单一职责原则(SRP)
单一职责原则就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。简单的理解为一个类的功能应该单一化,如果给一个类添加各种各样的功能,后期如果有其他的需求,那么我们要对整个类进行改动,这是非常糟糕的,维护麻烦,不能复用,也缺乏灵活性。总的来说,如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起,一个职责的变化可能会削弱或抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计,当变化发生时,设计会遭受到意想不到的破坏。
举例来说,比如一个简单的俄罗斯方块游戏,游戏逻辑和界面应该是分开的。如果有一天我们需要改变界面时,不过是窗体的变化和游戏逻辑无关,可以复用游戏逻辑代码。
因此软件设计真正要做的许多内容,就是发现职责并把那些职责相互分离。而要确定是否应该分理出类,就是如果你能够想到多于一个的动机去改变一个类,那么这个类就具有多于一个的职责,就应该考虑类的职责分离。
开放-封闭原则
开放-封闭原则,即是软件实体(类、模块、函数等等)应该可以拓展,但是不可修改。该原则具有两个特征,一个是“对于拓展是开放的”,另外一个是“对于更改是封闭的”。
我们在做任何系统的时候,都不要指望系统一开始需求确定,就再也不会变化。既然需要一定会变化,在面对需求变化的时候,设计的软件可以相对容易修改,不至于说新需求一来就要把整个程序推倒重来。即是要做到当新需求来的时候,我们增加一些类就完事了,原来的代码能不动就不动。
不过绝对的对修改关闭是不可能的,无论模块是多么的“封闭”,都会存在一些无法对之封闭的变化。既然不可能完全封闭,设计人员必须对于他设计的模块应该对哪种变化封闭做出选择。他必须先猜测出最优可能发生变化的变化种类,然后构造抽象来隔离那些变化。我们希望的是在开发工作展开不久就知道可能发生的变化。查明可能发生的变化所等待的时间越长要创建正确的抽象就越困难。
开放-封闭原则是面向对象设计的核心所在。遵循这个原则可以带来面向对象技术所生成的巨大好处,也就是可维护、可拓展、可复用、灵活性好。开发人员应该仅对程序中呈现出频繁变化的那些部分作出抽象。然而,对于应用程序中的每个部分都刻意进行抽象同样不是一个好主意。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要。
依赖倒转原则
依赖倒转原则,抽象不应该依赖细节,细节应该依赖于抽象,即针对接口编程,不要对实现编程。
里氏代换原则,子类型必须能够替换掉它们的父类型,即一个软件实体如果使用的是一个父类的话,那么一定适用于其子类,而它察觉不出父类对象和子类对象的区别。也就是说在软件里面,把父类都替换成它的子类,程序的行为没有变化,简单的说子类型必须能够替换掉它们的父类型。
比如鸟类和企鹅类。鸟类都会飞,而企鹅不会飞,那么企鹅就不能作为鸟类的子类。因此只有当子类可以替换掉父类,软件单位的功能不受影响时,父类才能真正被复用,而子类也可以在父类的基础上增加新的行为。正是由于子类型的可替换性才使得父类类型的模块在无需修改的情况下就可以拓展,这也是开放-封闭原则实现的基础。
依赖倒转其实可以说是面向对象设计的标志,用哪种语言来编写程序不重要,如果编写时考虑的都是如何针对抽象编程而不是针对细节编程,即程序中所有的依赖关系都是终止于抽象类或者接口,那就是面向对象的设计,反之就是过程化的设计。