面向对象设计原则

面向对象设计原则单一职责原则--SRP一、SRP简介（SRP--Single-ResponsibilityPrinciple）：就一个类而言，应该只专注于做一件事和仅有一个引起它变化的原因。所谓职责，我们可以理解他为功能，就是设计的这个类功能应该只有一个，而不是两个或更多。也可以理解为引用变化的原因，当你发现有两个变化会要求我们修改这个类，那么你就要考虑撤分这个类了。因为职责是变化的一个轴线，当需求变化时，该变化会反映类的职责的变化。“就像一个人身兼数职，而这些事情相互关联不大，，甚至有冲突，那他就无法很好的解决这些职责，应该分到不同的人身上去做才对。”二、举例说明：违反SRP原则代码:modem接口明显具有两个职责：连接管理和数据通讯；interfaceModem{publicvoiddial(stringpno);publicvoidhangup();publicvoidsend(charc);publicvoidrecv();}如果应用程序变化影响连接函数，那么就需要重构：interfaceDataChannel{publicvoidsend(charc);publicvoidrecv();}interfaceConnection{publicvoiddial(stringpno);publicvoidhangup();}三、SRP优点：消除耦合，减小因需求变化引起代码僵化性臭味四、使用SRP注意点：1、一个合理的类，应该仅有一个引起它变化的原因，即单一职责；2、在没有变化征兆的情况下应用SRP或其他原则是不明智的；3、在需求实际发生变化时就应该应用SRP等原则来重构代码；4、使用测试驱动开发会迫使我们在设计出现臭味之前分离不合理代码；5、如果测试不能迫使职责分离，僵化性和脆弱性的臭味会变得很强烈，那就应该用Facade或Proxy模式对代码重构；开放封闭原则--OCP一、OCP简介（OCP--Open-ClosedPrinciple）：Softwareentities(classes,modules,functions,etc.)shouldbeopenforextension,butclosedformodification。软件实体应当对扩展开放，对修改关闭，即软件实体应当在不修改（在.Net当中可能通过代理模式来达到这个目的）的前提下扩展。Openforextension:当新需求出现的时候，可以通过扩展现有模型达到目的。Closeformodification:对已有的二进制代码，如dll,jar等，则不允许做任何修改。二、OCP举例：1、例子一假如我们要写一个工资税类，工资税在不同国家有不同计算规则，如果我们不坚持OCP，直接写一个类封装工资税的算税方法，而每个国家对工资税的具体实现细节是不尽相同的！如果我们允许修改，即把现在系统需要的所有工资税（中国工资税、美国工资税等）都放在一个类里实现，谁也不能保证未来系统不会被卖到日本，一旦出现新的工资税，而在软件中必须要实现这种工资税，这个时候我们能做的只有找出这个类文件，在每个方法里加上日本税的实现细节并重新编译成DLL！虽然在.NET的运行环境中，我们只要将新的DLL覆盖到原有的DLL即可，并不影响现有程序的正常运行，但每次出现新情况都要找出类文件，添加新的实现细节，这个类文件不断扩大，以后维护起来就变的越来越困难，也并不满足我们以前说的单一职责原则（SRP），因为不同国家的工资税变化都会引起对这个类的改变动机！如果我们在设计这个类的时候坚持了OCP的话，把工资税的公共方法抽象出来做成一个接口，封闭修改，在客户端(使用该接口的类对象)只依赖这个接口来实现对自己所需要的工资税，以后如果系统需要增加新的工资税，只要扩展一个具体国家的工资税实现我们先前定义的接口，就可以正常使用，而不必重新修改原有类文件！2、例子二下面这个例子就是既不开放也不封闭的，因为Client和Server都是具体类，如果我要Client使用不同的一个Server类那就要修改Client类中所有使用Server类的地方为新的Server类。classClient{Serverserver;voidGetMessage(){server.Message();}}classServer{voidMessage();}下面为修改后符合OCP原则的实现，我们看到Server类是从ClientInterface继承的，不过ClientInterface却不叫ServerInterface，原因是我们希望对Client来说ClientInterface是固定下来的，变化的只是Server。这实际上就变成了一种策略模式(GofStrategy）interfaceClientInterface{publicvoidMessage();//Otherfunctions}classServer:ClientInterface{publicvoidMessage();}classClient{ClientInterfaceci;publicvoidGetMessage(){ci.Message();}publicvoidClient(ClientInterfaceparamCi){ci=paramCi;}}//那么在主函数(或主控端)则publicstaticvoidMain(){ClientInterfaceci=newServer();//在上面如果有新的Server类只要替换Server()就行了．