SOLID原则：让你的代码更优雅，更易维护

SOLID 原则是面向对象编程的五个设计原则的集合，用来指导程序员编写可维护、可扩展和灵活的代码。这些原则由 Robert C. Martin（Uncle Bob） 提出，是优秀软件设计的重要基础。

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

• 定义：一个类应该只有一个引起它变化的原因。
• 解释：每个类都应该只专注于一项职责。如果一个类承担了多个职责，就可能在其中一个职责发生变化时影响到其他职责。
• 好处：
  • 降低耦合性，增强可读性和可维护性。
  • 简化测试，因为每个类的行为更加单一。
• 示例：

  class ReportGenerator {
      public void generateReport() {
          // 生成报告的逻辑
      }
  }
  
  class ReportPrinter {
      public void printReport() {
          // 打印报告的逻辑
      }
  }
  

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2. 开放封闭原则（Open/Closed Principle, OCP）

• 定义：软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。
• 解释：当需求变化时，应该通过扩展已有的代码（新增功能）来实现，而不是修改已有代码。
• 好处：
  • 减少对现有代码的风险，提高系统稳定性。
  • 易于扩展和适应变化。
• 示例：

  interface Shape {
      double calculateArea();
  }
  
  class Circle implements Shape {
      private double radius;
      public Circle(double radius) { this.radius = radius; }
      public double calculateArea() { return Math.PI * radius * radius; }
  }
  
  class Rectangle implements Shape {
      private double length, width;
      public Rectangle(double length, double width) { this.length = length; this.width = width; }
      public double calculateArea() { return length * width; }
  }
  
  class AreaCalculator {
      public double calculateTotalArea(List<Shape> shapes) {
          return shapes.stream().mapToDouble(Shape::calculateArea).sum();
      }
  }
  

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3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）

• 定义：子类对象必须能够替代父类对象，并确保程序的行为不变。

• 解释：子类在扩展父类时，不能破坏父类原有的功能或约定。

• 好处：

  • 提高代码的复用性和扩展性。
  • 防止继承滥用。

• 示例：

  class Bird {
      public void fly() {
          System.out.println("I can fly");
      }
  }
  
  class Ostrich extends Bird {
      @Override
      public void fly() {
          throw new UnsupportedOperationException("Ostrich can't fly");
      }
  }
  

  问题：Ostrich 不能完全替代 Bird，违反了里氏替换原则。

  改进：

  interface Bird {
      void move();
  }
  
  class FlyingBird implements Bird {
      public void move() {
          System.out.println("I can fly");
      }
  }
  
  class Ostrich implements Bird {
      public void move() {
          System.out.println("I can run");
      }
  }
  

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

• 定义：不应该强迫一个类去实现它用不到的接口。
• 解释：将大接口拆分为多个小接口，使得类只需依赖它实际需要的接口。
• 好处：
  • 减少类与接口的耦合，避免“胖接口”。
  • 提高代码灵活性和可维护性。
• 示例：

  interface Printer {
      void print();
  }
  
  interface Scanner {
      void scan();
  }
  
  class MultiFunctionPrinter implements Printer, Scanner {
      public void print() { System.out.println("Printing..."); }
      public void scan() { System.out.println("Scanning..."); }
  }
  
  class SimplePrinter implements Printer {
      public void print() { System.out.println("Printing..."); }
  }
  

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5. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）

• 定义：高层模块不应该依赖于低层模块，两者都应该依赖于抽象；抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。
• 解释：通过依赖抽象（接口或抽象类），降低模块之间的耦合。
• 好处：
  • 提高代码的灵活性和可扩展性。
  • 减少代码的耦合，方便进行模块替换。
• 示例：

  interface NotificationService {
      void send(String message);
  }
  
  class EmailNotificationService implements NotificationService {
      public void send(String message) {
          System.out.println("Sending email: " + message);
      }
  }
  
  class SMSNotificationService implements NotificationService {
      public void send(String message) {
          System.out.println("Sending SMS: " + message);
      }
  }
  
  class NotificationManager {
      private final NotificationService notificationService;
  
      public NotificationManager(NotificationService notificationService) {
          this.notificationService = notificationService;
      }
  
      public void notify(String message) {
          notificationService.send(message);
      }
  }
  

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总结

• SRP：一个类只做一件事。
• OCP：扩展功能无需修改原有代码。
• LSP：子类能完全替代父类。
• ISP：接口设计应精细，避免臃肿。
• DIP：依赖抽象而不是实现。

这些原则共同帮助开发者设计高内聚、低耦合的系统，提高代码质量和系统的可维护性。