面向对象五大基本原则
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- 先案例后讲解,这里是代码教父,今天讲解面向对象的五大基本原则:
- 单一职责原则(The Single Responsibility Principle)
- 开闭原则(The Open-Closed Principle)
- 里氏替换原则(The Liskov Substitution Principle)
- 接口隔离原则(The Interface Segregation Principle)
- 依赖倒置原则(The Dependency Inversion Principle)
- 快速记忆五大原则:SOLID
单一职责原则(The Single Responsibility Principle)
其实可以理解为不要把鸡蛋放在一个篮子里。
每个类应该只实现一个大的功能点,不应该把很多功能全部糅杂在一个类里面。当需要修改某个类的时候原因有且只有一个(THERE SHOULD NEVER BE MORE THAN ONE REASON FOR A CLASS TO CHANGE)。换句话说就是让一个类只做一种类型责任,当这个类需要承当其他类型的责任的时候,就需要分解这个类。
图释:
- 错误示范——我是一名厨师、园丁、画家和司机;
- 正确做法——四个Class分别担任厨师、园丁、画家和司机。
如果一个Class承担许多职责,便会增加发生错误的可能性,因为对其中一个Class进行更改可能会在您不知情的情况下影响其他角色。
**目标:**该原则旨在区分变量,以防由于更改而产生错误,这样以后修改就不会影响其他无关的行为啦。
开闭原则(The Open-Closed Principle)
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。
图释:
- 错误示范——我能做”Cut”这个动作->封闭后-> 修改成能做”Paint”;
- 正确做法——我能做”Cut”这个动作->封闭后->扩展成能做”Cut”和”Paint”两个动作。
更改Class的当前行为将影响使用该类的所有系统。 如果要让Class执行更多功能,理想的方法是将功能添加到已经存在的功能中,而不是直接更改Class。
**目标:**该原则旨在扩展Class的功能,而不改变特定Calss的现有功能。这是为了避免在使用Class的任何地方引起错误。
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。 “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。
里氏替换原则(The Liskov Substitution Principle)
如果S是T的子类型,则可以将程序中类型T的Class替换为类型S的Class,这样就无需更改总程序内的任何所需属性。
图释: 有一对父子Sam和Eden,有人希望Sam 做一杯咖啡
- 错误示范——父亲Sam不在场时,工作便失效;
- 正确做法——继承工作给儿子Eden。
其核心思想是: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Liskov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Liskov替换原则就必然导致违反开放封闭原则。
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。
接口隔离原则(The Interface Segregation Principle)
使用多个小的专门的接口,而不要使用一个大的总接口,接口隔离原则体现在:接口应该是内聚的,应该避免“胖”接口。一个类对另外一个类的依赖应该建立在最小的接口上,不要强迫依赖不用的方法,这是一种接口污染
图释:
- 错误示范——用混乱的方法去作排列 -> 无法使用;
- 正确做法——用简洁的方法去作排列 -> Awesome!
接口有效地将细节和抽象隔离,体现了对抽象编程的一切好处,接口隔离强调接口的单一性。而胖接口存在明显的弊端,会导致实现的类型必须完全实现接口的所有方法、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,对胖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,将胖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。 分离的手段主要有以下两种:
1、委托分离,通过增加一个新的类型来委托客户的请求,隔离客户和接口的直接依赖,但是会增加系统的开销。
2、多重继承分离,通过接口多继承来实现客户的需求,这种方式是较好的。
依赖倒置原则(The Dependency Inversion Principle)
依赖于抽象。具体而言就是高层模块不依赖于底层模块,二者都同依赖于抽象;抽象不依赖于具体,具体依赖于抽象。
- 高级模块不应依赖于低级模块,两者都应取决于abstraction;
- abstraction不应依赖细节,细节应取决于abstraction。
图释:
- 错误示范——我用特定工具来工作;
- 正确做法——我用任何给我的工具来工作。
首先,让我们更简单地定义此处使用的术语:
- 高级模块(或Class):使用工具执行动作的Class;
- 低级模块(或Class):执行操作所需的工具;
- _抽象abstraction:_表示连接两个Class的接口;
- 详细信息:该工具如何工作。
该原则表明,不应将Class与用于执行动作的工具融合在一起。而是应将其与允许工具连接到Class的接口融合。 它还说明,Class和接口都不应该知道工具的工作方式。但是,该工具需要满足接口规范。
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,就是对接口编程,不要对实现编程。
以上就是5个基本的面向对象设计原则,它们就像面向对象程序设计中的金科玉律,遵守它们可以使我们的代码更加鲜活,易于复用,易于拓展,灵活优雅。
不同的设计模式对应不同的需求,而设计原则则代表永恒的灵魂,需要在实践中时时刻刻地遵守。就如ARTHUR J.RIEL在那边《OOD启示录》中所说的:“你并不必严格遵守这些原则,违背它们也不会被处以宗教刑罚。但你应当把这些原则看做警铃,若违背了其中的一条,那么警铃就会响起。”
很多人刚开始可能对这些原则无法深刻的理解,但是没关系,随着自己开发经验的增长,就会慢慢的可以理解这些原则了。
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