面向对象设计7大原则

概述

熟练掌握和应用面向对象设计（Object Oriented Design，OOD）7大原则，是初/中级Java工程师向高级/资深工程师进阶的一个必备技能，它可以大大提升程序的可复用性和可维护性，也是重构代码的一大利器。7大设计原则包括开闭原则、里氏替换原则、依赖倒转原则、单一职责原则、接口隔离原则、组合/聚合复用原则、迪米特法则。

1.开闭原则

面向对象可复用设计原则中最基础的原则便是开闭原则（Open-Closed Principle，OCP）。开闭原则指的是在设计一个对象（类、模块、函数）时，应遵循或做到对扩展开放、对修改关闭，其核心思想是面向接口/抽象进行编程。比如第四方支付平台，集成微信支付服务时，遵循开闭原则的话，正常的做法就是先抽象设计一个支付接口，然后微信支付类实现该支付接口。以后平台集成更多如支付宝、华为、苹果等支付服务时，只需要扩展一个对应支付方式的支付类即可，这样既扩展了新的支付服务，同时避免了修改现有的支付接口以及微信支付类，最大限度保证了新代码不会影响现有的业务代码。这就是对扩展（新对象）开放，对修改（现有对象）关闭。

2.里氏替换原则

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）要求设计一个对象时，代码中任何父类对象可以出现的地方，子类都可以出现，即可以使用子类来代替父类。实现开闭原则的核心思想是面向接口/抽象进行编程，其关键步骤是抽象化，而父类和子类的继承关系就是抽象化的具体体现，所以里氏替换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范，它是对开闭原则的补充。比如教学平台中新增加了学生用户Student，和教师用户Teacher一样进入个人中心，都需要登录，在设计或重构用户登录服务类时，抽象的用户User类作为教师Teacher和学生Student的父类，此时需要遵循出现用户User的地方，都可以使用新扩展的学生Student代替，当然也必须也可以使用教师Teacher代替，这样设计出来的User类，对用户登录服务类来说，后续扩展更多的用户User的子类比如家长、辅导员时，可以保证符合开闭原则。

3.依赖倒转原则

依赖倒转原则（Dependency Inversion Principle，DIP）指程序中要依赖抽象（接口/抽象类）而不是具体的实现（实现类）进行编程，即面向接口/抽象进行编程，这样可以最大程度降低模块之间的耦合。比如订单服务中，会调用（依赖）支付服务以完成订单的支付。此时的订单服务实现类代码中，声明或持有的应该是一个支付服务PayService接口，而不是具体实现类比如Alipay或WeChatPay，所有需要用到支付服务的地方，调用的都是PayService接口变量，即代码中都是接口，等到在运行时才实例化或注入具体的实现类，编写代码时不需要关心具体实现类，也就是面向接口/抽象编程。这样，在应用程序扩展或集成新的支付服务时，原来的订单服务代码可以不需要进行修改任何代码，这样也就符合了开闭原则。

4.单一职责原则

单一职责原则（Single Function Principle，SFP）又称单一功能原则，它规范设计一个类应只实现单一或独立的职责即业务功能。职责分明的设计，可以提高程序的可维护性。如果多个独立的业务功能设计在同一类中，当一个或多个业务功能扩展或变动需要修改代码时，可能会带来冲突问题，降低可维护性。比如订单服务中，又包含了用户服务，重构用户服务的代码时，相当于重构订单服务的代码，这是不合理的，容易造成混淆。

5.接口隔离原则

接口隔离原则（Inteface Segregation Principle，ISP）指设计时不同的功能应定义在不同的接口上，避免实现类依赖不需要的接口，换个角度理解就是一个类应该依赖尽量少的接口或实现类，减少程序的冗余性和复杂性。

6.组合/聚合复用原则

组合/聚合复用原则（Composition/Aggregation Principle，CARP）也叫做合成复用原则（Composition Reuse Principle，CRP），它指在一个新的对象中引入/注入现有的对象以达到功能复用和扩展的目的。简单讲就是尽量使用组合/聚合而不要使用继承。