设计模式六大原则【单一职责】【里氏替换】【迪米特法则】【依赖倒置原则】【接口隔离原则】【开闭原则】

设计模式:面向对象语言开发过程中,遇到种种的场景和问题,提出的解决方案和思路,沉淀下来,设计模式是解决具体问题的套路

设计模式六大原则:面向对象语言开发过程中,推荐的一些指导性原则,这些是没有明确的招数的,而且也经常被忽视或者违背!

一:单一职责原则(Single Responsibility Principle)

单一职责原则就是一个类只负责一件事儿,面向对象语言开发,类就是一个最基本的单位,单一职责的原则就是封装的粒度,主要关注的单个类实现的功能

比如我们下面的例子

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 1 /// <summary>
 2 /// 封装
 3 /// 动物类
 4 /// 简单意味着稳定
 5 /// </summary>
 6 public class Animal
 7 {
 8     private string _Name = null;
 9     public Animal(string name)
10     {
11         this._Name = name;
12     }
13    
14     //应该拆分了
15     public void Action()
16     {
17         if (this._Name.Equals("鸡"))
18             Console.WriteLine($"{this._Name} flying");
19         else if (this._Name.Equals("牛"))
20             Console.WriteLine($"{this._Name} walking");
21         else if (this._Name.Equals("鱼"))
22             Console.WriteLine($"{this._Name} Swimming");
23         else if (this._Name.Equals("蚯蚓"))
24             Console.WriteLine($"{this._Name} Crawling");
25     }
26 }
复制代码

我们声明一个动物,但是每个动物的action是不一样的,顺着我们的思维模式,我们会在action中增加对应的if来判断,不同的动物有不同的动作,

类似于这样的,在一个方法中写分支判断,然后执行不同的逻辑,这就违背了单一职责原则,但是其实我们想要的功能完全能实现,如果种类比较少且不变的情况下,我们完全可以这样操作,但是如果种类比较多且经常容易发生改变,那我们这样写就有很大的隐患,因为其中的改变有可能会影响到其它的。

我们可以对其进行改变,比如我们可以先创建一个基类

复制代码
 1  public abstract class AbstractAnimal
 2  {
 3      protected string _Name = null;
 4      public AbstractAnimal(string name)
 5      {
 6          this._Name = name;
 7      }
 8 
 9      public abstract void Breath();
10      public abstract void Action();
11  }
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然后可以创建不同动物的类来继承于这个基类

复制代码
public class Fish : AbstractAnimal
{
    public Fish() : base("鱼")
    {
    }

    public override void Breath()
    {
        Console.WriteLine($"{base._Name} 呼吸水");
    }
    public override void Action()
    {
        Console.WriteLine($"{base._Name} swimming");
    }
}
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复制代码
public class Chicken : AbstractAnimal
{
  public Chicken() : base("鸡")
    {
    }

    public override void Breath()
    {
        Console.WriteLine($"{base._Name} 呼吸空气");
    }
    public override void Action()
    {
        Console.WriteLine($"{base._Name} flying");
    }
}
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类似于这样的,然后在自己的类中实现自己的方法,一个类只负责自己的事情,且都比较单一,简单意味着稳定,意味着强大,这就是所谓的单一职责原则,那么究竟什么时候回使用单一职责原则呢?如果类型复杂,方法多,这样建议使用单一职责原则!

那么使用单一职责原则也有自己的弊端,具体分为以下两个方面

1:代码量的增加(拆分开类的代码明显比之前增加)

2:使用成本就是所谓的理解成本增高(调用者要晓得不同的类)

具体的单一原则分为以下五种

1:方法级别的单一职责原则:一个方法只负责一件事儿(职责分拆小方法,分支逻辑分拆)
2:类级别的单一职责原则:一个类只负责一件事儿
3:类库级别的单一职责原则:一个类库应该职责清晰
4:项目级别的单一职责原则:一个项目应该职责清晰(客户端/管理后台/后台服务/定时任务/分布式引擎)
5:系统级别的单一职责原则:为通用功能拆分系统(IP定位/日志/在线统计)

二: 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)

任何使用基类的地方,都可以透明的使用其子类,这主要是指 继承+透明(安全,不会出现行为不一致)

继承:子类拥有父类的一切属性和行为,任何父类出现的地方,都可以用子类来代替,主要是因为:

1:父类有的,子类是必须有的(私有不继承);如果出现了子类没有的东西,那么就应该断掉继承;、

2:子类可以有自己的属性和行为,但是子类出现的地方,父类不一定能代替

3:父类实现的东西,子类就不要再写了,(就是不要new隐藏),如果想修改父类的行为,通过abstract/virtual

举个例子:

