Repair() { fmt.Println("修理自行车...") }
// 运动员类（错误地继承自行车）
type Athlete struct {
Bike // 内嵌继承
strength int
}
func (a *Athlete) Train() {
fmt.Printf("运动员训练，力量值: %d\n", a.strength)
}
// 使用自行车的函数
func ServiceBike(b *Bike) {
fmt.Printf("正在服务%s的自行车...", b.color)
b.Repair()
}
func main() {
// 正确的使用
bike := &Bike{color: "红色"}
ServiceBike(bike) // ✅ 正常服务
// 错误的使用：把运动员当自行车
athlete := &Athlete{Bike: Bike{color: "蓝色"}, strength: 80}
ServiceBike(&athlete.Bike) //  语法可行，但逻辑荒谬！
// 实际是修理了运动员的自行车，不是修理运动员
}

问题在哪？

  • 语法上可行（通过内嵌字段），但语义上荒谬

  • 运动员不是自行车（is-a关系不成立）

  • 违反LSP：不能把运动员当作自行车使用

正确示例：

方案1：抽象出共同接口（四边形案例）

// 定义图形接口
type Shape interface {
Area() float64
}
// 矩形独立实现
type Rectangle struct{ w, h float64 }
func (r Rectangle) Area() float64 { return r.w * r.h }
func (r *Rectangle) SetDimensions(w, h float64) {
r.w, r.h = w, h
}
// 正方形独立实现
type Square struct{ side float64 }
func (s Square) Area() float64 { return s.side * s.side }
func (s *Square) SetSide(length float64) {
s.side = length
}
// 统一处理函数
func PrintArea(s Shape) {
fmt.Printf("图形面积: %.1f\n", s.Area())
}
func main() {
rect := &Rectangle{}
rect.SetDimensions(5, 4)
PrintArea(rect) // ✅ 输出: 图形面积: 20.0
sq := &Square{}
sq.SetSide(4)
PrintArea(sq) // ✅ 输出: 图形面积: 16.0
}

  • 通过Shape接口抽象共同行为

  • 矩形和正方形平级实现，不存在继承关系

  • 各自暴露符合自身特性的方法（矩形用SetDimensions，正方形用SetSide）

方案2：用组合替代继承（运动员案例）

// 自行车类（不变）
type Bike struct{ color string }
// 运动员类（包含自行车）
type Athlete struct {
bike      *Bike  // 组合代替继承
strength  int
}
func (a *Athlete) RideBike() {
fmt.Printf("运动员骑行%s自行车...\n", a.bike.color)
a.bike.Move()
}
func main() {
athlete := &Athlete{
bike: &Bike{color: "黄色"},
strength: 90,
}
athlete.RideBike() // ✅ 运动员骑行黄色自行车...
// 不再可能出现"把运动员当自行车修理"的逻辑错误
}

关键改进：

  • 用"has-a"（拥有）关系替代"is-a"（是）关系

  • 运动员包含自行车，而不是是自行车

  • 符合现实世界的逻辑关系

切记组合优于继承：

// 当不确定时，优先用组合
type MyService struct {
Logger *log.Logger  // 组合logger
DB     *sql.DB      // 组合数据库
}

总结一句话：

在Go中，当你通过接口或内嵌结构体使用一个类型时，这个类型的行为应该符合使用者的合理预期，不会因为具体实现的不同而导致意外行为。
就像你能把任何USB设备插入标准USB接口，设备都能正常工作而不会烧毁你的电脑一样，这就是LSP的精髓。

