设计模式的六大原则

 设计模式   大苹果   2023-12-03 17:40   801

设计模式

设计模式的六大原则

原则一:单一职责原则

定义:一个类只负责一项职责。

讨论:主要疑难点就是如何控制住职责扩散
(所谓职责扩散,就是,就是因为某种原因,职责P被分化为粒度更细的职责P1和P2。)?
遵循单一职责原的优点有:

1. 可以降低类的复杂度,一个类只负责一项职责,其逻辑肯定要比负责多项职责简单的多;

提高类的可读性,提高系统的可维护性;

2. 变更引起的风险降低,变更是必然的,如果单一职责原则遵守的好,当修改一个功能时,可以显著降低对其他功能的影响。

(需要说明的一点是单一职责原则不只是面向对象编程思想所特有的,只要是模块化的程序设计,都适用单一职责原则)。

原则二:里氏替换原则

定义1:如果对每一个类型为 T1的对象 o1,都有类型为 T2 的对象o2,使得以 T1定义的所有程序 P 在所有的对象 o1 都代换成 o2 时,程序 P 的行为没有发生变化,那么类型 T2 是类型 T1 的子类型。

定义2:所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象

讨论:有一功能P1,由类A完成。现需要将功能P1进行扩展,扩展后的功能为P,其中P由原有功能P1与新功能P2组成。新功能P由类A的子类B来完成,则子类B在完成新功能P2的同时,有可能会导致原有功能P1发生故障。

里氏替换原则通俗的来讲就是:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。

它包含以下4层含义:

1. 子类可以实现父类的抽象方法,但不能覆盖父类的非抽象方法。
2. 子类中可以增加自己特有的方法。
3. 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松。
4. 当子类的方法实现父类的抽象方法时,方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格。

原则三:依赖倒置原则

定义:高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象;抽象不应该依赖细节;细节应该依赖抽象。

讨论:问题由来:类A直接依赖类B,假如要将类A改为依赖类C,则必须通过修改类A的代码来达成。这种场景下,类A一般是高层模块,负责复杂的业务逻辑;类B和类C是低层模块,负责基本的原子操作;假如修改类A,会给程序带来不必要的风险。

解决方案: 将类A修改为依赖接口I,类B和类C各自实现接口I,类A通过接口I 间接与类B或者类C发生联系,则会大大降低修改类A的几率。
在实际编程中,我们一般需要做到如下3点:

低层模块尽量都要有抽象类或接口,或者两者都有。
变量的声明类型尽量是抽象类或接口。
使用继承时遵循里氏替换原则。

原则四:接口隔离原则

定义:客户端不应该依赖它不需要的接口;一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

问题由来:类A通过接口I依赖类B,类C通过接口I依赖类D,如果接口I对于类A和类B来说不是最小接口,则类B和类D必须去实现他们不需要的方法。

原则五:迪米特法则

定义:一个对象应该对其他对象保持最少的了解。

问题由来:类与类之间的关系越密切,耦合度越大,当一个类发生改变时,对另一个类的影响也越大。

朋友类:只要两个对象之间有耦合关系,我们就说这两个对象之间是朋友关系

耦合的方式很多,依赖、关联、组合、聚合等。其中,我们称出现成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接的朋友,而出现在局部变量中的类则不是直接的朋友。也就是说,陌生的类最好不要作为局部变量的形式出现在类的内部。

原则六:开闭原则

定义:一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。

问题由来:在软件的生命周期内,因为变化、升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改时,可能会给旧代码中引入错误,也可能会使我们不得不对整个功能进行重构,并且需要原有代码经过重新测试

解决方案:当软件需要变化时,尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化,而不是通过修改已有的代码来实现变化。