OOD设计原则之OCP、LSP

一直谈软件设计，却不能准确的描述。结合最近看《黑客与画家》，这才对设计的六大原则有了一点浅显的体会。首先说一下一个项目的路径：开发、重构、测试、投产、运维。其中重构的好处就是希望对原有设计和代码进行修改（注意：重构的应该分两个方向：设计上的修改和代码上的修改），而运维则是希望尽量减少对原有代码的修改，保持历史代码的纯净，提高系统稳定性。

原则一：开闭原则（OCP）

 软件应该保持对扩展开放，对修改关闭。开发的时候要允许在已有软件模块的基础上进行拓展功能，并尽可能不去修改已有的功能模块。换句话说就是一个软件实体应该通过扩展来实现变化，而不是通过修改已有代码来实现变化。

那么如何使用这个原则呢？个人认为核心是找到或者预见未来可能发生变化代码块。在具体使用的时候可以考虑：

1、通过使用接口或者抽象类约束扩展，并对扩展的边界进行限定，保证出现在接口或抽象类中方法都是有用的方法。

2、参数类型尽可能是接口或者抽象类，而不是某一个实现类。

3、合理的设计抽象类和接口，也就是尽可能的保持抽象层的稳定，一经确定不允许修改。

4、尽可能的通过元数据来控制模块的行为。简单点说通过配置参数，来控制模块的模块的功能。参数既可以写在普通文件中，也可以保存在数据库中。提到这一点就不得不说Spring容器，Spring就是一个典型的通过元数据来控制模块行为。仅仅通过元数据控制模块是不够的，用到极致的是IOC，也就是控制反转。

5、统一项目约束，团队中的所有人员必须遵守项目约束，比如说命名规则等。（团队合作中非常重要）

6、封装变化，将相同的变化封装到同一个接口或者抽象类中，不同的变化封装到不同 的接口或者抽象类中。也就是多种变化不能共存。

值得注意的是，OCP并不意味着完全不修改已有代码。通常而言，底层模块的变化，必须服务于高层模块，也就是耦合。在具体使用中需要根据情况考虑。

原则二：里氏替换原则（LSP）

开发时，基类型（basetype）能够被子类型（subtype）替代，充分考虑多态性。换句话说，一个软件实体如果使用的是一个基类，那么一定适用于其子类，而且无法差别到底是基类对象还是子类对象。比如说有两个类，一个是Base类，另一个Sub类继承了Base子类。那么如果一个方法可以接收一个基类对象b：method（Base b），那么他必然可以接收一个子类对象s，也就是method（s）。这样一看，LSP其不是很简单么？当然不是！LSP本质上应该是说在 继承结构构建的过程中，要合理，而不是滥用！！也就是说不是所有的继承都是合理的。这里我们也来说说经典的问题：”正方形不是矩形“。在现实世界中，正方形是矩形。在OO中，正方形和矩形的也应该是IS-A的关系，这关系正好是OO中的继承关系的依据嘛。因此，在设计类的时候，正方形Square类应该继承矩形Rectangle类。

package com.ldd.lsp;public class Rectangle {private int width;private int height;public int getWidth() {return width;}public void setWidth(int width) {this.width = width;}public int getHeight() {return height;}public void setHeight(int height) {this.height = height;}}

package com.ldd.lsp;public class Square extends Rectangle {private int width;private int height;public void setWidth(int width) {this.width=width;}public void setHeight(int height) {this.height=height;}}

package com.ldd.lsp;public class Client {public Rectangle addHeight(Rectangle b){while(b.getHeight()<b.getWidth()){int height = b.getHeight();b.setHeight(height++);}return b;}}

package com.ldd.lsp;public class Test {public static void main(String[] args) {Client client=new Client();Rectangle rectangle=new Rectangle();rectangle.setHeight(5);rectangle.setWidth(9);//LSP原则Rectangle square=new Square();square.setHeight(5);square.setWidth(5);client.addHeight(rectangle);//正方形到底是不是矩形呢？client.addHeight(square);}}

如果给addHeight传一个Rectangle（长宽不一样）对象的话，没问题；但是如果传一个Square对象的话，我们且不管结果如何，明眼人一眼看出，这addHeight方法不适用Square对象，说白了违反了LSP原则：对于Square必须同时修改width和Height，而Rectangle可以单独修改width和Height。这个问题反映了现实世界概念和OO概念的区别，虽然OO吉利于描述现实世界，但并不是完全等于。

那么如何做到LSP呢？

1、从抽象类继承，而不是实体类继承。也就是抽象类做父类，之所以这么考虑是因为实体类中确定了和特定实体相关的方法，而这些方法在子类中也许无用。

2、使用契约式编程方法（DBC）。简单点理解DBC就是，父类中定义子类需要实现的功能，相当于用父类来约束子类的功能。

3、从客户角度出发，派生类的行为必须和客户程序对其基类所期望行为的保持一样。

现在我们来重新考虑一起正方形和长方形问题：无论正方形还是矩形，都是图形。因此创建抽象类Shape，里边定义了对图形的基本操作，而Rectangle类和Square类继承Shape类。

通过以上，再来看一下LSP就很明了：如何合理的使用继承才是关键。