三、 迪米特原则（最少知道原则）（Law of Demeter ，LoD）

概念理解：

核心思想一句话：

管好你自己，别瞎打听！ 每个对象只跟自己的"直系朋友"打交道，不该知道的别问，不该管的别碰。

 给Go开发者的白话解释：

想象你在公司里：

  • 你是后端工程师（一个对象）

  • 你的直系朋友：产品经理（参数传入）、数据库（字段引用）、日志系统（创建的对象）

  • 陌生人：前端同事、测试同事、运维同事

迪米特原则要求：你只能找直系朋友办事：

  • 直接问产品经理需求（方法参数）
  • 直接操作数据库（字段引用）
  • 直接写日志（创建的对象）

禁止：
➔ 别直接找前端要数据（陌生人）
➔ 别直接命令测试改用例（陌生人）
➔ 别直接让运维重启服务器（陌生人）

错误案例：

违反原则的Go代码（反面教材）：

package main
type DB struct{}
func (db *DB) Query() string {
return "用户数据"
}
// 日志记录器
type Logger struct{}
func (l *Logger) Record(log string) {
fmt.Println("记录日志:", log)
}
// 用户服务 - 违反迪米特原则！
type UserService struct {
logger *Logger
}
func (s *UserService) GetUserInfo(db *DB) {
// 问题1：直接操作DB（不是直系朋友）
data := db.Query()
// 问题2：知道太多细节（需要组装日志）
log := fmt.Sprintf("查询用户: %s", data)
// 问题3：直接操作Logger（虽然是朋友，但过度暴露细节）
s.logger.Record(log)
}
func main() {
db := &DB{}
logger := &Logger{}
service := &UserService{logger: logger}
service.GetUserInfo(db)
}

问题分析：

  1. UserService 直接操作 DB 对象（DB不是它的字段，也不是参数）

  2. 它知道太多业务细节（需要组装日志内容）

  3. 虽然Logger是朋友，但直接调用其方法暴露了实现细节

正确示例：

package main
import "fmt"
// 数据访问层（抽象）
type UserRepository interface {
GetUser() string
}
// DB实现
type DB struct{}
func (db *DB) GetUser() string {
return "用户数据"
}
// 日志接口（抽象）
type Logger interface {
Info(msg string)
}
// 日志实现
type AppLogger struct{}
func (l *AppLogger) Info(msg string) {
fmt.Println("[INFO]", msg)
}
// 用户服务 - 符合迪米特！
type UserService struct {
repo   UserRepository // 通过接口依赖
logger Logger         // 通过接口依赖
}
// 通过构造函数注入依赖
func NewUserService(repo UserRepository, logger Logger) *UserService {
return &UserService{repo: repo, logger: logger}
}
func (s *UserService) GetUserInfo() {
// 只跟直系朋友(repo)打交道
data := s.repo.GetUser()
// 只跟直系朋友(logger)打交道
s.logger.Info(fmt.Sprintf("查询用户: %s", data))
}
func main() {
// 依赖组装（在高层模块）
db := &DB{}
logger := &AppLogger{}
service := NewUserService(db, logger)
service.GetUserInfo()
}

遵循迪米特原则，你的Go代码会像组织良好的团队一样：职责清晰、协作高效、维护轻松！

问题引申：

我之前，一直对依赖注入有很多疑问，在这里逐步解决问题

依赖注入与接口抽象的价值分析

你提出的问题非常关键——为什么需要这些看似"多余"的接口抽象和依赖注入？让我们深入分析这个设计模式的真正价值。

看似多余的代码？

type UserService struct {
repo   UserRepository // 接口类型
logger Logger         // 接口类型
}
func NewUserService(repo UserRepository, logger Logger) *UserService {
return &UserService{repo: repo, logger: logger}
}

表面上，这确实比直接使用具体类型更复杂：

  • 需要定义接口

  • 需要写构造函数

  • 需要额外注入依赖

但这绝不是多此一举！ 这些设计提供了重要的软件工程优势：

一、场景 1：切换数据库实现（MySQL → MongoDB）

假设原有代码直接依赖 MySQL 数据库，现在需要切换为 MongoDB，通过接口抽象 + 依赖注入实现无缝切换。

步骤 1：定义抽象接口

首先定义数据访问层的接口 UserRepository，抽象所有数据库操作：

// 定义用户仓储接口（抽象契约）
type UserRepository interface {
Save(user User) error
FindByID(id string) (*User, error)
}
// 用户实体
type User struct {
ID       string
Username string
Email    string
}

