面向对象设计的SOLID原则

文章首发于公众号:松花皮蛋的黑板报
作者就职于京东,在稳定性保障、敏捷开发、高级JAVA、微服务架构有深入的理解

1、单一职责原则
考虑下面这个类

class Animal {
    constructor(name: string){ }
    getAnimalName() { }
    saveAnimal(a: Animal) { }
}

它实际上违背了单一职责原则SRP。上面的类其实有两个职责，一为动物实体的持久化管理，另外一个为动物的属性管理。那我们应该如何设计避免这种错误呢？我们可以新建另外一个类，它负责将实体对象存储到数据库上。如下所示：

class  Animal {
        constructor(name: string){ }
        getAnimalName() { }
    }
    class AnimalDB {
        getAnimal(a: Animal) { }
        saveAnimal(a: Animal) { }
    }

当我们设计类时需要注意的一点是，如果功能因不同原因而发生变化，我们应该尝试将功能分开。
2、开闭原则
这个原则强调现有接口规范可以通过继承重用，不要修改现有已完成的接口。我们继续以动物这个类说明

class Animal {
    constructor(name: string){ }
    getAnimalName() { }
}

我们的需求是让列表中每个动物发出不同的声音，如下所示//...

const animals: Array<Animal> = [
    new Animal('lion'),
    new Animal('mouse')
];
function AnimalSound(a: Array<Animal>) {
    for(int i = 0; i <= a.length; i++) {
        if(a[i].name == 'lion')
            log('roar');
        if(a[i].name == 'mouse')
            log('squeak');
    }
}
AnimalSound(animals);

上面的示例违背了开闭原则，当有新的类型需要处理时，将不得不在原有代码上进行修改，导致大量的阅读性差的IF条件语句。那我们应该怎么设计避免这种错误呢？我们可以定义一个有makeSound方法的共同类比如说Animal类，然后每个具体动物类继承并重写makeSound方法，完成个性化处理。另外真正的处理业务的AnimalSound类遍历Animal列表然后调用makeSound方法即可。当新扩展一个具体动物类时，AnimalSound类无须做任何修改。代码如下：

class Animal {
        makeSound();
        //...
}
class Lion extends Animal {
    makeSound() {
        return 'roar';
    }
}
class Squirrel extends Animal {
    makeSound() {
        return 'squeak';
    }
}
class Snake extends Animal {
    makeSound() {
        return 'hiss';
    }
}
//...
function AnimalSound(a: Array<Animal>) {
    for(int i = 0; i <= a.length; i++) {
        log(a[i].makeSound());
    }
}
AnimalSound(animals);

3、里氏替换原则
这个原则强调当一个类继承另外一个类时，除添加新的方法外，尽量不要重写或者重载父类的方法。否则引用基类完成的功能，换成子类后就会出现异常。我们继续使用Animal类进行说明，先看一段代码，如下：//...

function AnimalLegCount(a: Array<Animal>) {
    for(int i = 0; i <= a.length; i++) {
        if(typeof a[i] == Lion)
            log(LionLegCount(a[i]));
        if(typeof a[i] == Mouse)
            log(MouseLegCount(a[i]));
        if(typeof a[i] == Snake)
            log(SnakeLegCount(a[i]));
    }
}
AnimalLegCount(animals);

上面的示例违背了这个原则，因为必须知道每个类型才能决定使用哪个方法。那我们应该怎么设计才能避免这种错误呢？我们应该保证子类的方法参数必须和超类的参数类型等同，或者为其超类参数的子类；我们应该保证子类的方法返回类型必须和超类的返回类型等同，或者为其超类返回类型的子类。接下来我们进行代码改造：

function AnimalLegCount(a: Array<Animal>) {
    for(let i = 0; i <= a.length; i++) {
        a[i].LegCount();
    }
}
AnimalLegCount(animals);

改造后的方法不对参数进行任何类型判断，只关心它是否为Animal类或者为Animal的子类然后调用LegCount方法。
4、接口隔离原则
这个原则强调不应该强迫实现类实现它不需要的接口方法。假设有如下这个接口类：

interface IShape {
    drawCircle();
    drawSquare();
    drawRectangle();
}

它有三个互不相关的方法，然而子类必须实现永远使用不上的方法。当我们在接口类中新增一个抽象方法时，必须修改所有子类然后实现可能更离谱的方法。那我们应该怎么设计避免这种错误呢？答案是接口隔离，如下：

interface IShape {
    draw();
}
interface ICircle {
    drawCircle();
}
interface ISquare {
    drawSquare();
}
interface IRectangle {
    drawRectangle();
}
interface ITriangle {
    drawTriangle();
}
class Circle implements ICircle {
    drawCircle() {
        //...
    }
}
class Square implements ISquare {
    drawSquare() {
        //...
    }
}
class Rectangle implements IRectangle {
    drawRectangle() {
        //...
    }    
}
class Triangle implements ITriangle {
    drawTriangle() {
        //...
    }
}
class CustomShape implements IShape {
   draw(){
      //...
   }
}

5、依赖倒置原则
这个原则强调高层模块不应该依赖具体细节实现模块，两者都应该依赖上层的抽象模块。当然抽象不应该依赖细节，细节才应该依赖上层的抽象。我们以下面的代码进行说明：class XMLHttpService extends XMLHttpRequestService {}

class Http {
    constructor(private xmlhttpService: XMLHttpService) { }
    get(url: string , options: any) {
        this.xmlhttpService.request(url,'GET');
    }
    post() {
        this.xmlhttpService.request(url,'POST');
    }
    //...
}

复制代码上面的示例违背了这个原则，高层模块的Http类依赖了低层模块的XMLHttpService类，当我们改变请求的实现时，比如使用NodeJs、Mock服务，我们需要细心地重构上述代码，得不偿失。实际上高层模块的Http类不应该关心具体的的实现细节，接起来，我们进行改造。定义一个请求抽象类Connection类

interface Connection {
    request(url: string, opts:any);
}

Http类的参数修改为抽象Connection类

class Http {
    constructor(private httpConnection: Connection) { }
    get(url: string , options: any) {
        this.httpConnection.request(url,'GET');
    }
    post() {
        this.httpConnection.request(url,'POST');
    }
    //...
}

复制代码这样的好处是，Http类可以轻松完成请求业务逻辑而无须关注具体的实现类型。

文章来源：www.liangsonghua.me
作者介绍：京东资深工程师-梁松华，在稳定性保障、敏捷开发、JAVA高级、微服务架构方面有深入的理解