设计模式-面向对象设计原则

知名软件大师Robert C.Martin认为一个可维护性(Maintainability) 较低的软件设计，通常由于如下4个原因造成：

过于僵硬(Rigidity)

过于脆弱(Fragility)

复用率低(Immobility)

黏度过高(Viscosity)

软件工程和建模大师Peter Coad认为，一个好的系统设计应该具备如下三个性质：

可扩展性(Extensibility)

灵活性(Flexibility)

可插入性(Pluggability)

软件的复用(Reuse)或重用拥有众多优点，如可以提高软件的开发效率，提高软件质量，节约开发成本，恰当的复用还可以改善系统的可维护性。 面向对象设计复用的目标是实现支持可维护性的复用。 在面向对象的设计里面，可维护性复用都是以面向对象设计原则为基础的，这些设计原则首先都是复用的原则，遵循这些设计原则可以有效地提高系统的复用性，同时提高系统的可维护性。

单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP)定义如下： 一个对象应该只包含单一的职责，并且该职责被完整地封装在一个类中。 其英文定义为： Every object should have a single responsibility, and that responsibility should be entirely encapsulated by the class. 另一种定义方式如下： 就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。 其英文定义为： There should never be more than one reason for a class to change.

一个类（或者大到模块，小到方法）承担的职责越多，它被复用的可能性越小，而且如果一个类承担的职责过多，就相当于将这些职责耦合在一起，当其中一个职责变化时，可能会影响其他职责的运作。 类的职责主要包括两个方面：数据职责和行为职责，数据职责通过其属性来体现，而行为职责通过其方法来体现。 单一职责原则是实现高内聚、低耦合的指导方针，在很多代码重构手法中都能找到它的存在，它是最简单但又最难运用的原则，需要设计人员发现类的不同职责并将其分离，而发现类的多重职责需要设计人员具有较强的分析设计能力和相关重构经验。

开闭原则定义 开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)定义如下： 一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。也就是说在设计一个模块的时候，应当使这个模块可以在不被修改的前提下被扩展，即实现在不修改源代码的情况下改变这个模块的行为。

抽象化是开闭原则的关键。 开闭原则还可以通过一个更加具体的“对可变性封装原则”来描述，对可变性封装原则(Principle of Encapsulation of Variation, EVP)要求找到系统的可变因素并将其封装起来。

里氏代换原则定义 里氏代换原则(Liskov Substitution Principle, LSP)有两种定义方式，第一种定义方式相对严格，其定义如下： 如果对每一个类型为S的对象o1，都有类型为T的对象o2，使得以T定义的所有程序P在所有的对象o1都代换成o2时，程序P的行为没有变化，那么类型S是类型T的子类型。 其英文定义为： If for each object o1 of type S there is an object o2 of type T such that for all programs P defined in terms of T, the behavior of P is unchanged when o1 is substituted for o2 then S is a subtype of T.

里氏代换原则可以通俗表述为：在软件中如果能够使用基类对象，那么一定能够使用其子类对象。把基类都替换成它的子类，程序将不会产生任何错误和异常，反过来则不成立，如果一个软件实体使用的是一个子类的话，那么它不一定能够使用基类。 里氏代换原则是实现开闭原则的重要方式之一，由于使用基类对象的地方都可以使用子类对象，因此在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义，而在运行时再确定其子类类型，用子类对象来替换父类对象。

依赖倒转原则定义 依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle, DIP)的定义如下： 高层模块不应该依赖低层模块，它们都应该依赖抽象。抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。 其英文定义为： High level modules should not depend upon low level modules, both should depend upon abstractions. Abstractions should not depend upon details, details should depend upon abstractions. 另一种表述为： 要针对接口编程，不要针对实现编程。 其英文定义为： Program to an interface, not an implementation.

简单来说，依赖倒转原则就是指：代码要依赖于抽象的类，而不要依赖于具体的类；要针对接口或抽象类编程，而不是针对具体类编程。 实现开闭原则的关键是抽象化，并且从抽象化导出具体化实现，如果说开闭原则是面向对象设计的目标的话，那么依赖倒转原则就是面向对象设计的主要手段。

接口隔离原则定义 接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)的定义如下： 客户端不应该依赖那些它不需要的接口。 其英文定义为： Clients should not be forced to depend upon interfaces that they do not use. 注意，在该定义中的接口指的是所定义的方法。

接口隔离原则是指使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口。每一个接口应该承担一种相对独立的角色，不多不少，不干不该干的事，该干的事都要干。 (1) 一个接口就只代表一个角色，每个角色都有它特定的一个接口，此时这个原则可以叫做“角色隔离原则”。 (2) 接口仅仅提供客户端需要的行为，即所需的方法，客户端不需要的行为则隐藏起来，应当为客户端提供尽可能小的单独的接口，而不要提供大的总接口。

合成复用原则定义 合成复用原则(Composite Reuse Principle, CRP)又称为组合/聚合复用原则(Composition/ Aggregate Reuse Principle, CARP)，其定义如下： 尽量使用对象组合，而不是继承来达到复用的目的。 其英文定义为： Favor composition of objects over inheritance as a reuse mechanism.

合成复用原则就是指在一个新的对象里通过关联关系（包括组合关系和聚合关系）来使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分；新对象通过委派调用已有对象的方法达到复用其已有功能的目的。简言之：要尽量使用组合/聚合关系，少用继承。

迪米特法则(Law of Demeter, LoD)又称为最少知识原则(Least Knowledge Principle, LKP)，它有多种定义方法，其中几种典型定义如下： (1) 不要和“陌生人”说话。英文定义为：Don't talk to strangers. (2) 只与你的直接朋友通信。英文定义为：Talk only to your immediate friends. (3) 每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识，而且局限于那些与本单位密切相关的软件单位。英文定义为：Each unit should have only limited knowledge about other units: only units "closely" related to the current unit.

在迪米特法则中，对于一个对象，其朋友包括以下几类： (1) 当前对象本身(this)； (2) 以参数形式传入到当前对象方法中的对象； (3) 当前对象的成员对象； (4) 如果当前对象的成员对象是一个集合，那么集合中的元素也都是朋友； (5) 当前对象所创建的对象。 任何一个对象，如果满足上面的条件之一，就是当前对象的“朋友”，否则就是“陌生人”。