步骤 2：实现不同数据库的具体类

分别实现 MySQL 和 MongoDB 的具体仓储：

// MySQL 实现
type MySQLUserRepository struct {
db *sql.DB // 实际项目中需初始化数据库连接
}
func (r *MySQLUserRepository) Save(user User) error {
// MySQL 特有的 SQL 逻辑
_, err := r.db.Exec("INSERT INTO users (id, username, email) VALUES (?, ?, ?)",
user.ID, user.Username, user.Email)
return err
}
func (r *MySQLUserRepository) FindByID(id string) (*User, error) {
// MySQL 查询逻辑
var user User
err := r.db.QueryRow("SELECT id, username, email FROM users WHERE id = ?", id).
Scan(&user.ID, &user.Username, &user.Email)
if err != nil {
return nil, err
}
return &user, nil
}
// MongoDB 实现
type MongoDBUserRepository struct {
client *mongo.Client // MongoDB 客户端
collection *mongo.Collection
}
func (r *MongoDBUserRepository) Save(user User) error {
// MongoDB 特有的文档插入逻辑
_, err := r.collection.InsertOne(context.Background(), user)
return err
}
func (r *MongoDBUserRepository) FindByID(id string) (*User, error) {
// MongoDB 查询逻辑
var user User
err := r.collection.FindOne(context.Background(), bson.M{"id": id}).Decode(&user)
if err != nil {
return nil, err
}
return &user, nil
}

步骤 3：业务逻辑层依赖接口

UserService 仅依赖 UserRepository 接口，不关心具体数据库实现：

type UserService struct {
repo UserRepository // 依赖抽象接口，而非具体实现
}
func NewUserService(repo UserRepository) *UserService {
return &UserService{repo: repo}
}
func (s *UserService) Register(user User) error {
// 业务逻辑（如参数校验、密码加密等）
err := s.repo.Save(user) // 调用抽象接口，无数据库细节
if err != nil {
return fmt.Errorf("注册失败: %w", err)
}
return nil
}

步骤 4：运行时动态切换实现

通过依赖注入在初始化时选择具体实现：

func main() {
// 1. 初始化数据库连接（根据配置选择 MySQL 或 MongoDB）
var repo UserRepository
dbType := os.Getenv("DB_TYPE") // 从环境变量读取配置
if dbType == "mongodb" {
// 初始化 MongoDB 客户端和仓储
client, err := mongo.Connect(context.Background(), options.Client().ApplyURI("mongodb://localhost:27017"))
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
collection := client.Database("demo").Collection("users")
repo = &MongoDBUserRepository{client: client, collection: collection}
} else {
// 默认使用 MySQL
db, err := sql.Open("mysql", "user:pass@tcp(localhost:3306)/demo")
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
repo = &MySQLUserRepository{db: db}
}
// 2. 注入仓储到 UserService
userService := NewUserService(repo)
// 3. 调用业务逻辑
user := User{ID: "123", Username: "Alice", Email: "alice@example.com"}
err := userService.Register(user)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
}

四、单一职责原则

永远不要让一个类存在多个改变的理由。

概念理解：

核心思想一句话：

一个模块只干一件事！ 就像餐厅里：

  • 厨师只管做饭 

  • 服务员只管上菜 

  • 收银员只管结账 

为什么重要？

  1. 改菜单不影响结账：修改厨师的工作不会影响收银系统

  2. 换人不乱套：新招一个配菜工，不会干扰服务员

  3. 修东西不牵连：收银机坏了只需要修收银模块

错误案例：

// 这个类既管用户又管订单还管日志，简直是"上帝类"
type UserService struct {
db *sql.DB
logger *log.Logger
}
func (s *UserService) ProcessUser(userID int) {
// 1. 查询用户（用户管理职责）
user := s.db.QueryRow("SELECT * FROM users WHERE id = ?", userID)
// 2. 创建订单（订单管理职责）
orderID := createOrder(user)
// 3. 记录日志（日志管理职责）
s.logger.Println("创建订单:", orderID)
// 4. 发送通知（通知职责）
sendEmail(user.Email, "订单创建成功")
}

