设计原则

1         设计原则

软件设计的根本原则：高内聚，低耦合。

1.1       “开闭”原则（OCP）

一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。（Software entities should be open from extension, but closed for modification.）

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是抽象化（抽象出对外的行为）。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体体现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

1.2       里氏代换原则（LSP）

由Barbara Liskov提出。它的严格表达式如下：

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T1定义的所有程序P在所有的对象o1都代换成o2时，程序p的行为没有变化，那么类型T2是类型T1的子类型。

反过来代换则不成立。

这个原则是继承复用的基石。只有当子类可以替换掉基类，软件单位的功能不会受到影响时，基类才能被真正复用。

1.3       依赖倒转原则（DIP）

1.3.1       依赖/耦合的种类

两个类之间可以发生三种不同的耦合关系：

² 零耦合（Nil Coupling）：两个类之间没有关系。

² 具体耦合（Concrete Coupling）：两个具体类（可实例化）之间，一个类对另一个类直接引用。

² 抽象耦合（Abstract Coupling）：在一个具体类和一个抽象类之间。

1.3.2       DIP

抽象不应当依赖于细节，细节依赖于抽象。（Abstractions should not depend upon details. Details should depend upon abstracts）

另一种说法是：面向接口编程，不要针对实现编程。（Program to an interface，not an implementation）

1.4       接口隔离原则（ISP）

使用多个专门的接口比使用单一的总接口要好。

换言之，从一个客户类的角度来讲：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。

1.4.1       接口定义

第一种指的是Java语言中的有严格定义的Interface结构。此时，接口隔离原则讲的就是为同一个角色提供宽、窄不同的接口，以对付不同的客户端。（定制服务原则）

另一种是一个类型所具有的方法特征的集合，这仅仅是一种逻辑上的抽象。这样的话，接口的划分就直接带来类型的划分。一个接口相当于剧本中的一种角色，一个接口应简单地代表一个角色。（角色隔离原则）

1.4.2       与迪米特法则的关系

迪米特法则要求任何一个软件实体，除非绝对需要，不然不要与外界通信。即使必须进行通信，也应当尽量限制通信的广度和深度。

显然，定制服务原则拒绝向客户端提供不需要的行为，是符合迪米特法则的。

1.5       合成/聚合复用原则（CARP）

就是在一个新的对象内使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分；新的对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。

简短描述就是：尽量使用合成/聚合，尽量不要使用继承。

1.5.1       与里氏原则的对立统一

一般来说对违反里氏原则的设计进行重构时，可以采用两个办法：一是加入一个抽象超类；二是将继承关系改写成合成/聚合关系。

统一的根本是要区分“Has-A”和“Is-A”。只有严格遵循里氏原则的才是“Is-A”。

1.6       迪米特法则（LoD）

又叫最少知识原则（Least Knowledge Principle-LKP），就是说，一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解。1987年秋天由Ian Holland在美国东北大学（Notheastern University）为一个叫做迪米特（Demeter）的项目设计提出的。

1.6.1       狭义的迪米特法则

如果两个类不必直接通信，那么这两个类就不应当发生直接的相互作用。如果其中一个类需要调用另一个类的某个方法的话，可以通过第三者转发这个调用。即不要和陌生人说话。

只要当前对象引用到的（所能直接看到的对象）都不是陌生人。

缺点：会在系统内造出大量的小方法，散落在系统的各个角落。这些方法仅仅是传递间接引用，而与系统的业务逻辑无关。容易造成不同模块间的通信效率降低，也会使系统的不同模块之间不容易协调。

为了克服狭义的迪米特法则的缺点，可以使用依赖倒转原则，引入一个抽象的类型来引用“抽象陌生人”对象，使“某人”依赖于“抽象陌生人”。换言之，就是将“抽象陌生人”变成朋友。

如Façade模式和Mediator模式。

1.6.2       广义的迪米特法则

广义的迪米特法则主要用意是控制信息的过载。讲的其实就是信息隐藏和信息访问控制，即封装。