一、开闭原则

定义

开闭原则（COP）：软件实体应该对扩展开放， 对修改关闭
其具体的含义是，当需求改变的时候，在不改变其源码的前提下，对其进行模块拓展来实现新的需求
其中软件实体指的是：1.项目中划分的模块 2.接口跟类 3.方法

开闭原则的作用

1.对软件的测试影响： 满足开闭原则， 再新加功能的时候，只需要对新功能进行测试即可，因为原功能可以稳定的进行的
2.可以提高代码的可复用性：颗粒度越小，依赖程度越低，就更容易被复用
3.可以提高软件的可维护度：因为开闭原则增强了其稳定度，这样一来便于维护，也便于拓展

开闭原则的实现方法

开闭原则可以通过“抽象约束，封装变化”来实现， 具体就是定义一个相对稳定的抽象层，而将相同的可变因素封装到具体的实现类，在软件发生变化的时候，只需要修改相应的实现类即可

例子
windows主题
windows可以自定义主题 ，也可以在网上下载主题， 将windows的主题抽象起来， 而下载或者自己选择的系统提供的主题便是系统抽象的实现
七条面向对象设计原则 - 图1

二、里氏替换原则

定义

是对开闭原则的进一步延申，通俗的来讲就是子类可以拓展父类没有的功能，但是针对父类原有的功能，子类最好不要去修改。也就是尽量不要去重写父类的方法
根据上述理解，对里氏替换原则的定义可以总结如下：

  • 子类可以实现父类的抽象方法，但是不能覆盖父类的非抽象方法
  • 子类中可以增加自己特有的方法（功能拓展）
  • 子类的方法重载父类的方法的时候，方法的前置条件（入参）要比父类宽松
  • 子类的方法实现父类的方法的时候（重写/重载/实现父类的抽象方法），方法的后置条件（即方法的输出/返回值）要比父类严格

如果程序违背了里氏替换原则，则继承类的对象在基类出现的地方会出现运行错误。这时其修正方法是：取消原来的继承关系，重新设计它们之间的关系。

关于里氏替换原则的例子，最有名的是“正方形不是长方形”。当然，生活中也有很多类似的例子，例如，企鹅、鸵鸟和几维鸟从生物学的角度来划分，它们属于鸟类；但从类的继承关系来看，由于它们不能继承“鸟”会飞的功能，所以它们不能定义成“鸟”的子类。同样，由于“气球鱼”不会游泳，所以不能定义成“鱼”的子类；“玩具炮”炸不了敌人，所以不能定义成“炮”的子类等。

三、依赖倒置原则

“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”
说白了就是一个类的依赖关系不应该是一个具体的类，而应该是具体的抽象接口，根据接口的不同实现类，来实现依赖不同的类， 这样可以大幅的降低耦合关系