问题在哪？

  1. 这个类同时负责：

    • 用户管理

    • 订单管理

    • 日志记录

    • 邮件通知

  2. 修改其中任何一部分都可能影响其他功能

  3. 测试时要模拟所有依赖，极其困难

正确示例：

// 职责1：只负责用户数据
type UserRepository struct {
db *sql.DB
}
func (r *UserRepository) GetUser(userID int) (*User, error) {
// 仅用户查询逻辑
}
// 职责2：只负责订单管理
type OrderService struct{}
func (s *OrderService) CreateOrder(user *User) (int, error) {
// 仅订单创建逻辑
}
// 职责3：只负责日志记录
type Logger interface {
Log(message string)
}
// 职责4：只负责通知
type Notifier interface {
Notify(email, message string)
}
// 协调层（组合各单一职责组件）
type UserProcessor struct {
userRepo  *UserRepository
orderSvc  *OrderService
logger    Logger
notifier  Notifier
}
func (p *UserProcessor) Process(userID int) {
// 1. 获取用户（调用单一职责组件）
user, _ := p.userRepo.GetUser(userID)
// 2. 创建订单（调用单一职责组件）
orderID, _ := p.orderSvc.CreateOrder(user)
// 3. 记录日志（调用单一职责组件）
p.logger.Log(fmt.Sprintf("创建订单: %d", orderID))
// 4. 发送通知（调用单一职责组件）
p.notifier.Notify(user.Email, "订单创建成功")
}

记得：接口最小化，职责单一。

五、 接口分隔原则（Interface Segregation Principle ，ISP）

概念理解：

核心思想一句话：

别逼用户接没用的功能！ 就像买手机：

  • 打电话用户：不需要强行搭配游戏手柄

  • 游戏用户：不需要强行搭配老人模式

为什么重要？

  1. 避免被强塞垃圾：用户不会被强迫实现不需要的方法

  2. 改功能不误伤：修改游戏功能不会影响打电话用户

  3. 接口清爽好用：每个接口都短小精悍，一目了然

错误案例：

门禁系统：

// 错误：臃肿的万能接口 ❌
type SuperDoor interface {
Lock()       // 锁门
Unlock()     // 解锁
AlarmOn()    // 打开警报
AlarmOff()   // 关闭警报
FingerprintAuth() // 指纹验证
FaceAuth()   // 人脸识别
}
// 普通门实现（被迫实现不需要的方法）
type BasicDoor struct{}
func (d *BasicDoor) Lock()   { fmt.Println("上锁") }
func (d *BasicDoor) Unlock() { fmt.Println("解锁") }
// 普通门根本不需要这些功能！
func (d *BasicDoor) AlarmOn()          { panic("不支持！") }
func (d *BasicDoor) AlarmOff()         { panic("不支持！") }
func (d *BasicDoor) FingerprintAuth()  { panic("不支持！") }
func (d *BasicDoor) FaceAuth()         { panic("不支持！") }
// 使用普通门
func main() {
var door SuperDoor = &BasicDoor{}
door.Lock() // ✅ 正常
door.AlarmOn() //  运行时panic！
}

