设计模式-七大原则

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参考:http://c.biancheng.net/view/1324.html

参考:http://c.biancheng.net/view/1326.html

参考:http://c.biancheng.net/view/1327.html

参考:http://c.biancheng.net/view/1330.html

参考:http://c.biancheng.net/view/1331.html

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开闭原则

定义:对修改关闭,对扩展开放。

作用:提高代码的可复用性、提高软件的可维护性、方便软件测试。

里式替换原则

定义:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。也就是说: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。它反映了基类与子类之间的关系,是对开闭原则的补充,是对实现抽象化的具体步骤的规范。

作用:

  1. 里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一。
  2. 它克服了继承中重写父类造成的可复用性变差的缺点。
  3. 它是动作正确性的保证。即类的扩展不会给已有的系统引入新的错误,降低了代码出错的可能性。
  4. 加强程序的健壮性,同时变更时可以做到非常好的兼容性,提高程序的维护性、可扩展性,降低需求变更时引入的风险。

依赖倒置原则

定义:要面向接口编程,不要面向实现编程。是实现开闭原则的重要途径之一。

作用:

  1. 降低类间的耦合性。
  2. 提高系统的稳定性。
  3. 减少并行开发引起的风险。
  4. 提高代码的可读性和可维护性。

单一职责原则

定义:一个类应该有且仅有一个引起它变化的原因,否则类应该被拆分。

该原则提出对象不应该承担太多职责,如果一个对象承担了太多的职责,至少存在以下两个缺点

  1. 一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类实现其他职责的能力;
  2. 当客户端需要该对象的某一个职责时,不得不将其他不需要的职责全都包含进来,从而造成冗余代码或代码的浪费。

作用:

  1. 降低类的复杂度。
  2. 提高类的可读性。
  3. 提高系统的可维护性。
  4. 变更引起的风险降低。

接口隔离原则

定义:要为各个类建立它们需要的专用接口,而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。

接口隔离原则单一职责原则都是为了提高类的内聚性、降低它们之间的耦合性,体现了封装的思想,但两者是不同的:

  • 单一职责原则注重的是职责,而接口隔离原则注重的是对接口依赖的隔离。
  • 单一职责原则主要是约束类,它针对的是程序中的实现和细节;接口隔离原则主要约束接口,主要针对抽象和程序整体框架的构建。

作用:

  1. 将臃肿庞大的接口分解为多个粒度小的接口,可以预防外来变更的扩散,提高系统的灵活性和可维护性。
  2. 接口隔离提高了系统的内聚性,减少了对外交互,降低了系统的耦合性。
  3. 如果接口的粒度大小定义合理,能够保证系统的稳定性;但是,如果定义过小,则会造成接口数量过多,使设计复杂化;如果定义太大,灵活性降低,无法提供定制服务,给整体项目带来无法预料的风险。
  4. 使用多个专门的接口还能够体现对象的层次,因为可以通过接口的继承,实现对总接口的定义。
  5. 能减少项目工程中的代码冗余。过大的大接口里面通常放置许多不用的方法,当实现这个接口的时候,被迫设计冗余的代码。

迪米特法则

定义:又叫作最少知识原则,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。

作用:

  1. 降低了类之间的耦合度,提高了模块的相对独立性。
  2. 由于亲合度降低,从而提高了类的可复用率和系统的扩展性。

但是,过度使用迪米特法则会使系统产生大量的中介类,从而增加系统的复杂性,使模块之间的通信效率降低。所以,在釆用迪米特法则时需要反复权衡,确保高内聚和低耦合的同时,保证系统的结构清晰。

合成复用原则

定义:要求在软件复用时,要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。

如果要使用继承关系,则必须严格遵循里氏替换原则。合成复用原则同里氏替换原则相辅相成的,两者都是开闭原则的具体实现规范。

通常类的复用分为继承复用和合成复用两种。

继承复用缺点:

  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。

合成复用优点:

  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. 新旧类之间的耦合度低。这种复用所需的依赖较少,新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。
  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。

总结

​ 这 7 种设计原则是软件设计模式必须尽量遵循的原则,是设计模式的基础。在实际开发过程中,并不是一定要求所有代码都遵循设计原则,而是要综合考虑人力、时间、成本、质量,不刻意追求完美,要在适当的场景遵循设计原则。这体现的是一种平衡取舍,可以帮助我们设计出更加优雅的代码结构。

设计原则 一句话归纳 目的
开闭原则 对扩展开放,对修改关闭 降低维护带来的新风险
依赖倒置原则 高层不应该依赖低层,要面向接口编程 更利于代码结构的升级扩展
单一职责原则 一个类只干一件事,实现类要单一 便于理解,提高代码的可读性
接口隔离原则 一个接口只干一件事,接口要精简单一 功能解耦,高聚合、低耦合
迪米特法则 不该知道的不要知道,一个类应该保持对其它对象最少的了解,降低耦合度 只和朋友交流,不和陌生人说话,减少代码臃肿
里氏替换原则 不要破坏继承体系,子类重写方法功能发生改变,不应该影响父类方法的含义 防止继承泛滥
合成复用原则 尽量使用组合或者聚合关系实现代码复用,少使用继承 降低代码耦合

实际上,这些原则的目的只有一个:降低对象之间的耦合,增加程序的可复用性、可扩展性和可维护性。

记忆口诀:访问加限制,函数要节俭,依赖不允许,动态加接口,父类要抽象,扩展不更改。

在程序设计时,我们应该将程序功能最小化,每个类只干一件事。若有类似功能基础之上添加新功能,则要合理使用继承。对于多方法的调用,要会运用接口,同时合理设置接口功能与数量。最后类与类之间做到低耦合高内聚。