设计模式系列-软件设计七大原则(一)

开闭原则

开闭原则（Open-Closed Principle, OCP）是指一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放， 对修改关闭。所谓的开闭，也正是对扩展和修改两个行为的一个原则。强调的是用抽象构建框架，用实现扩展细节。可以提高软件系统的可复用性及可维护性。开闭原则，是面向对象设计中最基础的设计原则。它指导我们如何建立稳定灵活的系统，例如：我们版本更新，我尽可能不修改源代码，但是可以增加新功能。
在现实生活中对于开闭原则也有体现。比如，很多互联网公司都实行弹性制作息时间，规定每天工作 8 小时。意思就是说，对于每天工作 8 小时这个规定是关闭的，但是你什么时候来，什么时候走是开放的。早来早走，晚来晚走。
实现开闭原则的核心思想就是面向抽象编程，接下来我们来看一段代码： 以咕泡学院的课程体系为例，首先创建一个课程接口 ICourse：

public interface ICourse { 
  Integer getId(); 
  String getName(); 
  Double getPrice();
}

整个课程生态有 Java 架构、大数据、人工智能、前端、软件测试等，我们来创建一个 Java 架构课程的类 JavaCourse：

public class JavaCourse implements ICourse{ private Integer Id;
  private String name; private Double price;
  public JavaCourse(Integer id, String name, Double price) {
    this.Id = id;
    this.name = name;
    this.price = price;
  }
  public Integer getId() { 
    return this.Id;
  }
  public String getName() { 
    return this.name;
  }
  public Double getPrice() { 
    return this.price;
  }
}

现在我们要给 Java 架构课程做活动，价格优惠。如果修改 JavaCourse 中的 getPrice()方法，则会存在一定的风险，可能影响其他地方的调用结果。我们如何在不修改原有代码前提前下，实现价格优惠这个功能呢？现在，我们再写一个处理优惠逻辑的类，JavaDiscountCourse 类：

public class JavaDiscountCourse extends JavaCourse {
  public JavaDiscountCourse(Integer id, String name, Double price) {
    super(id, name, price);
  }
  public Double getOriginPrice(){ 
    return super.getPrice();
  }
  public Double getPrice(){
    return super.getPrice() * 0.61;
  }

回顾一下，简单一下类结构图：

依赖倒置原则

（Dependence Inversion Principle,DIP）是指设计代码结构时，高层模块不应该依赖底层模块，二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。通过依赖倒置，可以减少类与类之间的耦合性，提高系统的稳定性，提高代码的可读性和可维护性，并能够降低修改程序所造成的风险。接下来看一个案例，还是以课程为例，先来创建一个类 Tom：

public class Tom {
  public void studyJavaCourse(){ 
    System.out.println("Tom 在学习Java 的课程");
  }

  public void studyPythonCourse(){ 
    System.out.println("Tom 在学习Python 的课程");
  }
}

调用一下：

public static void main(String[] args) { 
  Tom tom = new Tom(); 
  tom.studyJavaCourse(); 
  tom.studyPythonCourse();
}

假如现在 Tom 还想学习 AI 人工智能的课程。这个时候，业务扩展，我们的代码要从底层到高层（调用层）一次修改代码。在 Tom 类中增加 studyAICourse()的方法，在高层也要追加调用。如此一来，系统发布以后，实际上是非常不稳定的，在修改代码的同时也会带来意想不到的风险。接下来我们优化代码，创建一个课程的抽象 ICourse 接口：

public interface ICourse { 
  void study();
}

然后写 JavaCourse 类：

public class JavaCourse implements ICourse { 
  @Override
  public void study() { 
    System.out.println("Tom 在学习Java 课程");
  }
}

再实现 PythonCourse 类：

public class PythonCourse implements ICourse { @Override
  public void study() {
    System.out.println("Tom 在学习Python 课程");
  }
}

修改 Tom 类：

public class Tom {
  public void study(ICourse course){ 
    course.study();
  }
}

来看调用：

public static void main(String[] args) { 
  Tom tom = new Tom();
  tom.study(new JavaCourse()); 
  tom.study(new PythonCourse());
}

我们这时候再看来代码，Tom 的兴趣无论怎么暴涨，对于新的课程，我只需要新建一个类，通过传参的方式告诉 Tom，而不需要修改底层代码。实际上这是一种大家非常熟悉的方式，叫依赖注入。注入的方式还有构造器方式和 setter 方式。我们来看构造器注入方式：

public class Tom {

  private ICourse course;
  public Tom(ICourse course){ 
    this.course = course;
  }

  public void study(){ 
    course.study();
  }
}

再次调用：

public static void main(String[] args) { 
  Tom tom = new Tom(new JavaCourse()); 
  tom.study();
}

最终的类图：

以抽象为基准比以细节为基准搭建起来的架构要稳定得多，因此大家在拿到需求之后， 要面向接口编程，先顶层再细节来设计代码结构。

单一职责原则

单一职责（Simple Responsibility Pinciple，SRP）是指不要存在多于一个导致类变更的原因。假设我们有一个 Class 负责两个职责，一旦发生需求变更，修改其中一个职责的逻辑代码，有可能会导致另一个职责的功能发生故障。这样一来，这个 Class 存在两个导致类变更的原因。如何解决这个问题呢？ 我们就要给两个职责分别用两个 Class 来实现，进行解耦。后期需求变更维护互不影响。这样的设计， 可以降低类的复杂度，提高类的可读性，提高系统的可维护性，降低变更引起的风险。总体来说就是一个 Class/Interface/Method 只负责一项职责。
接下来，我们来看代码实例，还是用课程举例，我们的课程有直播课和录播课。直播课不能快进和快退，录播可以可以任意的反复观看，功能职责不一样。还是先创建一个 Course 类：

public class Course {
  public void study(String courseName){ 
    if("直播课".equals(courseName)){
    System.out.println("不能快进");
    }else{
      System.out.println("可以任意的来回播放");
    }
  }
}

看代码调用：

public static void main(String[] args) { 
  Course course = new Course(); course.study(" 直 播 课 "); 
  course.study("录播课");
}

从上面代码来看，Course 类承担了两种处理逻辑。假如，现在要对课程进行加密，那么直播课和录播课的加密逻辑都不一样，必须要修改代码。而修改代码逻辑势必会相互影响容易造成不可控的风险。我们对职责进行分离解耦，来看代码，分别创建两个类 ReplayCourse 和 LiveCourse：
LiveCourse 类：

public class LiveCourse {
  public void study(String courseName){
    System.out.println(courseName + "不能快进看");
  }
}

ReplayCourse 类：

public class ReplayCourse {
  public void study(String courseName){ 
    System.out.println("可以任意的来回播放");
  }
}

调用代码：

public static void main(String[] args) { 
  LiveCourse liveCourse = new LiveCourse(); 
  liveCourse.study("直播课");

  ReplayCourse replayCourse = new ReplayCourse(); replayCourse.study  ("录播课");
}

这修改之后，开发起来简单，维护起来也容易。但是，我们在实际开发中会项目依赖，组合，聚合这些关系，还有还有项目的规模，周期，技术人员的水平，对进度的把控，很多类都不符合单一职责。但是，我们在编写代码的过程，尽可能地让接口和方法保持单一职责，对我们项目后期的维护是有很大.

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