问题在哪？

  1. 普通门被强迫实现警报/生物识别

  2. 调用不存在的方法会导致运行时崩溃

  3. 添加新功能时所有门都要修改

正确示例：

// 拆分成最小功能接口 ✅
// 基础门接口
type BasicDoor interface {
Lock()
Unlock()
}
// 警报功能接口
type Alarmer interface {
AlarmOn()
AlarmOff()
}
// 生物识别接口
type BiometricAuth interface {
FingerprintAuth()
FaceAuth()
}
// 普通门实现
type SimpleDoor struct{}
func (d *SimpleDoor) Lock()   { fmt.Println("机械锁上锁") }
func (d *SimpleDoor) Unlock() { fmt.Println("机械锁解锁") }
// 智能门实现
type SmartDoor struct {
BasicDoor  // 嵌入基础功能
Alarmer    // 组合警报功能
BiometricAuth // 组合生物识别
}
// 实现警报功能
func (d *SmartDoor) AlarmOn()  { fmt.Println("警报启动") }
func (d *SmartDoor) AlarmOff() { fmt.Println("警报关闭") }
// 实现生物识别
func (d *SmartDoor) FingerprintAuth() { fmt.Println("指纹验证通过") }
func (d *SmartDoor) FaceAuth()        { fmt.Println("人脸识别通过") }
// 使用场景
func SecureAreaAccess(door Alarmer) {
door.AlarmOff() // 只需警报功能
defer door.AlarmOn()
fmt.Println("进入安全区域...")
}
func main() {
// 普通门用户
simpleDoor := &SimpleDoor{}
simpleDoor.Lock() // ✅ 只使用需要的方法
// 智能门用户
smartDoor := &SmartDoor{}
smartDoor.FaceAuth() // ✅ 使用高级功能
// 安全系统只关心警报
SecureAreaAccess(smartDoor) // ✅ 传入Alarmer接口
// SecureAreaAccess(simpleDoor) // ❌ 编译直接报错（类型安全）
}

重构要点：

  1. 拆！拆！拆！：

    • BasicDoor：基础开关

    • Alarmer：警报功能

    • BiometricAuth：生物识别

  2. 按需组合：

    • 普通门只实现基础功能

    • 智能门组合多个接口

  3. 编译时保护：

    • 试图把普通门当警报器用？编译直接失败！

    • 不需要等到运行时崩溃

六、 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle ，DIP）

概念理解：

核心思想一句话：

高层定规矩，底层去实现！ 就像老板定战略（高层），员工去执行（底层），老板不需要知道员工具体怎么做。

为什么重要？

  1. 换员工不影响战略：更换数据库不影响业务逻辑

  2. 老板更专注：高层只关心做什么，不关心怎么做

  3. 系统更灵活：底层实现可以随意替换

  4. 测试更容易：可以用模拟对象代替真实数据库

错误案例：

违反DIP的Go代码（反面教材）

// 低层模块：MySQL数据库操作
type MySQLDatabase struct{}
func (db *MySQLDatabase) Query(query string) string {
fmt.Println("执行MySQL查询:", query)
return "MySQL查询结果"
}
// 高层模块：业务逻辑（直接依赖低层实现）
type ReportService struct {
db *MySQLDatabase // 直接依赖具体实现 ❌
}
func (s *ReportService) GenerateReport() {
result := s.db.Query("SELECT * FROM reports")
fmt.Println("生成报告:", result)
}
func main() {
service := &ReportService{db: &MySQLDatabase{}}
service.GenerateReport()
// 如果想换成PostgreSQL？必须修改ReportService代码！
}

问题在哪？

  1. 高层ReportService直接依赖低层MySQLDatabase

  2. 更换数据库需要修改业务逻辑

  3. 单元测试需要真实MySQL连接

正确示例：

// 1. 定义抽象接口（高层制定规则）
type Database interface {
Query(string) string
}
// 2. 高层模块依赖抽象接口 ✅
type ReportService struct {
db Database // 依赖抽象，不依赖具体实现
}
func (s *ReportService) GenerateReport() {
result := s.db.Query("SELECT * FROM reports")
fmt.Println("生成报告:", result)
}
// 3. 低层模块实现接口 ✅
type MySQLDatabase struct{}
func (db *MySQLDatabase) Query(query string) string {
fmt.Println("执行MySQL查询:", query)
return "MySQL查询结果"
}
// 新增PostgreSQL实现（低层模块）
type PostgreSQLDatabase struct{}
func (db *PostgreSQLDatabase) Query(query string) string {
fmt.Println("执行PostgreSQL查询:", query)
return "PostgreSQL查询结果"
}
// 4. 依赖注入（在程序入口组装）
func main() {
// 使用MySQL
mysqlService := &ReportService{db: &MySQLDatabase{}}
mysqlService.GenerateReport()
// 切换到PostgreSQL只需改这里
pgService := &ReportService{db: &PostgreSQLDatabase{}}
pgService.GenerateReport()
// 单元测试可以用Mock
mockService := &ReportService{db: &MockDatabase{}}
mockService.GenerateReport()
}
// Mock实现（用于测试）
type MockDatabase struct{}
func (db *MockDatabase) Query(query string) string {
return "模拟数据"
}

