深入解讀[物件導向五大設計原則]

最近在看許世偉的架構課, 物件導向五大設計原則(SOLID)，扣理論找出處。

早期我跟著大家人云亦云， 回過頭來，摳字眼找出處， 五大設計原則真的很有功力。

注意區分設計原則和設計模式。
設計原則更為抽象和泛化；
設計模式也是抽象或泛化的良好實踐，但是它們提供了更具體和實用的底層建議。

單一職責原則

只能有一個讓元件或類發生改變的原因；或者說每個元件或類專注於單一功能，解決特定問題。

there should never be more than one reason for a class to change. A class should be focused on a single functionality, address a specific concern.

開閉原則

對擴充套件開放， 對修改封閉。

擴充套件類的幾種方式：

• 從類繼承
• 類中重寫同名行為
• 擴充套件類的某些行為

一般我們通過繼承或者實現介面來實踐開閉原則。

 	class Person
    {
        public int age;
        public string name;

        public Person(string name, int age)
        {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
        public virtual void SayHallo()
        {
            Console.WriteLine("我是{0}，今年{1}", name, age);
        }
    }
    class Student : Person
    {
        public string major;
        public Student(string name, int age, string major) : base(name, age)
        {
            this.major = major;
        }
        public override void SayHallo()   //子類中override重寫，實現虛方法
        {
            Console.WriteLine("我是{0}，今年{1},正在學習{2}", name, age, major);
        }
    }

    class Program
    {
       static void Main(string[] args)
        {
            Person trevor1 = new Person("Trevor", 18);
            trevor1.SayHallo();
            Student trevor2 = new Student("Trevor", 18,"C#");
            trevor2.SayHallo();
        }
    }

output：
我是Trevor，今年18
我是Trevor，今年18,正在學習C#

里氏替代原則

在父子類生態中，在父類別出現的地方，可以用子類物件替換父類別物件，同時不改變程式的功能和正確性。

_。。 乍一看，這不是理所當然嗎？ 為啥單獨拎出來鞭屍，鞭策。

比如上例我們使用

  Person trevor1 = new Student("trevor",18,"C#")  // 子類物件替換父類別物件
  trevor1.SayHello(); 

利用多型正確表達了含義。

但是某些情況下濫用繼承，卻不一定保證程式的正確性，會對使用者造成誤解。

比如下面經典的[矩形-正方形求面積]反例：

public class Rectangle
{
    // 分別設定寬高
    public virtual double Width {get;set;}
    public virtual double Height {get;set;}

    public virtual void Area()
    {
        Console.WriteLine("面積是：" + Width * Height);
    }
}

public class Square : Rectangle
{
    public override double Width 
    {
       // get;
        set   //  因為是正方形，想當然重設了寬=高
        {
            base.Width= value;
            base.Height= value;
        }
    }

    public override double Height
    {
      //  get;
        set  //  因為是正方形，想當然重設了寬=高
        {
            base.Width = value;
            base.Height = value;
        }
    }

    public override void Area()
    {
        Console.WriteLine("面積是：" + Width * Width);
    } 
}

public  class Program
{
    public static void Main()
    {
        Rectangle s = new Rectangle();
        s.Width = 2;          
        s.Height = 3;         

        s.Area();
    }
}

output：
面積是：6

但是如果你[使用子類物件去替換父類別物件]：

  Rectangle s2 = new Square();
  s2.Width = 2;          
  s2.Height = 3;         
  s2.Area();

output:
面積是： 9

Get到了嗎？ 並不是我們想當然就能子類物件就能無失真替換父類別物件的， 根本原因是我們正方形雖然是(is a)矩形，但是我們的重寫行為破壞了父類別的表達，這是一種繼承的誤用。

里氏替代原則就是約束你在繼承的時候注意到這個現象，並提醒你規避這個問題。

這個時候，不應該重寫父類別的SetWight方法, 而應該擴充套件新的方法SetLength。

介面隔離

介面隔離，將胖介面修改為多個小介面，呼叫介面的程式碼應該比實現介面的程式碼更依賴於介面

why：
如果一個類實現了胖介面的所有方法(部分方法在某次呼叫時並不需要),那麼在該次呼叫時我們就會發現此時出現了(部分並不需要的方法)，而並沒有機制告訴我們我們現在不應該使用這部分方法。
how:
避免胖介面，不要實現違反單一職責原則的介面。可以根據實際多職責劃分為多介面，類實現多介面後， 在呼叫時以特定介面指代物件，這樣這個物件只能體現特定介面的方法，以此體現介面隔離。

   public interface IA
    {
        void getA();
    }

    interface IB
    {
        void getB();
    }

    public class Test : IA, IB
    {
        public string Field { get; set; }
        public void getA()
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

        public void getB()
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello World!");

            IA a = new Test();
            a.getA();       //  在這個呼叫處只能看到介面IA的方法， 介面隔離
        }
    }

依賴倒置原則

實現依賴於抽象， 抽象不依賴於細節。

Q：這個原則我其實一開始沒能理解什麼叫「倒置」？

A: 但有了一點開發經驗後開始有點心得了。

痛點：程式導向的開發，上層呼叫下層，上層依賴於下層。當下層變動時上層也要跟著變動，導致模組複用度降低，維護成本增高。

提煉痛點： 含有高層策略的模組，如AutoSystem模組，依賴於它所控制的低層的負責具體細節的模組。

思路：找到一種方法使AutoSystem模組獨立於它所控制的具體細節，那麼我們就可以自由地複用AutoSystem了； 同時讓底層汽車廠也依賴抽象，受抽象驅動，這就形成一種「倒置」。

所以依賴倒置原則有兩個關鍵體現:
① 高層次模組不應該依賴於底層實現，而都應該依賴於抽象；

這在上圖： AutoSystem和Car都依賴於抽象介面ICar

② 抽象不應該依賴於具體實現，具體實現應該依賴於抽象。

第2點與第1點不是重複的，這一點意味著細節實現是受抽象驅動，這也是「倒置」的由來。

五大設計原則SOLID，是指導思想，不貫徹這5大設計原則也能讓程式跑起來，但是可能就會出現可閱讀性、維護性、正確性問題。