一文带你读懂：设计模式的六大原则

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原创最新推荐文章于 2026-08-16 21:51:54 发布 416 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

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软件设计最大的难题就是应对需求的变化，但是纷繁复杂的需求变化又是不可预料的，我们要为不可预料的变化做好准备，这本身是一件非常痛苦的事情，但好在有大师们已经给我们提出了非常好的六大设计原则和23种设计模式来“封装”未来的变化。

因此在学习设计模式之前，我们先回顾六大原则，它们分别是：

单一职责原则（Single Responsibility Principle）
开闭原则（Open Closed Principle）
里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）
迪米特法则（Law of Demeter），又叫“最少知道法则”
接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle）

单一职责原则

单一职责原则内涵：

单一职责原则是针对类来说的，即一个类应该只负责一项职责。

例子1：
如类T负责两个不同职责：职责P1，职责P2。当职责P1需求变更而改变T时，可能造成职责P2发生故障，所以需要将类T的粒度分解为T1，T2。

例如，产品经理就是整理需求，程序员就是写代码，分工明确：

//产品经理
public class ProduceManager {
  //...整理需求
}
//勤奋的程序员
public class Coder {
 //...写代码
}

大白话：

一个类干好自己应该干的事情，别越界而导致业务耦合。

好处：

类的复杂性降低，实现什么职责都有清晰明确的定义；
可读性高，复杂性降低，可读性自然就提高了；
可维护性提高，可读性提高了，那自然更容易维护了；
变更引起的风险降低，变更是必不可少的，如果接口的单一职责做得好，一个接口修改只对相应的实现类有影响，对其他的接口无影响，这对系统的扩展性、维护性都有非常大的帮助。

开闭原则

开闭原则内涵：

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。

例子2：

我们的公司里面有许许多多的程序员，无论男女都在认真的写代码。

但是有天我们的程序媛们觉得自己有“加工资的需求”。

此时，我们可以将这个动作抽象到新的接口里面，然后 FemaleCoder 去实现这个动作以完成拓展。

//公司工作                                                 
class Company{                                         
  private List<Coder> coders = new ArrayList<>();    
  void working(){                                    
    for (Coder code : coders){                     
       code.coding();                            
    }                                              
  }                                                  
}                                                      
//程序员写代码
interface Coder{
  void coding();
}
//程序媛
class FemaleCoder implements Coder{
  @Override
  public void coding() {
    //...
  }
}
//程序猿
class MaleCoder implements Coder{
  @Override
  public void coding() {
    //...
  }
}

新的接口标识“涨工资的需求”：

//待遇福利
interface Salary{
  //涨工资动作
  void raise();
}

修改新增的 FemaleCoder 类：

//程序媛
class FemaleCoder implements Coder, Salary{
  @Override
  public void coding() {
    //...
  }


  @Override
  public void raise() {
    //...我要加薪
  }
}

UML图：

大白话：

对增加新功能代码时，尽量保证不修改已有代码，然后将扩展的代码增加到项目中

好处：

开闭原则非常著名，只要是做面向对象编程的，在开发时都会提及开闭原则
开闭原则提高了复用性，以及可维护性

里氏替换原则

里氏替换原则内涵：

所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

遵循里氏替换原则，在子类中尽量不要重写和重载父类的方法。

举例子3：

我们的子类程序猿 (MaleCoder) 和程序媛(FemaleCoder) ，同继承了基类程序员（CoderPeople）。

那么凡是程序员使用的地方，无论对于程序员还是程序媛，都应该可以无缝替换。

//写代码的人
class CoderPeople {
  public void coding(){
    //...
  }
}
//程序媛
class FemaleCoder extends CoderPeople{
  @Override
  public void coding() {
    //...
  }
}
//程序猿
class MaleCoder extends CoderPeople{
}

调用点：

public class LiskovSubstitutionPrinciple {
  public static void main(String[] args) {
    //用 CoderPeople 的子类 FemaleCoder 的实例来替换 CoderPeople的实例，程序工作正常
    working(new FemaleCoder());
  }
  private static void working(CoderPeople shape){
    System.out.println("开始写代码");
    shape.coding();
    System.out.println("结束写代码");
  }
}