重构要点：

  1. 高层定接口：ReportService定义它需要什么功能

  2. 低层实现接口：MySQL/PostgreSQL实现这个接口

  3. 依赖注入：在main函数中"注入"具体实现

  4. 面向接口编程：所有代码都依赖接口而非具体实现

这就是精髓所在！！！

这就是依赖注入，多优美啊。真帅！

记住这个口诀：
高层定规矩，底层去实现
依赖抽象不依赖具体
接口隔离是前提
依赖注入来组装
系统灵活又健壮

七、 组合/聚合复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle ，CARP）

概念理解：

核心思想一句话：

能组装就别继承！ 就像造车：

  • 发动机是买来的（组合）

  • 轮胎是采购的（聚合）

  • 而不是让车厂自己"生"出发动机（继承）

为什么重要？

方式优点缺点
组合/聚合灵活更换零件
降低耦合
运行时动态调整
支持多种功能组合		需要管理更多对象
继承代码复用简单
修改父类自动影响子类		破坏封装性
父类改动影响所有子类
灵活性差
容易导致类爆炸
组合：

示例：汽车（Car）和发动机（Engine）
发动机是汽车的核心组件，无法脱离汽车独立存在（汽车销毁时，发动机也随之 "失效"）。

package main
import "fmt"
// 发动机（部分）
type Engine struct {
horsepower int
}
func NewEngine(horsepower int) *Engine {
fmt.Println("发动机被制造")
return &Engine{horsepower: horsepower}
}
// 汽车（整体）
type Car struct {
brand  string
engine *Engine // 组合：汽车"包含"发动机，发动机的生命周期由汽车控制
}
func NewCar(brand string, horsepower int) *Car {
// 汽车创建时，必须同时创建发动机（强依赖）
return &Car{
brand:  brand,
engine: NewEngine(horsepower),
}
}
func (c *Car) Run() {
fmt.Printf("%s汽车（%d马力）启动\n", c.brand, c.engine.horsepower)
}
func main() {
// 创建汽车时，自动创建发动机
car := NewCar("特斯拉", 300)
car.Run()
// 当car被垃圾回收时，其内部的engine也会被一同回收
}
聚合：

示例：公司（Company）和员工（Employee）
员工可以属于公司，但员工的存在不依赖于公司（公司倒闭后，员工仍可独立存在）。

package main
import "fmt"
// 员工（部分）
type Employee struct {
name string
}
func NewEmployee(name string) *Employee {
return &Employee{name: name}
}
// 公司（整体）
type Company struct {
name      string
employees []*Employee // 聚合：公司"关联"员工，员工可独立存在
}
func NewCompany(name string) *Company {
return &Company{
name: name,
}
}
// 公司招聘员工（关联已有员工）
func (c *Company) Hire(e *Employee) {
c.employees = append(c.employees, e)
}
func (c *Company) ShowStaff() {
fmt.Printf("%s公司的员工：\n", c.name)
for _, emp := range c.employees {
fmt.Printf("- %s\n", emp.name)
}
}
func main() {
// 先创建独立的员工（不依赖公司）
emp1 := NewEmployee("张三")
emp2 := NewEmployee("李四")
// 再创建公司，关联已有的员工
company := NewCompany("字节跳动")
company.Hire(emp1)
company.Hire(emp2)
company.ShowStaff()
// 即使company被销毁，emp1和emp2仍可被其他对象引用
}
  • 组合：Car 创建时必须同时创建 Engine，两者生命周期完全绑定（Engine 无法独立于 Car 存在）。
  • 聚合：Company 可以关联已存在的 Employee，Employee 可独立于 Company 存在（可被多个 Company 共享）。