依赖、倒置原则的作用

降低耦合，降低风险，提高可维护性跟稳定性（都是说这些），最主要的目的就是降低耦合性

下面以“顾客购物程序”为例来说明依赖倒置原则的应用。

  1. 分析：本程序反映了 “顾客类”与“商店类”的关系。商店类中有 sell() 方法，顾客类通过该方法购物以下代码定义了顾客类通过韶关网店 ShaoguanShop 购物：
  2. class Customer {
  3.     public void shopping(ShaoguanShop shop) {
  4.         //购物
  5.         System.out.println(shop.sell());
  6.     }
  7. }
  9. 但是，这种设计存在缺点，如果该顾客想从另外一家商店（如婺源网店 WuyuanShop）购物，就要将该顾客的代码修改如下：
  10. class Customer {
  11.     public void shopping(WuyuanShop shop) {
  12.         //购物
  13.         System.out.println(shop.sell());
  14.     }
  15. }
  16. 顾客每更换一家商店，都要修改一次代码，这明显违背了开闭原则。存在以上缺点的原因是：顾客类设计时同具体的商店类绑定了，这违背了依赖倒置原则。解决方法是：定义“婺源网店”和“韶关网店”的共同接口 Shop，顾客类面向该接口编程，其代码修改如下：
  17. class Customer {
  18.     public void shopping(Shop shop) {
  19.         //购物
  20.         System.out.println(shop.sell());
  21.     }
  22. }
  24. package principle;
  25. public class DIPtest {
  26.     public static void main(String[] args) {
  27.         Customer wang = new Customer();
  28.         System.out.println("顾客购买以下商品：");
  29.         wang.shopping(new ShaoguanShop());
  30.         wang.shopping(new WuyuanShop());
  31.     }
  32. }
  33. //商店
  34. interface Shop {
  35.     public String sell(); //卖
  36. }
  37. //韶关网店
  38. class ShaoguanShop implements Shop {
  39.     public String sell() {
  40.         return "韶关土特产：香菇、木耳……";
  41.     }
  42. }
  43. //婺源网店
  44. class WuyuanShop implements Shop {
  45.     public String sell() {
  46.         return "婺源土特产：绿茶、酒糟鱼……";
  47.     }
  48. }
  49. //顾客
  50. class Customer {
  51.     public void shopping(Shop shop) {
  52.         //购物
  53.         System.out.println(shop.sell());
  54.     }
  55. }

七条面向对象设计原则 - 图2

四、单一职责原则

一个对象不应该承担太多的职责，复杂度越低越好
单一职责原则是最简单但又最难运用的原则，需要设计人员发现类的不同职责并将其分离，再封装到不同的类或模块中。
七条面向对象设计原则 - 图3

五、接口隔离原则

要求程序员尽量将臃肿庞大的接口拆分成更小的和更具体的接口，让接口中只包含客户感兴趣的方法
要为各个类建立它们需要的专用接口，而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。

接口隔离原则和单一职责都是为了提高类的内聚性、降低它们之间的耦合性，体现了封装的思想，但两者是不同的：

  • 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。

六、迪米特法则

迪米特法则的定义是：只与你的直接朋友交谈，不跟“陌生人”说话（Talk only to your immediate friends and not to strangers）。其含义是：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。

迪米特法则中的“朋友”是指：当前对象本身、当前对象的成员对象、当前对象所创建的对象、当前对象的方法参数等，这些对象同当前对象存在关联、聚合或组合关系，可以直接访问这些对象的方法。

迪米特法则的实现方法

  1. 从依赖者的角度来说，只依赖应该依赖的对象。
  2. 从被依赖者的角度说，只暴露应该暴露的方法

【例1】明星与经纪人的关系实例。

分析：明星由于全身心投入艺术，所以许多日常事务由经纪人负责处理，如与粉丝的见面会，与媒体公司的业务洽淡等。这里的经纪人是明星的朋友，而粉丝和媒体公司是陌生人，所以适合使用迪米特法则，其类图如图 1 所示。

七条面向对象设计原则 - 图4

七、合成复用法则

合成复用原则（Composite Reuse Principle，CRP）又叫组合/聚合复用原则（Composition/Aggregate Reuse Principle，CARP）。它要求在软件复用时，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。

如果要使用继承关系，则必须严格遵循里氏替换原则。合成复用原则同里氏替换原则相辅相成的，两者都是开闭原则的具体实现规范。

合成复用原则的重要性

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。

  1. 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。
  2. 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维护。
  3. 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。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。

    合成复用原则的实现方法

    合成复用原则是通过将已有的对象纳入新对象中，作为新对象的成员对象来实现的，新对象可以调用已有对象的功能，从而达到复用。
    下面以汽车分类管理程序为例来介绍合成复用原则的应用。
    分析：汽车按“动力源”划分可分为汽油汽车、电动汽车等；按“颜色”划分可分为白色汽车、黑色汽车和红色汽车等。如果同时考虑这两种分类，其组合就很多。图 1 所示是用继承关系实现的汽车分类的类图。

七条面向对象设计原则 - 图5
从图 1 可以看出用继承关系实现会产生很多子类，而且增加新的“动力源”或者增加新的“颜色”都要修改源代码，这违背了开闭原则，显然不可取。但如果改用组合关系实现就能很好地解决以上问题，其类图如图 2 所示。

七条面向对象设计原则 - 图6