复制代码
 1 public class People
 2 {
 3     public int Id { get; set; }
 4     public string Name { get; set; }
 5 
 7     public void Traditional()
 8     {
 9         Console.WriteLine("仁义礼智信 温良恭俭让 ");
10     }
11 }
12 
13 public class Chinese : People
14 {
15     public string Kuaizi { get; set; }
16     public void SayHi()
17     {
18         Console.WriteLine("早上好,吃了吗?");
19     }
20 
21 }
22 
23 public class Hubei : Chinese
24 {
25     public string Majiang { get; set; }
26     public new void SayHi()
27     {
28         Console.WriteLine("早上好,过早了么?");
29     }
30 }
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调用的时候:

复制代码
{
    Chinese people = new Chinese();
    people.Traditional();
    people.SayHi();
}
{
    Chinese people = new Hubei();
    people.Traditional();
    people.SayHi();

}
{
    var people = new Hubei();
    people.Traditional();
    people.SayHi();
}
复制代码

上面需要注意的是:如果是普通的方法,以左边为主,就是左边是什么类,就调用谁的普通方法(编译时决定),如果是abstract或者virtual则是以右边为主(运行时决定),所以:父类有的方法,子类就不要再写了,(就是不要new隐藏),如果想修改父类的方法,通过abstract/virtual来标识!

三:迪米特法则

也叫最少知道原则,就是:一个对象应该对其他对象保持最少的了解,只与直接的朋友通信。

他主要的职责就是关注类与类之间的交互,降低类与类之间的耦合,尽量避免依赖更多的类型

举例说明:

有一个学生类,班级类,学校类

复制代码
/// <summary>
/// 学生
/// </summary>
public class Student
{
    public int Id { get; set; }
    public string StudentName { get; set; }
    public int Height { private get; set; }

    public int Salay;

    public void ManageStudent()
    {
        Console.WriteLine(" {0}Manage {1} ", this.GetType().Name, this.StudentName);
    }
}
复制代码
复制代码
 /// <summary>
 /// 班级
 /// </summary>
 public class Class
 {
     public int Id { get; set; }
     public string ClassName { get; set; }

     public List<Student> StudentList { get; set; }


     public void ManageClass()
     {
         Console.WriteLine(" {0}Manage {1} ", this.GetType().Name, this.ClassName);
         foreach (Student s in this.StudentList)
         {
             s.ManageStudent();
         }
     }
 }
复制代码
复制代码
 1 /// <summary>
 2 /// 学校
 3 /// </summary>
 4 public class School
 5 {
 6     public int Id { get; set; }
 7     public string SchoolName { get; set; }
 8     public List<Class> ClassList { get; set; }
 9 
10     public void Manage()
11     {
12         Console.WriteLine("Manage {0}", this.GetType().Name);
13         foreach (Class c in this.ClassList)
14         {
15             //遵循了迪米特,school直接跟自己的朋友classList通讯,而不是跟自己的朋友的朋友通讯
16             c.ManageClass();
17 
18             #region 违背了迪米特法则(跟自己的朋友的朋友通讯)
19             //List<Student> studentList = c.StudentList;
20             //foreach (Student s in studentList)
21             //{
22             //    Console.WriteLine(" {0}Manage {1} ", s.GetType().Name, s.StudentName);
23             //}
24             #endregion
25 
26         }
27     }
28
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现在的关系是:一个学校有多个班级,每个班级有多个学生,现在学校想要管理学生,学校可以直接跟班级通讯,然后班级跟学生通讯,这就是所谓的只与直接朋友通讯,然后避免依赖更多类型(这个类型不包含:基类库BCL--框架内置)

其实类与类之间的关系可以总结为:

1:纵向:继承≈实现(最密切)

2:横向:聚合> 组合> 关联> 依赖(出现在方法内部)

依赖别人更少,也让别人了解更少,比如我们项目中经常中用到的一些访问修饰符:

Private:私有
Protected:子类才能获取到,子类才能访问到
Internal :当前dll才能看见
Public:公开得
Protected internal 叠加要么是子类, 要么是相同类库

其实项目中能体现迪米特法则的地方比如:三层架构(UI-BLL-DAL),还有我们习惯创建的中间层(UI-中间层--(调用不同的业务逻辑进行组合)),另外还有门面模式

 另外需要注意的是:单一职责法则只关注单类的功能;迪米特法则关注的是类与类之间的联系

 四:依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)

依赖倒置原则:高层模块不应该依赖于低层模块,二者应该通过抽象依赖

那何为高层何为底层,一般来说使用者为高层,被调用者为低层,具体还是举例说明,我们先创建一个手机:

 View Code

接着我们创建一个学生,然后学生玩手机:

