设计模式之单一职责原则

单一职责原则（SRP：Single responsibility principle）又称单一功能原则，面向对象五个基本原则（SOLID）之一。它规定一个类应该只有一个发生变化的原因。该原则由罗伯特·C·马丁（Robert C. Martin）于《敏捷软件开发：原则、模式和实践》一书中给出的。马丁表示此原则是基于汤姆·狄马克(Tom DeMarco)和Meilir Page-Jones的著作中的内聚性原则发展出的。

所谓职责是指类变化的原因。如果一个类有多于一个的动机被改变，那么这个类就具有多于一个的职责。而单一职责原则就是指一个类或者模块应该有且只有一个改变的原因。

建议：接口一定做到单一职责，类的设计尽量做到只有一个原因引起变化。

陈述：
就一个类而言，应该只有一个导致其变化的原因
分析：
一个职责就是一个变化的轴线。
一个类如果承担的职责过多，就等于将这些职责耦合在一起。一个职责的变化可能会虚弱或者抑止这个类完成其它职责的能力。
多职责将导致脆弱性的臭味。
示例1：

Rectangle类具有两个职责：
计算矩形面积的数学模型
将矩形在一个图形设备上描述出来

Rectangle类违反了SRP，具有两个职能——计算面积和绘制矩形
这种对SRP的违反将导致两个方面的问题：
包含不必要的代码
一个应用可能希望使用Retangle类计算矩形的面积，但是却被迫将绘制矩形相关的代码也包含进来
一些逻辑上毫无关联的原因可能导致应用失败
如果GraphicalApplication的需求发生了变化，从而对Rectangle类进行了修改。但是这样的变化居然会要求我们重新构建、测试以及部署ComputationalGeometryApplication，否则其将莫名其妙的失败。

修改后的设计如下：

示例2：
一个Modem的接口：

[cpp] view plaincopyprint?
Class Modem{
public:
virtual void dail(char* pno)=0;
virtual void hangup( ) =0;
virtual void send(char c) =0;
virtual void recv( ) =0;
};

Modem类（可能）有两个职责：
拨号
通信
–什么是职责？
职责是“变化的原因”。

–上面的例子可能存在两种变化的方式：
连接和通信可能独立变化
在这种情况下，应该将职责分开。例如，应用的变化导致了连接部分方法的签名（signature）发生了变化，那么使用数据连接的部分也需要重新编译、部署，这会相当麻烦，使得设计僵化。
连接和通信同时变化
这种情况下，不必将职责分开。反而分离可能导致“不必要的复杂性”的臭味

修改后的设计如下：

有一点需要注意：在ModemImplementation中实际还是集合了两个职责。这是我们不希望的，但是有时候却是必须的。
但是我们注意到，对于应用的其它部分，通过接口的分离我们已经实现了职责的分离。
ModemImplementation已经不被其它任何程序所依赖。除了main以外，其他所有程序都不需要知道这个函数的存在。

质疑:
Q:ModemImplementation有两个原因引起变化?应采用如下类图。
A:我们面向接口编程,对外公布的是接口而非实现类。如果真要实现类的单一职责，就必须使用组合模式，会引起类间耦合过重、类的数量增加等问题，人为增加设计的复杂性。

单一职责原则的好处：
类的复杂性降低，实现什么职责都有清晰明确的定义；
可读性提高，复杂性降低，可维性提高；
变更引起的风险降低，变更是必不可少的，如果接口的单一职责做得好，一个接口修改只对相应的实现类有影
响，对其他接口无影响，对系统的扩展性、维护性有较大的帮助。

常见错误提醒：
持久化与业务规则的耦合。

Employee类包含了业务规则和对持久化的控制。
业务规则经常变化，而持久化方法却一般不变，而且变化原因也完全不同。将这两个职责耦合在一起，将导致每次因为业务规则变化调整Employee类时，所有持久化部分的代码也要跟着变化

小结：
如果一个类承担的职责过多，就等于把这些职责耦合在一起，一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计，当变化发生时，设计会遭受到意想不到的破坏。
我们会自然地把职责结合在一起。如果能想到多于一个动机去改变一个类，那么这个类就具有多于一个的职责，就应该考虑类的职责分离。
软件设计真正要做的许多内容，就是发现职责并把那些职责相互分离。
SRP是所有原则中最简单、也是最难运用的。其余原则会以这样或那样的方式回到这个问题上。
单一职责原则提出了一个编写程序的标准，用“职责”或“变化原因”来衡量接口类或类设计得是否好，但“职责”和“变化原因”都是
不可度量的，因项目而异，依环境而异。
单一职责原则很难在项目中得到体现。考虑工期、成本、人员技术水平、硬件情况甚至项目之外的因素。
建议：接口一定做到单一职责，类的设计尽量做到只有一个原因引起变化。