面向对象六大设计原则

设计原则和设计模式的关系

面向对象的分析设计，需要遵循六大设计原则，这些设计原则大都会从思想上指导面向对象分析设计的正确方向，掌握这些原则能帮助我们更好的理解面向对象的概念，也能更好的理解设计模式。因为在实际开发中，也需要综合考虑业务需求、功能、实现难度、系统性能、时间与空间等很多方面的问题，所以很少做到完全遵守，总是在有意无意的违反一些或者是部分设计原则，这时便需要综合权衡其利弊。
设计模式是针对某个场景下某些问题的某个具体的解决方案。也就是说设计模式就是这些设计原则的一些具体的体现，因此设计模式也是应该遵守这些原则的。所以，学习设计模式，首先要学习的就是设计原则。

六大设计原则

• 单一职责原则——SRP
• 开闭原则——OCP
• 里式替换原则——LSP
• 依赖倒置原则——DIP
• 接口隔离原则——ISP
• 迪米特原则——LOD

六大设计原则关系图

1.

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

单一职责原则，简称SRP，定义是应该有且仅有一个类引起类的变更，即：一个类只负责一个职责。

优点：

• 类的复杂性降低，实现什么职责都有明确的定义；
• 逻辑变得简单，类的可读性提高了，而且，因为逻辑简单，代码的可维护性也提高了；
• 变更的风险降低，因为只会在单一的类中的修改。

2.里氏替换原则 （Liskov Substitution Principle）

单一职责原则，简称LSP。定义如下：

复杂定义：如果对每一个类型为T1的对象o1，都有类型为T2的对象o2，使得以T1定义的所有程序P在所有对象o1都替换成o2的时候，程序P的行为都没有发生变化，那么类型T2是类型T1的子类型。

简单定义：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

通俗地讲，就是：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。

面向对象的三大特征是封装、继承和多态。其中的继承，当子类继承父类时，虽然可以复用父类的代码，但是父类的属性和方法对子类都是透明的，子类可以随意修改父类的成员。若需求变更，子类对父类的方法进行了一些复写的时候，其他的子类可能就需要随之改变，这在一定程度上就违反了封装的原则，解决的方案就是引入里氏替换原则。

里氏替换原则为良好的继承定义了一个规范，它包含了4层含义：

• 子类可以实现父类的抽象方法，但是不能覆盖父类的非抽象方法。
• 子类可以有自己的个性，可以有自己的属性和方法。
• 子类覆盖或重载父类的方法时输入参数可以被放大。
• 子类覆盖或重载父类的方法时输出结果可以被缩小，也就是说返回值要小于或等于父类的方法返回值。

3.依赖倒置原则 （Dependence Inversion Principle）

依赖倒置原则，简称DIP，定义是：

高层模块不应该依赖底层模块，两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。

不可分割的原子逻辑就是底层模块，原子逻辑的再组装就是高层模块。
在Java中，抽象是指接口或抽象类，两者都不能被实例化；而细节是实现接口或继承抽象类产生的类，也就是可以被实例化的实现类。依赖倒置原则是指模块间的依赖是通过抽象来发生的，实现类之间不发生直接的依赖关系，其依赖关系是通过接口是来实现的，这就是俗称的面向接口编程。所以说依赖倒置原则的核心就是要我们面向接口编程，理解了面向接口编程，也就理解了依赖倒置。

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

接口隔离原则，简称ISP，定义是：

客户端不应该依赖它不需要的接口

也就是说客户端需要什么接口就提供什么接口，把不需要的接口剔除掉，这就需要对接口进行细化，保证接口的纯洁性。换成另一种说法就是，类间的依赖关系应该建立在最小的接口上，也就是建立单一的接口。

建立单一接口，这里需要和单一职责区分。单一职责原则要求的是类和接口职责单一，注重的是职责，一个职责的接口是可以有多个方法的，而接口隔离原则要求的是接口的方法尽量少，模块尽量单一，如果需要提供给客户端很多的模块，那么就要相应的定义多个接口，不要把所有的模块功能都定义在一个接口中，那样会显得很臃肿。

5.迪米特原则 (Law of Demeter)

迪米特原则，简称LoD，也被称为最少知识原则，它描述的规则是：

一个对象应该对其他对象有最少的了解

也就是说，一个类应该对自己需要耦合或调用的类知道的最少，类与类之间的关系越密切，耦合度越大，那么类的变化对其耦合的类的影响也会越大，这也是我们面向设计的核心原则：低耦合，高内聚。

迪米特法则还有一个解释：只与直接的朋友通信。

什么是直接的朋友呢？每个对象都必然与其他对象有耦合关系，两个对象的耦合就成为朋友关系，这种关系的类型很多，例如组合、聚合、依赖等。其中，我们称出现成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接的朋友，而出现在局部变量中的类则不是直接的朋友。也就是说，陌生的类最好不要作为局部变量的形式出现在类的内部。

6.开闭原则  (Open Closed Principle)

开闭原则，简称OCP，是Java世界里最基础的设计原则。定义是：     

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。

简而言之，在编程过程中，需求会不断变化，我们的软件实体应该通过扩展来方式来实现变化，而不是通过修改已有的代码实现变化。所以，我们的程序需要有易于扩展、易于维护、易于升级等特性。
遵循开闭原则的最好手段是抽象，用抽象构建框架，用实现扩展细节。因为抽象灵活性好，适应性广，只要抽象的合理，可以基本保持软件架构的稳定。而软件中易变的细节，我们用从抽象派生的实现类来进行扩展，当软件需要发生变化时，我们只需要根据需求重新派生一个实现类来扩展就可以了。当然前提是我们的抽象要合理，要对需求的变更有前瞻性和预见性才行。但从开闭原则的角度说，更好的方式是面向接口编程，这样可以更好的扩展性，同时也可降低耦合，可提高系统的稳定性。