面向对象编程的六大原则

概述

在工作初期,我们可能会经常会有这样的感觉,自己的代码接口设计混乱、代码耦合较为严重、一个类的代码过多等等,自己回头看的时候都觉得汗颜。再看那些知名的开源库,它们大多有着整洁的代码、清晰简单的接口、职责单一的类,这个时候我们通常会捶胸顿足而感叹:什么时候老夫才能写出这样的代码!

在做开发的这些年中,我渐渐的感觉到,其实国内的一些初、中级工程师写的东西不规范或者说不够清晰的原因是缺乏一些指导原则。他们手中挥舞着面向对象的大旗,写出来的东西却充斥着面向过程的气味。也许是他们不知道有这些原则,也许是他们知道但是不能很好运用到实际代码中,亦或是他们没有在实战项目中体会到这些原则能够带来的优点,以至于他们对这些原则并没有足够的重视。

熟悉这些原则之后,不会让你立即写出优秀的代码,但会为你的优秀代码之后铺上了一条道路,在这些原则的指导下你才能避免陷入一些常见的代码泥沼,从而让你专心写出优秀的东西。


(1)单一职责原则
(2)里氏替换原则
(3)依赖倒置原则
(4)开闭原则
(5)接口隔离原则
(6)迪米特原则

单一职责原则


简述:一个类只负责一个职责。

优点

  • 类的复杂性降低,实现什么职责都有清晰明确的定义;
  • 可读性提高,复杂性降低,那当然可读性提高了;
  • 可维护性提高,可读性提高,那当然更容易维护了;
  • 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,对其他的接口无影响,这对系统的扩展性、维护性都有非常大的帮助。

里氏替换原则


简述

面向对象的语言的三大特点是继承、封装、多态,里氏替换原则就是依赖于继承、多态这两大特性。里氏替换原则简单来说就是所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。通俗点讲,只要父类能出现的地方子类就可以出现,而且替换为子类也不会产生任何错误或异常,使用者可能根本就不需要知道是父类还是子类。但是,反过来就不行了,有子类出现的地方,父类未必就能适应。

优点

  • 代码共享,减少创建类的工作量,每个子类都拥有父类的方法和属性;
  • 提高代码的重用性;
  • 提高代码的可扩展性,实现父类的方法就可以“为所欲为”了,很多开源框架的扩展接口都是通过继承父类来完成的;
  • 提高产品或项目的开放性。

依赖倒置原则


简述
依赖倒置原则这个名字看着有点不好理解,“依赖”还要“倒置”,这到底是什么意思?
依赖倒置原则的几个关键点如下:

  • 高层模块不应该依赖低层模块,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。

在Java语言中,抽象就是指接口或抽象类,两者都是不能直接被实例化的;细节就是实现类,实现接口或继承抽象类而产生的类就是细节,其特点就是可以直接被实例化,也就是可以加上一个关键字 new 产生一个对象。依赖倒置原则在 Java 语言中的表现就是:模块间的依赖通过抽象发生,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或抽象类产生的。软件先驱们总是喜欢将一些理论定义得很抽象,弄得神不楞登的,其实就是一句话:面向接口编程,或者说是面向抽象编程,这里的抽象指的是接口或者抽象类。面向接口编程是面向对象精髓之一。

优点

  • 可扩展性好;
  • 耦合度低;

开闭原则


简述
开闭原则是 Java 世界里最基础的设计原则,它指导我们如何建立一个稳定的、灵活的系统。开闭原则的定义是 : 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。在软件的生命周期内,因为变化、升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改时,可能会给旧代码中引入错误。因此当软件需要变化时,我们应该尽量通过扩展的方式来实现变化,而不是通过修改已有的代码来实现。

在软件开发过程中,永远不变的就是变化。开闭原则是使我们的软件系统拥抱变化的核心原则之一。对扩展可放,对修改关闭给出了高层次的概括,即在需要对软件进行升级、变化时应该通过扩展的形式来实现,而非修改原有代码。当然这只是一种比较理想的状态,是通过扩展还是通过修改旧代码需要根据代码自身来定。

优点

  • 增加稳定性;
  • 可扩展性高。

接口隔离原则


简述

客户端不应该依赖它不需要的接口;一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。根据接口隔离原则,当一个接口太大时,我们需要将它分割成一些更细小的接口,使用该接口的客户端仅需知道与之相关的方法即可。

优点

  • 降低耦合性;
  • 提升代码的可读性;
  • 隐藏实现细节。

迪米特原则


简述

迪米特法则也称为最少知识原则(Least Knowledge Principle),虽然名字不同,但描述的是同一个原则:一个对象应该对其他对象有最少的了解。通俗地讲,一个类应该对自己需要耦合或调用的类知道得最少,这有点类似接口隔离原则中的最小接口的概念。类的内部如何实现、如何复杂都与调用者或者依赖者没关系,调用者或者依赖者只需要知道他需要的方法即可,其他的我一概不关心。类与类之间的关系越密切,耦合度越大,当一个类发生改变时,对另一个类的影响也越大。

迪米特法则还有一个英文解释是: Only talk to your immedate friends( 只与直接的朋友通信。)什么叫做直接的朋友呢?每个对象都必然会与其他对象有耦合关系,两个对象之间的耦合就成为朋友关系,这种关系的类型有很多,例如组合、聚合、依赖等。

总结一句话:尽量少的知道对象的信息,只与直接的朋友交互。

优点

  • 降低复杂度;
  • 降低耦合度;
  • 增加稳定性。

总结:
面向对象六大原则在开发过程中极为重要,如果能够很好地将这些原则运用到项目中,再在一些合适的场景运用一些前人验证过的模式,那么开发出来的软件在一定程度上能够得到质量保证。其实稍微一想,这几大原则最终就化为这么几个关键词: 抽象、单一职责、最小化。那么在实际开发过程中如何权衡、实践这些原则,笔者也在不断地学习、摸索。我想学习任何的事物莫过于实践、经验与领悟,在这个过程中希望能够与大家分享知识、共同进步。

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