软件设计模式——七大设计原则
本文最后更新于 2025-03-07，文章超过7天没更新，应该是已完结了~
概述
设计模式，是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。
描述了在软件设计过程中的一些不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案。
是解决特定问题的一系列套路，是前辈们的代码设计经验的总结，具有一定的普遍性，可以反复使用。
其目的是为了提高代码的可重用性、代码的可读性和代码的可靠性。
作用
提高思维能力、编程能力和设计能力。
使程序设计更加标准化、代码编制更加工程化，使软件开发效率大大提高，从而缩短软件的开发周期。
使设计的代码可重用性高、可读性强、可靠性高、灵活性好、可维护性强。
七种开发原则
开闭原则
定义
Open Closed Principle，OCP软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。即, 当应用的需求改变时，在不修改软件实体的源代码或者二进制代码的前提下，可以扩展模块的功能，使其满足新的需求。
作用
1.对软件测试的影响
测试时只需要对扩展的代码进行测试就可以了，因为原有的测试代码仍然能够正常运行。
2.提高代码的可复用性
粒度越小，被复用的可能性就越大；在面向对象的程序设计中，根据原子和抽象编程可以提高代码的可复用性。
3.提高软件的可维护性
稳定性高和延续性强，从而易于扩展和维护。
里氏替换原则
定义
Liskov Substitution Principle，LSP继承必须确保基类所拥有的性质在子类中仍然成立。即, 子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。
作用
是实现开闭原则的重要方式之一。
克服了继承中重写父类造成的可复用性变差的缺点。
类的扩展不会给已有的系统引入新的错误，降低了代码出错的可能性。
依赖倒置原则
定义
Dependence Inversion Principle，DIP要面向接口编程，不要面向实现编程。即, 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。
作用
可以降低类间的耦合性。
可以减少并行开发引起的风险。
可以提高代码的可读性和可维护性。
单一职责原则
定义
Single Responsibility Principle，SRP单一职责原则规定一个类应该有且仅有一个引起它变化的原因，否则类应该被拆分。
如果一个对象承担了太多的职责，至少存在以下两个缺点
一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类实现其他职责的能力；
当客户端需要该对象的某一个职责时，不得不将其他不需要的职责全都包含进来，从而造成冗余代码或代码的浪费。
作用
降低类的复杂度。一个类只负责一项职责，其逻辑肯定要比负责多项职责简单得多。
提高类的可读性。复杂性降低，自然其可读性会提高。
提高系统的可维护性。可读性提高，那自然更容易维护了。
变更引起的风险降低。变更是必然的，如果单一职责原则遵守得好，当修改一个功能时，可以显著降低对其他功能的影响。
接口隔离原则
定义
Interface Segregation Principle，ISP客户端不应该被迫依赖于它不使用的方法
一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上
与单一职责原则的区别
单一职责原则注重的是职责，而接口隔离原则注重的是对接口依赖的隔离。
单一职责原则主要是约束类，它针对的是程序中的实现和细节；接口隔离原则主要约束接口，主要针对抽象和程序整体框架的构建。
作用
将臃肿庞大的接口分解为多个粒度小的接口，可以预防外来变更的扩散，提高系统的灵活性和可维护性。
接口隔离提高了系统的内聚性，减少了对外交互，降低了系统的耦合性。
使用多个专门的接口还能够体现对象的层次，因为可以通过接口的继承，实现对总接口的定义。
能减少项目工程中的代码冗余。过大的大接口里面通常放置许多不用的方法，当实现这个接口的时候，被迫设计冗余的代码。
迪米特法则
定义
Law of Demeter，LoD, 又叫作最少知识原则（Least Knowledge Principle，LKP)如果两个软件实体无须直接通信，那么就不应当发生直接的相互调用，可以通过第三方转发该调用。其目的是降低类之间的耦合度，提高模块的相对独立性。
作用
降低了类之间的耦合度，提高了模块的相对独立性。
由于亲合度降低，从而提高了类的可复用率和系统的扩展性。
合成复用原则
定义
Composite Reuse Principle，CRP, 又叫组合/聚合复用原则（Composition/Aggregate Reuse Principle，CARP）。在软件复用时，要尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现，其次才考虑使用继承关系来实现。
作用
通常类的复用分为继承复用和合成复用两种，继承复用虽然有简单和易实现的优点，但它也存在以下缺点:
继承复用破坏了类的封装性。因为继承会将父类的实现细节暴露给子类，父类对子类是透明的，所以这种复用又称为“白箱”复用。
子类与父类的耦合度高。父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化，这不利于类的扩展与
它限制了复用的灵活性。从父类继承而来的实现是静态的，在编译时已经定义，所以在运行时不可能发生变化。
采用组合或聚合复用时，可以将已有对象纳入新对象中，使之成为新对象的一部分，新对象可以调用已有对象的功能，它有以下优点:
它维持了类的封装性。因为成分对象的内部细节是新对象看不见的，所以这种复用又称为“黑箱”复用。
新旧类之间的耦合度低。这种复用所需的依赖较少，新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口。
复用的灵活性高。这种复用可以在运行时动态进行，新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象。
总结
实际上，这些原则的目的只有一个：降低对象之间的耦合，增加程序的可复用性、可扩展性和可维护性。
记忆口诀：访问加限制，函数要节俭，依赖不允许，动态加接口，父类要抽象，扩展不更改。
在程序设计时，我们应该将程序功能最小化，每个类只干一件事。若有类似功能基础之上添加新功能，则要合理使用继承。对于多方法的调用，要会运用接口，同时合理设置接口功能与数量。最后类与类之间做到低耦合高内聚。