错误案例：

// 错误：用继承实现角色系统 ❌
type Person struct {
Name string
}
// 雇员继承"人"
type Employee struct {
Person
Company string
}
// 学生继承"人"
type Student struct {
Person
School string
}
func main() {
// 张三既是雇员又是学生？
emp := Employee{Person{"张三"}, "腾讯"}
stu := Student{Person{"张三"}, "清华"}
// 同一个张三被分裂成两个对象！
}

问题在哪？

  1. 现实中一个人可以同时是雇员和学生

  2. 使用继承导致角色分裂

  3. 添加新角色（如父亲）需要新建类型

  4. 违反现实世界的逻辑关系

正确示例：

// 正确：用组合实现角色 ✅
// 基础人类型
type Person struct {
Name string
Roles []Role // 聚合多个角色
}
// 角色接口
type Role interface {
Describe() string
}
// 雇员角色
type EmployeeRole struct {
Company string
}
func (r EmployeeRole) Describe() string {
return fmt.Sprintf("雇员@%s", r.Company)
}
// 学生角色
type StudentRole struct {
School string
}
func (r StudentRole) Describe() string {
return fmt.Sprintf("学生@%s", r.School)
}
// 父亲角色
type ParentRole struct {
Children int
}
func (r ParentRole) Describe() string {
return fmt.Sprintf("父亲(%d孩)", r.Children)
}
func main() {
// 张三有多个角色
zhangsan := Person{
Name: "张三",
Roles: []Role{
EmployeeRole{"腾讯"},
StudentRole{"清华夜校"},
ParentRole{Children: 2},
},
}
// 展示所有角色
for _, role := range zhangsan.Roles {
fmt.Println(role.Describe())
}
// 运行时移除学生角色
zhangsan.Roles = zhangsan.Roles[:2]
}

重构要点：

  1. 角色独立存在：每个角色实现统一接口

  2. 人组合角色：通过切片聚合多个角色

  3. 动态增删：运行时添加/移除角色

  4. 符合现实：一个人可同时有多个身份

接口设计的五大核心原则（SOLID）

SOLID 是五个原则的首字母缩写，具体包括：

  1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）
    一个接口或类应该只负责一项职责，即仅有一个引起它变化的原因。
    例如：用户接口应仅处理用户信息相关操作（注册、登录），不应同时包含订单处理逻辑。

  2. 开放 - 封闭原则（Open-Closed Principle, OCP）
    接口或类应对扩展开放，对修改关闭。即通过扩展现有接口来新增功能，而非修改原有代码。
    例如：设计支付接口时，预留扩展点支持新增支付方式（如从支付宝扩展到微信支付），无需修改原有接口逻辑。

  3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）
    子类必须能够替换其基类（或实现类必须能替换接口），且不影响程序正确性。
    例如：实现 “形状” 接口的 “正方形” 和 “圆形”，在计算面积时应符合接口预期，不能出现逻辑冲突。

  4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）
    不应强迫客户端依赖其不需要的接口方法，应将大接口拆分为多个小而专的接口。
    例如：“动物” 接口不应包含 “飞” 的方法，而应拆分为 “会飞的动物”“会跑的动物” 等细分接口，避免不会飞的动物被迫实现该方法。

  5. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）
    高层模块不应依赖低层模块，两者都应依赖抽象（接口）；抽象不应依赖细节，细节应依赖抽象。
    例如：业务逻辑层（高层）应依赖 “数据存储接口”，而非直接依赖 MySQL（低层实现），这样切换数据库时无需修改高层代码。

借鉴博客：

1、 面向对象设计的七大设计原则详解

posted @ 2025-08-06 11:57  yfceshi  阅读(25)  评论(0)    收藏  举报