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深入解读 [面向对象五大设计原则]

作者:黄俊
  • 2022 年 9 月 30 日
    四川
  • 本文字数:2733 字

    阅读完需:约 9 分钟

最近在看许式伟的架构课, 面向对象五大设计原则(SOLID),扣理论找出处。


早期我跟着大家人云亦云, 回过头来,抠字眼找出处, 五大设计原则真的很有功力。


注意区分设计原则和设计模式。

设计原则更为抽象和泛化;

设计模式也是抽象或泛化的良好实践,但是它们提供了更具体和实用的底层建议。


单一职责原则

只能有一个让组件或类发生改变的原因;或者说每个组件或类专注于单一功能,解决特定问题


there should never be more than one reason for a class to change. A class should be focused on a single functionality, address a specific concern.

开闭原则

对扩展开放, 对修改封闭。


扩展类的几种方式:


  • 从类继承

  • 类中重写同名行为

  • 扩展类的某些行为


一般我们通过继承或者实现接口来实践开闭原则。


   class Person    {        public int age;        public string name;
public Person(string name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public virtual void SayHallo() { Console.WriteLine("我是{0},今年{1}", name, age); } } class Student : Person { public string major; public Student(string name, int age, string major) : base(name, age) { this.major = major; } public override void SayHallo() //子类中override重写,实现虚方法 { Console.WriteLine("我是{0},今年{1},正在学习{2}", name, age, major); } }
class Program { static void Main(string[] args) { Person trevor1 = new Person("Trevor", 18); trevor1.SayHallo(); Student trevor2 = new Student("Trevor", 18,"C#"); trevor2.SayHallo(); } }
output:我是Trevor,今年18我是Trevor,今年18,正在学习C#
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里氏替代原则

在父子类生态中,在父类出现的地方,可以用子类对象替换父类对象,同时不改变程序的功能和正确性


~。。~ 乍一看,这不是理所当然吗? 为啥单独拎出来鞭尸,鞭策。


比如上例我们使用


  Person trevor1 = new Student("trevor",18,"C#")  // 子类对象替换父类对象  trevor1.SayHello(); 
复制代码


利用多态正确表达了含义。




但是某些情况下滥用继承,却不一定保证程序的正确性,会对使用者造成误解。


比如下面经典的[矩形-正方形求面积]反例:


public class Rectangle{    // 分别设置宽高    public virtual double Width {get;set;}    public virtual double Height {get;set;}
public virtual void Area() { Console.WriteLine("面积是:" + Width * Height); }}
public class Square : Rectangle{ public override double Width { // get; set // 因为是正方形,想当然重设了宽=高 { base.Width= value; base.Height= value; } }
public override double Height { // get; set // 因为是正方形,想当然重设了宽=高 { base.Width = value; base.Height = value; } }
public override void Area() { Console.WriteLine("面积是:" + Width * Width); } }
public class Program{ public static void Main() { Rectangle s = new Rectangle(); s.Width = 2; s.Height = 3;
s.Area(); }}
output:面积是:6
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但是如果你[使用子类对象去替换父类对象]:


  Rectangle s2 = new Square();  s2.Width = 2;            s2.Height = 3;           s2.Area();
output:面积是: 9
复制代码


Get 到了吗?


并不是我们想当然认为子类对象就能无损替换父类对象的, 根本原因是我们正方形虽然是(is a)矩形,但是我们的重写行为破坏了父类的表达,这是一种继承的误用


里氏替代原则就是约束你在继承的时候注意到这个现象,并提醒你规避这个问题。


这个时候,不应该重写父类的 SetWight 方法, 而应该扩展新的方法 SetLength。

接口隔离

接口隔离,将胖接口修改为多个小接口,调用接口的代码应该比实现接口的代码更依赖于接口


why:如果一个类实现了胖接口的所有方法(部分方法在某次调用时并不需要),那么在该次调用时我们就会发现此时出现了(部分并不需要的方法),而并没有机制告诉我们我们现在不应该使用这部分方法。


how:


避免胖接口,不要实现违反单一职责原则的接口。可以根据实际多职责划分为多接口,类实现多接口后, 在调用时以特定接口指代对象,这样这个对象只能体现特定接口的方法,以此体现接口隔离。


   public interface IA    {        void getA();    }
interface IB { void getB(); }
public class Test : IA, IB { public string Field { get; set; } public void getA() { throw new NotImplementedException(); }
public void getB() { throw new NotImplementedException(); } } class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Hello World!");
IA a = new Test(); a.getA(); // 在这个调用处只能看到接口IA的方法, 接口隔离 } }
复制代码

依赖倒置原则

实现依赖于抽象, 抽象不依赖于细节


Q:这个原则我其实一开始没能理解什么叫“倒置”?


A: 但有了一点开发经验后开始有点心得了。


痛点:面向过程的开发,上层调用下层,上层依赖于下层。当下层变动时上层也要跟着变动,导致模块复用度降低,维护成本增高。



提炼痛点: 含有高层策略的模块,如 AutoSystem 模块,依赖于它所控制的低层的负责具体细节的模块。


思路:找到一种方法使 AutoSystem 模块独立于它所控制的具体细节,那么我们就可以自由地复用 AutoSystem 了; 同时让底层汽车厂也依赖抽象,受抽象驱动,这就形成一种“倒置”。



所以依赖倒置原则有两个关键体现:① 高层次模块不应该依赖于底层实现,而都应该依赖于抽象;


这在上图: AutoSystem 和 Car 都依赖于抽象接口 ICar


② 抽象不应该依赖于具体实现,具体实现应该依赖于抽象。


第 2 点与第 1 点不是重复的,这一点意味着细节实现是受抽象驱动,这也是“倒置”的由来。


五大设计原则 SOLID,是指导思想,不贯彻这 5 大设计原则也能让程序跑起来,但是可能就会出现可阅读性、维护性、正确性问题。

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