面向对象设计 7 大原则

面向对象设计7大原则

面向对象 设计模式

1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle）

一句话概括 ：每一个类应该专注于做一件事情。

高逼格专业描述： 是低耦合、高内聚在面向对象原则上的引申，将职责定义为引起变化的原因的话，以提高内聚性来减少引起变化的原因。不要为类实现过多的功能点，以保证类实体只有一个引起它变化的原因

非要多说一嘴： 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

2. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）

一句话概括：超类/基类存在的地方，子类是可以替换的。【反之不一定可以】

高逼格专业描述： 子类必须能够替换其基类。这一思想体现为对继承机制的约束规范，只有子类能够替换基类时，才能保证系统在运行期内识别子类，这是保证继承复用的基础。在父类和子类的具体行为中，必须严格把握继承层次中的关系和特征，将基类替换为子类，程序的行为不会发生任何变化。同时，这一约束反过来则是不成立的，子类可以替换基类，但是基类不一定能替换子类。

里氏替换原则，主要着眼于对抽象和多态建立在继承的基础上，因此只有遵循了里氏替换原则，才能保证继承复用是可靠地。实现的方法是面向接口编程：将公共部分抽象为基类接口或抽象类，通过Extract Abstract Class，在子类中通过覆写父类的方法实现新的方式支持同样的职责。

里氏替换原则是关于继承机制的设计原则，违反了里氏替换原则就必然导致违反开放封闭原则 【解释：实现开闭原则的关键是抽象化，而里氏代换原则中的基类和子类的继承关系正是抽象化的具体体现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。】 。

里氏替换原则能够保证系统具有良好的拓展性，同时实现基于多态的抽象机制，能够减少代码冗余，避免运行期的类型判别。

非要多说一嘴： 尽量使用精准的抽象类或者接口【子类和父类划分精准】，里氏代换原则是要求我们在使用继承时，必须满足一定的条件。不能为了复用，一味去继承。

3. 依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle）

一句话概括 ：实现尽量依赖抽象，不依赖具体实现。【可以映射为 活着与吃饭的关系 ，活着不是为了吃饭，但是吃饭为了活着。】

高逼格专业描述 ： 我们知道，依赖一定会存在于类与类、模块与模块之间。当两个模块之间存在紧密的耦合关系时，最好的方法就是 分离 接口和实现：在依赖之间定义一个抽象的接口使得高层模块调用接口，而基础层模块实现接口的定义，以此来有效控制耦合关系，达到依赖于抽象的设计目标。

抽象的稳定性决定了 系统的稳定性 ，因为抽象是 不变的 ，依赖于抽象是面向对象设计的精髓，也是依赖倒置原则的核心。

依赖于抽象是一个通用的原则，而某些时候依赖于细节则是在所难免的，必须权衡在抽象和具体之间的取舍，方法不是一层不变的。 依赖于抽象，就是对面向接口编程，不要对实现编程 。

非要多说一嘴： 依赖倒置原则就是要求调用者和被调用者都依赖抽象，这样两者没有直接的关联和接触，在变动的时候，一方的变动不会影响另一方的变动。 面向抽象编程，解耦调用和被调用者

4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

一句话概括 ：应当为客户端提供尽可能小的单独的接口，而不是提供大的总的接口。

高逼格专业描述 ： 接口隔离原则可以说是 单一职责的必要手段 ，它的含义是尽量 使用职能单一的接口 ，而不使用职能复杂、全面的接口。很好理解，接口是为了让子类实现的，如果 子类想达到职能单一 ，那么 接口也必须满足职能单一 。相反，如果接口融合了多个不相关的方法，那它的子类就被迫要实现所有方法，尽管有些方法是根本用不到的。这就是 接口污染 。【大接口存在明显的弊端，会导致实现的类型必须完全实现该接口的所有方法、属性等；而某些时候，实现类型并非需要所有的接口定义，在设计上这是“浪费”，而且在实施上这会带来潜在的问题，对大接口的修改将导致一连串的客户端程序需要修改，有时候这是一种灾难。在这种情况下，将大接口分解为多个特点的定制化方法，使得客户端仅仅依赖于它们的实际调用的方法，从而解除了客户端不会依赖于它们不用的方法。】

非要多说一嘴 ： 拆分，从接口开始。

5. 迪米特法则（Law Of Demeter）

一句话概括 ：又叫最少知识原则，一个对象对另一个对象知道的越少越好，即一个软件实体应当尽可能少的与其他实体发生相互作用。

高逼格专业描述 ： 迪米特原则要求尽量的封装，尽量的独立，尽量的使用低级别的访问修饰符。这是封装特性的典型体现。 一个类如果暴露太多私用的方法和字段，会让调用者很茫然。并且会给类造成不必要的判断代码。所以，我们使用尽量低的访问修饰符，让外界不知道我们的内部。这也是面向对象的基本思路。这是迪米特原则的一个特性，无法了解类更多的私有信息。 另外，迪米特原则要求类之间的直接联系尽量的少，两个类的访问，通过第三个中介类来实现。