Clientclient=newClient(ci);client.GetMessage();}3、例子三使用TemplateMethod实现OCP：publicabstractclassPolicy{privateint[]i={1,1234,1234,1234,132};publicboolSort(){SortImp();}protectedvirtualboolSortImp(){}}classBubbleimp:Policy{protectedoverrideboolSortImp(){//冒泡排序}}classBintreeimp:Policy{protectedoverrideboolSortImp(){//二分法排序}}//主函数中实现staticvoidMain(string[]args){//如果要使用冒泡排序，只要把下面的Bintreeimp改为BubbleimpPolicysort=newBintreeimp();sort.Sort();}三、OCP优点：1、降低程序各部分之间的耦合性，使程序模块互换成为可能；2、使软件各部分便于单元测试，通过编制与接口一致的模拟类（Mock），可以很容易地实现软件各部分的单元测试；3、利于实现软件的模块的呼唤，软件升级时可以只部署发生变化的部分，而不会影响其它部分；四、使用OCP注意点：1、实现OCP原则的关键是抽象；2、两种安全的实现开闭原则的设计模式是：Strategypattern（策略模式），TemplateMethord（模版方法模式）；3、依据开闭原则,我们尽量不要修改类,只扩展类,但在有些情况下会出现一些比较怪异的状况，这时可以采用几个类进行组合来完成；4、将可能发生变化的部分封装成一个对象,如:状态,消息,,算法,数据结构等等,封装变化是实现开闭原则的一个重要手段，如经常发生变化的状态值,如温度,气压,颜色,积分,排名等等,可以将这些作为独立的属性,如果参数之间有关系,有必要进行抽象。对于行为,如果是基本不变的,则可以直接作为对象的方法,否则考虑抽象或者封装这些行为；5、在许多方面，OCP是面向对象设计的核心所在。遵循这个原则可带来面向对象技术所声称的巨大好处（灵活性、可重用性以及可维护性）。然而，对于应用程序的每个部分都肆意地进行抽象并不是一个好主意。应该仅仅对程序中呈现出频繁变化的那部分作出抽象。拒绝不成熟的抽象和抽象本身一样重要；Liskov替换原则--LSP一、LSP简介（LSP--LiskovSubstitutionPrinciple）：定义：如果对于类型S的每一个对象o1，都有一个类型T的对象o2，使对于任意用类型T定义的程序P，将o2替换为o1，P的行为保持不变，则称S为T的一个子类型。子类型必须能够替换它的基类型。LSP又称里氏替换原则。对于这个原则，通俗一些的理解就是，父类的方法都要在子类中实现或者重写。二、举例说明：对于依赖倒置原则，说的是父类不能依赖子类，它们都要依赖抽象类。这种依赖是我们实现代码扩展和运行期内绑定（多态）的基础。因为一旦类的使用者依赖某个具体的类，那么对该依赖的扩展就无从谈起；而依赖某个抽象类，则只要实现了该抽象类的子类，都可以被类的使用者使用，从而实现了系统的扩展。但是，光有依赖倒置原则，并不一定就使我们的代码真正具有良好的扩展性和运行期内绑定。请看下面的代码：publicclassAnimal{privatestringname;publicAnimal(stringname){this.name=name;}publicvoidDescription(){Console.WriteLine(Thisisa(an)+name);}}//下面是它的子类猫类：publicclassCat:Animal{publicCat(stringname){}publicvoidMew(){Console.WriteLine(Thecatissayinglike'mew');}}//下面是它的子类狗类：publicclassDog:Animal{publicDog(stringname){}publicvoidBark(){Console.WriteLine(Thedogissayinglike'bark');}}//最后，我们来看客户端的调用：publicvoidDecriptionTheAnimal(Animalanimal){if(typeof(animal)isCat){Catcat=(Cat)animal;Cat.Decription();Cat.Mew();}elseif(typeof(animal)isDog){Dogdog=(Dog)animal;Dog.Decription();Dog.Bark();}}通过上面的代码，我们可以看到虽然客户端的依赖是对抽象的依赖，但依然这个设计的扩展性不好，运行期绑定没有实现。是什么原因呢？其实就是因为不满足里氏替换原则，子类如Cat有Mew()方法父类根本没有，Dog类有Bark()方法父类也没有，两个子类都不能替换父类。这样导致了系统的扩展性不好和没有实现运行期内绑定。现在看来，一个系统或子系统要拥有良好的扩展性和实现运行期内绑定，有两个必要条件：第一是依赖倒置原则；第二是里氏替换原则。这两个原则缺一不可。我们知道，在我们的大多数的模式中，我们都有一个共同的接口，然后子类和扩展类都去实现该接口。下面是一段原始代码：if(action.Equals(“add”)){//doaddaction}elseif(action.Equals(“view”)){//doviewaction}elseif(action.Equals(“delete”)){//dodeleteaction}elseif(action.Equals(“modify”)){//domodifyaction}我们首先想到的是把这些动作分离出来，就可能写出如下的代码：publicclassAddAction{publicvoidadd(){//doaddaction}}publicclassViewAction{publicvoidview(){//doviewaction}}publicclassdeleteAction{publicvoiddelete(){//dodeleteaction}}publicclassModifyAction{publicvoidmodify(){