设计模式的原则解读

软件设计的要求：

(1)可靠性：用软件系统规模越做越大越复杂，其可靠性越来越难保证。应用本身对系统运行的可靠性要求越来越高，软件系统的可靠性也直接关系到设计自身的声誉和生存发展竞争能力。软件可靠性意味着该软件在测试运行过程中避免可能发生故障的能力，且一旦发生故障后，具有解脱和排除故障的能力。软件可靠性和硬件可靠性本质区别在于：后者为物理机理的衰变和老化所致，而前者是由于设计和实现的错误所致。故软件的可靠性必须在设计阶段就确定，在生产和测试阶段再考虑就困难了。

(2)健壮性：健壮性又称鲁棒性，是指软件对于规范要求以外的输入能够判断出这个输入不符合规范要求，并能有合理的处理方式。软件健壮性是一个比较模糊的概念，但是却是非常重要的软件外部量度标准。软件设计的健壮与否直接反应了分析设计和编码人员的水平。

(3)可修改性：要求以科学的方法设计软件，使之有良好的结构和完备的文档，系统性能易于调整。

(4)容易理解：软件的可理解性是其可靠性和可修改性的前提。它并不仅仅是文档清晰可读的问题，更要求软件本身具有简单明了的结构。这在很大程度上取决于设计者的洞察力和创造性，以及对设计对象掌握得透彻程度，当然它还依赖于设计工具和方法的适当运用。

(5)程序简便

(6)可测试性：可测试性就是设计一个适当的数据集合，用来测试所建立的系统，并保证系统得到全面的检验。

(7)效率性：软件的效率性一般用程序的执行时间和所占用的内存容量来度量。在达到原理要求功能指标的前提下，程序运行所需时间愈短和占用存储容量愈小，则效率愈高。

（8）标准化原则：在结构上实现开放，基于业界开放式标准，符合国家和信息产业部的规范。

（9）先进性：满足客户需求，系统性能可靠，易于维护。

（10）可扩展性：软件设计完要留有升级接口和升级空间。对扩展开放，对修改关闭。

看过以上的软件设计要求，再看下面的原则，应该会更容易理解。

1、开闭原则：软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。因而应该在不修改现有代码的基础上，引入新功能。

开闭原则中“开”，是指对于组件功能的扩展是开放的，是允许对其进行功能扩展的；

开闭原则中“闭”，是指对于原有代码的修改是封闭的，即不应该修改原有的代码。

实现：

实现开闭原则的关键就在于“抽象”。把系统的所有可能的行为抽象成一个抽象底层，这个抽象底层规定出所有的具体实现必须提供的方法的特征。作为系统设计的抽象层，要预见所有可能的扩展，从而使得在任何扩展情况下，系统的抽象底层不需修改；同时，由于可以从抽象底层导出一个或多个新的具体实现，可以改变系统的行为，因此系统设计对扩展是开放的。

我们在软件开发的过程中，一直都是提倡需求导向的。这就要求我们在设计的时候，要非常清楚地了解用户需求，判断需求中包含的可能的变化，从而明确在什么情况下使用开闭原则。

关于系统可变的部分，还有一个更具体的对可变性封装原则（Principle of Encapsulation of Variation, EVP），它从软件工程实现的角度对开闭原则进行了进一步的解释。EVP要求在做系统设计的时候，对系统所有可能发生变化的部分进行评估和分类，每一个可变的因素都单独进行封装。

我们在实际开发过程的设计开始阶段，就要罗列出来系统所有可能的行为，并把这些行为加入到抽象底层，根本就是不可能的，这么去做也是不经济的。因此我们应该现实的接受修改拥抱变化，使我们的代码可以对扩展开发，对修改关闭。

2、里氏代换原则：任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。一个软件实体如果使用的是一个父类，那么一定适用于其子类，而且它察觉不出父类对象和子类对象的区别。也就是说，软件里面，把父类都替换成它的子类，程序的行为没有变化。

LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

3、依赖倒置原则：依赖于抽象，不要依赖于具体。简单的说就是要求对抽象进行编程，不要对实现进行编程，这样就降低了客户与实现模块间的耦合。

A.高层次的模块不应该依赖于低层次的模块，他们都应该依赖于抽象。

B.抽象不应该依赖于具体，具体应该依赖于抽象。

一个应用中的重要策略决定及业务模型正是在这些高层的模块中。也正是这些模型包含着应用的特性。但是，当这些模块依赖于低层模块时，低层模块的修改将会直接影响到它们，迫使它们也去改变。这种境况是荒谬的。应该是处于高层的模块去迫使那些低层的模块发生改变。应该是处于高层的模块优先于低层的模块。无论如何高层的模块也不应依赖于低层的模块。而且，我们想能够复用的是高层的模块。通过子程序库的形式，我们已经可以很好地复用低层的模块了。当高层的模块依赖于低层的模块时，这些高层模块就很难在不同的环境中复用。但是，当那些高层模块独立于低层模块时，它们就能很简单地被复用了。这正是位于框架设计的最核心之处的原则。

4、接口隔离原则：不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。接口属于客户，不属于它所在的类层次结构。不要强迫客户使用它们不用的方法，如果强迫用户使用它们不使用的方法，那么这些客户就会面临由于这些不使用的方法的改变所带来的改变。

使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。

一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小的接口上的。

5、 合成/聚合复用原则（CARP）：尽量使用合成/聚合，不要使用类继承。

合成（Composition，也有翻译成组合）和聚合（Aggregation），都是关联的特殊种类。聚合表示一种弱的“拥有”关系，体现的是A对象可以包含B对象，但B对象不是A对象的一部分；合成（组合）是一种强的“拥有”关系，体现了严格的部分与整体的关系，部分和整体的生命周期是一样的。

6、迪米特法则：一个对象应对其他对象有尽可能少的了解。高内聚，低耦合。