非要多说一嘴 ： 不和陌生人说话，有事去中介

6. 开闭原则（Open Close Principle）

一句话概括 ：面向扩展/修改开放，面向修改关闭。

高逼格专业描述 ： 其核心思想是：软件实体应该是可扩展的，而不可修改的。也就是，对扩展开放，对修改封闭的。开放封闭原则主要体现在两个方面1、对扩展开放，意味着有新的需求或变化时，可以对现有代码进行扩展，以适应新的情况。2、对修改封闭，意味着类一旦设计完成，就可以独立完成其工作，而不要对其进行任何尝试的修改。 实现开开放封闭原则的核心思想就是对抽象编程，而不对具体编程，因为抽象相对稳定。让类依赖于固定的抽象，所以修改就是封闭的；而通过面向对象的继承和多态机制，又可以实现对抽象类的继承，通过覆写其方法来改变固有行为，实现新的拓展方法，所以就是开放的。

非要多说一嘴 ： “需求总是变化”没有不变的软件，所以就需要用封闭开放原则来封闭变化满足需求，同时还能保持软件内部的封装体系稳定，不被需求的变化影响。 一条放在第一位来理解，它的含义是对扩展开放，对修改关闭。解释一下就是，我们写完的代码，不能因为需求变化就修改。我们可以通过新增代码的方式来解决变化的需求。

当然，这是一种理想的状态，在现实中，我们要尽量的缩小这种修改。再解释一下这条原则的意义所在，我们采用逆向思维方式来想。如果每次需求变动都去修改原有的代码，那原有的代码就存在==被修改错误的风险==，当然这其中存在有意和无意的修改，都会导致原有正常运行的功能失效的风险，这样很有可能会展开可怕的蝴蝶效应，使维护工作剧增。说到底，开闭原则除了表面上的可扩展性强以外，在企业中更看重的是维护成本。所以， 开闭原则是 设计模式 的第一大原则 ，其他的几个原则，都是为此原则服务的。

7. 组合/聚合复用原则（Composite/Aggregate Reuse Principle CARP）

一句话概括 ：尽量使用合成/聚合达到复用，尽量少用继承。

高逼格专业描述 ： 此原则的含义是，如果只是达到代码复用的目的，尽量使用组合与聚合，而不是继承。这里需要解释一下，组合聚合只是引用其他的类的方法，而不会受引用的类的继承而改变血统。 继承的耦合性更大【使用继承的方式将两个不相干的类联系在一起，也会违反里氏代换原则】，比如一个父类后来添加实现一个接口或者去掉一个接口，那子类可能会遭到毁灭性的编译错误，但如果只是组合聚合【类与类之间的耦合度降低】，只是引用类的方法，就不会有这种巨大的风险，同时也实现了复用。

非要多说一嘴 ： 意思就是我只是用你的方法，我们不一定是同类。

在学习面向对象七大设计原则时需要注意以下几点：

a)高内聚、低耦合和单一职能的“冲突”

实际上，这两者是一回事。内聚，要求一个类把所有相关的方法放在一起，初看是职能多，但有个“高”，就是要求把联系非常紧密的功能放在一起，也就是说，从整体看，是一个职能的才能放在一起，所以，两者是不同的表述而已。

这里很多人理解成复合类，但复合类不是高内聚，而是杂乱的放在一起，是一种设计失误而已。

b)多个单一职能接口的灵活性和声明类型问题

如果一个类实现多个接口，那么这个类应该用哪个接口类型声明呢？应该是用一个抽象类来继承多个接口，而实现类来继承这个接口。声明的时候，类型是抽象类。

c)最少知识原则和中介类泛滥两种极端情况

这是另一种设计的失误。迪米特原则要求类之间要用中介来通讯，但类多了以后，会造成中介类泛滥的情况，这种情况，我们可以考虑中介模式，用一个总的中介类来实现。

当然，设计模式都有自己的缺陷，迪米特原则也不是十全十美，交互类非常繁多的情况下，要适当的牺牲设计原则。

d)继承和组合聚合复用原则的“冲突”

继承也能实现复用，那这个原则是不是要抛弃继承了？不是的。

继承更注重的是“血统”，也就是什么类型的。而组合聚合更注重的是借用“技能”。并且，组合聚合中，两个类是部分与整体的关系，组合聚合可以由多个类的技能组成。在C#和 Java 中只有单继承。

这个原则不是告诉我们不用继承了，都用组合聚合，而是在“复用”这个点上，我们优先使用组合聚合。

面向对象设计原则的共性问题：

1、这么多设计模式，都要学习和使用么？

答：我们只是掌握总体的原则，然后学习常用的就行了。实际开发中也不是每种设计模式都会经常用到。因为归根结底，设计模式也好，架构也好，都是为需求服务的，没有需求业务模型，不能生搬硬套模式。我们在学习的时候，多学一些总是好的，但只是为了开阔自己的眼界。

2、设计模式是规范么？是不是好的程序必须用设计模式？

答：严格来说，好的程序遵循的是设计原则，而非设计模式。现在就出现很多新的演变出来的模式，这些都是因为出现了新业务的原因，设计模式不是规范，只是一种借鉴。

3、使用设计模式会不会增加开发难度？

答：开发阶段会的，而且会延长开发时间。但一个项目或产品从开始到结束，开发只是其中很小的一部分，考虑到维护和扩展成本，才会出现设计模式。从整体考虑，设计模式是减少了开发时间和成本的。