《设计模式之禅》之六大设计原则上篇

本文主要讲单一职责原则和里氏替换原则。

一、单一职责原则

1.定义

应该有且有一个原因引起类的变更。

2.单一职责原则的好处

好处如下:

• 类的复杂性降低，实现什么职责都有明确清晰的定义;
• 可读性提高，复杂性降低,那当然可读性提高;
• 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，变更是不必可少的，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;

注意:
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”来衡量接口或类设计得是否优良，但是”职责”和”变化原因”都是不可度量得，因项目而异，因黄金而异。

3.小结

对于单一职责原则，以我实际开发为例，在公司开发项目，基本上沿用得开发模式就是MVC,模型-视图-控制器，每个职责不一样。然后再往大的范围来说，分层，比如数据访问层、业务逻辑层、视图表现层(其中该层就是MVC的应用)。
数据访问层，通常编写的就是一些基础的CRUD，而业务逻辑层就是数据访问层里的CRUD一同用于处理某项业务。

还有就是单一职责的一个体现就是一个函数办一件事情，比方说业务逻辑层中修改密码(设计db操作修改用户信息)，最好是修改密码是一个方法，修改用户基本信息(例如昵称、性别、职位、籍贯等)是另外一个方法。不同的方法(不同的函数)办的事情不一样，我觉得这样也是单一职责的一个最好实践。记得刚工作第一年的时候，写代码基本上数据访问层就和业务逻辑层是一样的，这样的写法导致的后果是，如果是少量的五到六个类还好，但如果数十个的话或成百上千个这样写的话，后果将会非常严重，直接会导致维护成本的上升，可扩展性差、可维护性差等。

最后归纳一点，单一职责如果是以自己平时写写Demo玩玩而言实现起来并不困难。但是对于公司而言就不一样了，拿我曾经接手的一个项目来说，该项目采用jfinal框架，然后前任架构师对其又再度修改封装了很多东西，可以称之为扩展。当我接手这个项目的时候，初看项目结构，捋了下，大致能根据包名看出功能分层，但当我深入阅读的时候，发现太多的拼接sql，而且业务逻辑层和数据访问层并未分层明确，就像我们一般开发喜欢分为视图、业务、数据这样的分层，而这个项目基本上就是视图(一种是返回jsp，另外一种作为路由返回JSON数据)，业务实现(基本上就是写业务逻辑的)，还有较多的dto、request、response等包名下的众多类。

通常我所认为的最佳实践就是:
1.分层(表现层-业务逻辑层-数据访问层，每层做的事情不一样);
2.一个函数只办一件事情(也许你会发现你可能会编写比较多的函数，例如用户修改密码，一般可以修改用户信息就能实现，但是一般建议分为两个，因为这样一来当数据表结构发生变化，例如新增或修改字段，会降低很多影响，所以不要为了偷懒就用一个函数办两件或多件事情);

对于单一职责原则，接口一定要做到单一职责，类的设计尽量做到只有一个原因引起变化。

二、里氏替换原则

继承的优点:

• 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;
• 子类可以形似父类，但又异于父类，例如”龙生龙，风生风，老鼠生来会打洞”，说的就是子拥有父的”种”;
• “子”是指明子与父的不同;
• 提高代码的可扩展性，实现父类的方法就可以”为所欲为”了，君不见很多开源框架的扩张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;

继承的缺点:

• 继承是侵入性的。只要继承，就必须拥有父类的所有属性和方法;
• 降低代码的灵活性。子类必须要拥有父类的属性和方法，让子类自由的世界中多了些约束;
• 增强耦合性。当父类的常量、变量和方法被修改时，需要考虑子类的修改，而且在缺乏规范的环境下，这种修改可能带来非常糟糕结果-一大段的代码需要重构;

1.里氏替换原则定义

那么什么是里氏替换原则呢？
所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

通俗的来说: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，父类未必适应。

2.规范

里氏替换原则为良好的继承定义了一个规范，一句简单的定义包含4层含义。

(1)子类必须完全实现父类的方法

注意:
a.在类中调用其他类时务必要使用父类或接口，如果不能使用父类或接口，则说明类的设计已经违背了LSP原则;
b.如果子类不能完整地实现父类的方法，或者父类的某些方法在子类中已经发生”畸变”，则建议断开父子继承关系，采用依赖、聚集、组合等关系代替继承。

(2)子类可以有自己的个性

子类可以有自己的行为和外观，也就是方法与属性，那这里为什么要再提呢?
是因为里氏替换原则可以正着用，但是不能反着用。在子类出现的地方，父类未必能胜任。

(3)覆盖或实现父类的方法时输入参数可以被放大

方法中的输入参数称为前置条件，这是什么意思?
WebService有一个”契约优先”原则，也就是先定义出WSDL接口，制定好双方的开发协议，然后再各自实现。里氏替换原则也要求制定一个契约，就是父类或接口，这种设计方法也叫做契约设计，与里氏替换原则有着异曲同工之妙。契约制定了，也就同时制定了前置条件和后置条件，前置条件就是你要让我执行，就必须满足我的条件;后置条件就是我执行完了需要反馈，标准是什么。

(4)覆写或实现父类的方法时输出结果可以被缩小

这是什么意思呢?
父类的一个方法的返回值是一个类型T，子类的相同方法(重载或覆写)的返回值为S，那么里氏替换原则就要求S必须小于等于T，也就是说，要么S和T是同一个类型，要么S是T的子类，为什么呢?
分两种情况:
如果是覆写，父类和子类的同名方法的输入参数是相同的，两个方法的范围值小于等于T，这是覆写的要求，这才是重中之重，子类覆写父类的方法，天经地义。
如果是重载，则要求方法的输入参数类型或数量不相同，在里氏替换原则要求下，就是子类的输入参数宽于或等于父类的输入参数，也就是说你写的这个方法是不会被调用的，参考上面讲的前置条件。

采用里氏替换原则的目的就是增强程序的健壮性，版本升级时也可以保持非常好的兼容性。即使增加子类，原有的子类还可以继续运行。在实际项目中，每个子类对应不同的业务含义，使用父类作为参数，传递不同的业务含义，使用父类作为参数，传递不同的子类完成不同的业务逻辑。

3.小结

在项目中，采用里氏替换原则时，尽量避免子类的”个性”，一旦子类有”个性”，这个子类和父类之间的关系就很难调和了，把子类当做父类使用，子类的”个性”被抹杀；把子类单独作为一个业务来使用，则会让代码间的耦合关系变得扑朔迷离，缺乏类替换的标准。