复制代码
 1 public class Student
 2 {
 3     public int Id { get; set; }
 4     public string Name { get; set; }
 5 
 6     /// <summary>
 7     /// 依赖细节  高层就依赖了底层
 8     /// </summary>
 9     /// <param name="phone"></param>
10     public void PlayiPhone(iPhone phone)
11     {
12         Console.WriteLine("这里是{0}", this.Name);
13         phone.Call();
14         phone.Text();
15     }
16 
17     public void PlayLumia(Lumia phone)
18     {
19         Console.WriteLine("这里是{0}", this.Name);
20         phone.Call();
21         phone.Text();
22     }
23 
24     public void PlayHonor(Honor phone)
25     {
26         Console.WriteLine("这里是{0}", this.Name);
27         phone.Call();
28         phone.Text();
29     }
30 }
复制代码

然后上面的学生就是高层,而手机就是低层,然后学生玩手机不应该直接直接写PlayiPhone,PlayLumia,PlayHonor 等,显然这是依赖的细节,如果这样写,以后增加一个手机,则要在学生类中增加了一个play方法,这样就会使学生类反复修改而不稳定,所以我们一般会定义一个基类为AbstractPhone,然后把各个型号通用的手机属性和功能都写在基类中,然后在学生中增加一个Play的方法如下:

复制代码
1 public void Play(AbstractPhone phone)
2 {
3     Console.WriteLine("这里是{0}", this.Name);
4     phone.Call();
5     phone.Text();
6 }
复制代码

这样的话以后增加手机的话只要继承AbstractPhone,则在外部都可以直接调用。因为父类出现的地方都可以用子类代替。

然后有人还说这个可以直接使用泛型来写如下:

复制代码
public void PlayT<T>(T phone) where T : AbstractPhone
{
    Console.WriteLine("这里是{0}", this.Name);
    phone.Call();
    phone.Text();
}
复制代码

这个T使用基类来进行约束,其实就等同于用父类参数类型!

调用的方法如下:

复制代码
 1  {
 2      iPhone phone = new iPhone();
 3      student.PlayiPhone(phone);
 4      student.PlayT(phone);
 5      student.Play(phone);
 6  }
 7  {
 8      Lumia phone = new Lumia();
 9      student.PlayLumia(phone);
10      student.PlayT(phone);
11      student.Play(phone);
12  }
13  {
14      Honor phone = new Honor();
15      student.PlayHonor(phone);
16      student.PlayT(phone);
17      student.Play(phone);
18  }
复制代码

然后这样写的好处主要分为以下两点:

1 :一个方法满足不同类型的参数

2:还支持扩展,只要是实现了这个抽象,不用修改Student,稳定的同时又多了扩展

这就是所谓的面向抽象编程,但是面向抽象编程只适合于通用功能,如果你想要在子类中有特殊的操作,比如想要在iphone手机新增一个其它手机没有的方法A,然后play方法还传入AbstractPhone这个参数,这样是么有办法访问到A,这就是非通用的,就不应该面向抽象

那何为面向抽象,以及面向抽象的好处?

面向抽象就是:只要抽象不变,高层就不变!

面向抽象的好处:

面向对象语言开发,就是类与类之间进行交互,如果高层直接依赖低层的细节,细节是多变的,那么低层的变化就导致上层的变化;如果层数多了,底层的修改会直接水波效应传递到最上层,一点细微的改动都会导致整个系统从下往上的修改!

而面向抽象,如果高层和低层没有直接依赖,而是依赖于抽象,抽象一般是稳定的,那低层细节的变化扩展就不会影响到高层,这样就能支持层内部的横向扩展,不会影响其他地方,这样的程序架构就是稳定的

以后很多的设计模式都会跟抽象有关,比如我们经常说的控制反转IOC就是一个很好的例子!依赖倒置原则(理论基础)---IOC控制反转(实践封装)---DI依赖注入(实现IOC的手段)!

五: 接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

接口隔离原则则是: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;

这个原则跟自己实际工作有很大的关系,总结下来可以通过以下几点来定义接口:

1: 既不能是大而全,会强迫实现没有的东西,也会依赖自己不需要的东西
2 :也不能一个方法一个接口,这样面向抽象也没有意义的
按照功能的密不可分来定义接口,
而且应该是动态的,随着业务发展会有变化的,但是在设计的时候,要留好提前量,避免抽象的变化
没有标准答案,随着业务和产品来调整的

3 :接口合并 Map--定位/搜索/导航 这种属于固定步骤,业务细节,尽量的内聚,在接口也不要暴露太多业务细节(就是密切相连的可以放在一个接口来实现,而不是分多个接口实现功能)

六:开闭原则(Open Closed Principle)

开闭原则:对扩展开发,对修改关闭

开闭原则只是一个目标,并没有任何的手段,也被称之为总则,其他5个原则的建议,就是为了更好的做到OCP, 开闭原则也是面向对象语言开发一个终极目标!

如果有功能增加/修改的需求可以通过优先级考虑以下修改:A:修改现有方法---B:增加方法---C:增加类---D:增加/替换类库

原作出自于:https://www.cnblogs.com/loverwangshan/p/10211973.html

原文地址:https://www.cnblogs.com/Ramon-Zeng/p/10266452.html