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軟件架構設計學習總結(23):軟件架構設計的6大原則

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1. 單一職責原則(Single Responsibility Principle - SRP)

原文:There should never be more than one reason for a class to change.

譯文:永遠不應該有多於一個原因來改變某個類。

理解:對於一個類而言,應該僅有一個引起它變化的原因。說白了就是,不同的類具備不同的職責,各施其責。這就好比一個團隊,大家分工協作,互不影響,各做各的事情。

應用:當我們做系統設計時,如果發現有一個類擁有了兩種的職責,那就問自己一個問題:可以將這個類分成兩個類嗎?如果真的有必要,那就分吧。千萬不要讓一個類幹的事情太多!

2. 開放封閉原則(Open Closed Principle - OCP)

原文:Software entities like classes, modules and functions should be open for extension but closed for modifications.

譯文:軟件實體,如:類、模塊與函數,對於擴展應該是開放的,但對於修改應該是封閉的。

理解:簡言之,對擴展開放,對修改封閉。換句話說,可以去擴展類,但不要去修改類。

應用:當需求有改動,要修改代碼了,此時您要做的是,盡量用繼承或組合的方式來擴展類的功能,而不是直接修改類的代碼。當然,如果能夠確保對整體架構不會產生任何影響,那麽也沒必要搞得那麽復雜了,直接改這個類吧。

3. 裏氏替換原則(Liskov Substitution Principle - LSP)

原文:Functions that use pointers or references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it.

譯文:使用基類的指針或引用的函數,必須是在不知情的情況下,能夠使用派生類的對象。

理解:父類能夠替換子類,但子類不一定能替換父類。也就是說,在代碼中可以將父類全部替換為子類,程序不會報錯,也不會在運行時出現任何異常,但反過來卻不一定成立。

應用:在繼承類時,務必重寫(Override)父類中所有的方法,尤其需要註意父類的 protected 方法(它們往往是讓您重寫的),子類盡量不要暴露自己的 public 方法供外界調用。

4. 最少知識原則(Least Knowledge Principle - LKP)

原文:Only talk to you immediate friends.

譯文:只與你最直接的朋友交流。

理解:盡量減少對象之間的交互,從而減小類之間的耦合。簡言之,一定要做到:低耦合,高內聚。

應用:在做系統設計時,不要讓一個類依賴於太多的其他類,需盡量減小依賴關系,否則,您死都不知道自己怎麽死的。

5. 接口隔離原則(Interface Segregation Principle - ISP)

原文:The dependency of one class to another one should depend on the smallest possible interface.

譯文:一個類與另一個類之間的依賴性,應該依賴於盡可能小的接口。

理解:不要對外暴露沒有實際意義的接口。也就是說,接口是給別人調用的,那就不要去為難別人了,盡可能保證接口的實用性吧。她好,我也好。

應用:當需要對外暴露接口時,需要再三斟酌,如果真的沒有必要對外提供的,就刪了吧。一旦您提供了,就意味著,您將來要多做一件事情,何苦要給自己找事做呢。

6. 依賴倒置原則(Dependence Inversion Principle - DIP)

原文:High level modules should not depends upon low level modules. Both should depend upon abstractions. Abstractions should not depend upon details. Details should depend upon abstractions.

譯文:高層模塊不應該依賴於低層模塊,它們應該依賴於抽象。抽象不應該依賴於細節,細節應該依賴於抽象。

理解:應該面向接口編程,不應該面向實現類編程。面向實現類編程,相當於就是論事,那是正向依賴(正常人思維);面向接口編程,相當於通過事物表象來看本質,那是反向依賴,即依賴倒置(程序員思維)。

應用:並不是說,所有的類都要有一個對應的接口,而是說,如果有接口,那就盡量使用接口來編程吧。

將以上六大原則的英文首字母拼在一起就是 SOLID(穩定的),所以也稱之為 SOLID 原則。只有滿足了這六大原則,才能設計出穩定的軟件架構!但它們畢竟只是原則,只是四人幫給我們的建議,有些時候我們還是要學會靈活應變,千萬不要生搬硬套,否則只會把簡單問題復雜化

補充設計原則

1. 組合/聚合復用原則(Composition/Aggregation Reuse Principle - CARP)

當要擴展類的功能時,優先考慮使用組合,而不是繼承。這條原則在 23 種經典設計模式中頻繁使用,如:代理模式、裝飾模式、適配器模式等。可見江湖地位非常之高!

2. 無環依賴原則(Acyclic Dependencies Principle - ADP)

當 A 模塊依賴於 B 模塊,B 模塊依賴於 C 模塊,C 依賴於 A 模塊,此時將出現循環依賴。在設計中應該避免這個問題,可通過引入“中介者模式”解決該問題。

3. 共同封裝原則(Common Closure Principle - CCP)

應該將易變的類放在同一個包裏,將變化隔離出來。該原則是“開放-封閉原則”的延生。

4. 共同重用原則(Common Reuse Principle - CRP)

如果重用了包中的一個類,那麽也就相當於重用了包中的所有類,我們要盡可能減小包的大小。

5. 好萊塢原則(Hollywood Principle - HP)

好萊塢明星的經紀人一般都很忙,他們不想被打擾,往往會說:Don‘t call me, I‘ll call you. 翻譯為:不要聯系我,我會聯系你。對應於軟件設計而言,最著名的就是“控制反轉”(或稱為“依賴註入”),我們不需要在代碼中主動的創建對象,而是由容器幫我們來創建並管理這些對象。

其它設計原則

1. 不要重復你自己(Don‘t repeat yourself - DRY)

不要讓重復的代碼到處都是,要讓它們足夠的重用,所以要盡可能地封裝。

2. 保持它簡單與傻瓜(Keep it simple and stupid - KISS)

不要讓系統變得復雜,界面簡潔,功能實用,操作方便,要讓它足夠的簡單,足夠的傻瓜。

3. 高內聚與低耦合(High Cohesion and Low Coupling - HCLC)

模塊內部需要做到內聚度高,模塊之間需要做到耦合度低。

4. 慣例優於配置(Convention over Configuration - COC)

盡量讓慣例來減少配置,這樣才能提高開發效率,盡量做到“零配置”。很多開發框架都是這樣做的。

5. 命令查詢分離(Command Query Separation - CQS)

在定義接口時,要做到哪些是命令,哪些是查詢,要將它們分離,而不要揉到一起。

6. 關註點分離(Separation of Concerns - SOC)

將一個復雜的問題分離為多個簡單的問題,然後逐個解決這些簡單的問題,那麽這個復雜的問題就解決了。難就難在如何進行分離。

7. 契約式設計(Design by Contract - DBC)

模塊或系統之間的交互,都是基於契約(接口或抽象)的,而不要依賴於具體實現。該原則建議我們要面向契約編程。

8. 你不需要它(You aren‘t gonna need it - YAGNI)

不要一開始就把系統設計得非常復雜,不要陷入“過度設計”的深淵。應該讓系統足夠的簡單,而卻又不失擴展性,這是其中的難點。

軟件架構設計學習總結(23):軟件架構設計的6大原則