UML：

大白话：

里氏替换原则首先突出的是面向对象的三大特性之一：“继承”。它要求我们去遵守，是因为不遵守导致的代价太大了。

使用继承会给程序带来侵入性，程序的可移植性降低，增加对象间的耦合性，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，必须考虑到所有的子类，并且父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能产生故障。

好处：

大大降低程序运行出错的概率。

接口隔离原则

接口隔离原则内涵：

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。（原则中的接口，是一个泛泛而言的接口，不仅仅指Java中的接口，还包括其中的抽象类）

举例子4：

这个图的意思是：类A依赖接口I中的方法1，方法2，方法3，类B是对类A依赖的实现；类C依赖接口I中的方法1，方法4，方法5，类D是对类C依赖的实现。对于类B和类D来说，虽然存在用不到的方法（红色标记所示），但由于实现了接口I，所以也必须要实现这些用不到的方法。

如果接口过于臃肿，只要接口中出现的方法，不管对依赖于它的类有没有用处，实现类中都必须去实现这些方法，这显然不是好的设计。

如果将这个设计修改为符合接口隔离原则，就必须对接口I进行拆分。在这里我们将原有的接口I拆分为三个接口，拆分后的设计如图所示：

注意：

可能会觉得接口隔离原则和之前的单一职责原则很相似，其实不然。

单一职责注重职责，而接口隔离原则注重对接口依赖的隔离；
单一职责是约束类，其次是方法，针对的是程序中的实现和细节；而接口隔离原则约束的是接口，针对的是抽象，程序整体框架的构建。

大白话：

定义接口时要权衡考虑是否可拆分多个模块中。

使用接口时要权衡考虑是否简化实现的接口列表。

好处：

使用多个专门的接口。专门的接口也就是提供给多个模块的接口。
提供给几个模块就应该有几个接口，而不是建立一个臃肿庞大的接口，所有的模块都可以访问。

迪米特法则

迪米特法则内涵：

一个对象应该对其他对象有最少的了解。

迪米特原则核心观念就是：类间解耦，弱耦合。

举例子5：

这个例子中，我们知道总公司经理管理总公司员工，分公司经理管理分公司员工。

下面的例子是符合迪米特法则的：

//总公司员工
class Employee{
  private String id;
}
//分公司员工
class SubEmployee{
  private String id;
}
//分公司经理
class SubCompanyManager{
  List<SubEmployee> subEmployees = new ArrayList<SubEmployee>();
}
//总公司经理
class CompanyManager{
  List<Employee> employeeList = new ArrayList<Employee>();
}

下面的例子是不符合迪米特法则的，因为分公司员工对于总公司经理来说，是不需要知道的类：

//总公司经理
class CompanyManager{
  //总公司员工
  List<Employee> employeeList = new ArrayList<Employee>();
  //分公司员工
  List<SubEmployee> subEmployees = new ArrayList<SubEmployee>();
}

UML：

大白话：

一个类对自己需要耦合或者调用的类知道的最少，你类内部怎么复杂，我不管，那是你的事，我只知道你有提供好的公用方法，我能正常调用即可。

依赖倒置原则

依赖倒置原则内涵：

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。

核心思想是面向接口编程。

举例子6：

程序员喜欢搬砖，随着年龄和经验增加，从一开始搬的普通砖头，逐渐变为银砖，到后来慢慢变为金砖...

那么分析可以知道：程序员是高层模块，而“普通砖头”、“银砖”和“金砖”都视为底层模块。

底层模块

//砖头
interface Brick{
}
//石头砖头
class StoneBrick implements Brick{
}
//银砖头
class SilverBrick implements Brick{
}
//金砖头
class GoldBrick implements Brick{
}

高层模块

//搬砖的程序员
class CoderMan{
  void movingBrick(Brick brick){
    //....
  }
}

如此一来，不管哪种砖头，程序员都可以搬了。（无论以后怎样扩展 Brick 类，都不需要再修改CoderMan 类了）

    CoderMan coderMan = new CoderMan();
    coderMan.movingBrick(new StoneBrick());
    coderMan.movingBrick(new SilverBrick());
    coderMan.movingBrick(new GoldBrick());

UML：