第2章 OO大原則

2.1 OO原則綜述

本節(jié)將介紹以下內(nèi)容：

·面向?qū)ο蠡驹瓌t討論

·設(shè)計原則的歷史

·學(xué)習(xí)的建議

2.1.1 引言

好的設(shè)計，成就好的作品；僵化的設(shè)計，則會使你的作品大打折扣。在軟件領(lǐng)域更是如此，Bob大叔在其《敏捷軟件開發(fā)——原則、模式與實(shí)踐》一書的序言中就講到“美的東西比丑的東西創(chuàng)建起來更廉價，也更快捷。”可見追求美好的軟件設(shè)計不光是代碼優(yōu)雅的問題，更關(guān)乎生產(chǎn)成本。對于軟件架構(gòu)的研究經(jīng)歷了很長時間的摸索，從面向過程到面向?qū)ο螅瑥脑O(shè)計原則到設(shè)計模式，對于如何設(shè)計更好軟件的探索，從未停止。技術(shù)大師總結(jié)了很多設(shè)計上的經(jīng)典法則，后來者可以站在巨人的肩膀上盡情享受豐富而珍貴的經(jīng)驗。[0]

在第1章“OO大智慧”中，我們分析和討論了面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本要素，對繼承、封裝、多態(tài)和接口等進(jìn)行了基本的討論，如何將這些基本技術(shù)應(yīng)用的得心應(yīng)手，是本章要闡釋的問題和目標(biāo)。面向?qū)ο蟮脑瓌t也正是如何使用繼承、封裝、多態(tài)和接口技術(shù)進(jìn)行優(yōu)良設(shè)計的原則總結(jié)和規(guī)律認(rèn)知，因此這兩章的內(nèi)容相輔相成，互為補(bǔ)充。

2.1.2 講述之前

在將設(shè)計原則和盤推出之前，簡單對設(shè)計進(jìn)行一點(diǎn)思考和討論，這樣就能更加明確的了解設(shè)計原則的意義和目的。

首先，你的軟件系統(tǒng)是否常常有下面的問題或困擾：

僵化。牽一發(fā)而動全身，你的系統(tǒng)不可修改或者擴(kuò)展。

復(fù)雜和重復(fù)。過分復(fù)雜，難于理解，跟蹤你的程序往往不知取向，沒有設(shè)計不可取，過度設(shè)計同樣不可取；或者系統(tǒng)中充滿了重復(fù)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)。

不可復(fù)用。過于僵化而不可復(fù)用，不能剝離出獨(dú)立的復(fù)用組件。

不夠穩(wěn)定。常常出錯而又無法妥善解決問題，系統(tǒng)運(yùn)行不夠可靠。

正是這些問題的出現(xiàn)，促使人們開始不斷思考對軟件設(shè)計、軟件架構(gòu)和軟件流程等內(nèi)容的關(guān)注，設(shè)計原則也是在這種思考和探索中逐漸歸納總結(jié)而成的，通過靈活的應(yīng)用設(shè)計原則，輔助一定的設(shè)計模式，封裝變化、降低耦合，來實(shí)現(xiàn)軟件的復(fù)用和擴(kuò)展，這正是設(shè)計原則的最終意義。

首先是面向?qū)ο蟆ｋS著面向?qū)ο缶幊趟枷氲某墒欤纬闪艘苑庋b、繼承和多態(tài)三大要素為主的完整體系，蘊(yùn)涵了以抽象來封裝變化，降低耦合，實(shí)現(xiàn)復(fù)用的精髓，而這三大因素相互聯(lián)系、互相制約：封裝用以隱藏具體實(shí)現(xiàn)，保護(hù)內(nèi)部信息；繼承實(shí)現(xiàn)復(fù)用；而多態(tài)改寫對象行為，在繼承基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更高級別的抽象。在此基礎(chǔ)上逐漸形成的一些基本的OO原則，例如封裝變化、對接口編程、少繼承多聚合，已經(jīng)具有了面向?qū)ο笤O(shè)計原則的思想，而本節(jié)所述的原則可以看成是對這些思想的系統(tǒng)化引申和歸納。

然后是設(shè)計模式。模式代表了對經(jīng)驗的總結(jié)和提煉，是對重復(fù)發(fā)生的問題進(jìn)行的總結(jié)和最佳解決策略的探索，自GoF的《設(shè)計模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》這部巨著誕生以來，對于軟件設(shè)計模式的探索成為每個設(shè)計開發(fā)者的必修課，而面向?qū)ο笤O(shè)計原則可以看做是了解設(shè)計模式的基礎(chǔ)，為設(shè)計模式提供了基本的指導(dǎo)。經(jīng)典的23個模式背后，都遵循著這些基本原則，而設(shè)計原則又由設(shè)計模式策略來實(shí)現(xiàn)，這就是二者之間的關(guān)系，所以了解原則對于認(rèn)識模式具有絕對的指導(dǎo)意義。

最后，就是設(shè)計原則的故事。Robert C. Martin（Bob大叔）的巨著《敏捷軟件開發(fā)——原則、模式與實(shí)踐》對敏捷設(shè)計原則進(jìn)行了深刻而生動的論述，不同的模式應(yīng)對不同的需求，而設(shè)計原則則代表永恒的靈魂，需要在實(shí)踐中時時刻刻地遵守，創(chuàng)造盡可能優(yōu)雅、靈活的設(shè)計。

“你不必嚴(yán)格遵守這些原則，違背它們也不會被處以宗教刑罰。但你應(yīng)當(dāng)把這些原則看成警鈴，若違背了其中的一條，那么警鈴就會響起。”。

——ARTHUR J.RIEL，《OOD啟思錄》

請記住這些技術(shù)大師的名字和作品，并研習(xí)其中的經(jīng)驗和招式，正是他們讓這個領(lǐng)域變得如此光彩奪目，沿著這些智慧的道路走下去，在品讀經(jīng)典的過程中，你會逐漸找到技術(shù)神燈之下的奧秘。

2.1.3 原則綜述

本章將重點(diǎn)講述最基本的5個設(shè)計原則，分別是：單一職責(zé)原則、開放封閉原則、依賴倒置原則、接口隔離原則和Liskov替換原則，在表2-1中列出了主要的一些面向?qū)ο笤O(shè)計原則及其簡單描述，詳細(xì)的分析將在本章各節(jié)逐步展開。

表2-1 設(shè)計原則

在本書中，我們只對前5大原則進(jìn)行系統(tǒng)論述，關(guān)于合成/聚合復(fù)用原則，在1.2節(jié)“什么是繼承”中已經(jīng)有相關(guān)的論述。

2.1.4 學(xué)習(xí)建議

了解面向?qū)ο蟮脑O(shè)計原則，是個不斷實(shí)踐和研究的過程，對于僵化的代碼和設(shè)計，應(yīng)該在可能的情況下有重構(gòu)的勇氣。當(dāng)然，學(xué)習(xí)和了解理論基礎(chǔ)也是相當(dāng)重要的方面：

深入了解設(shè)計基礎(chǔ)。什么是設(shè)計基礎(chǔ)呢？在我看來，面向?qū)ο蟮幕疽兀嫦驅(qū)ο蟮恼Z言基礎(chǔ)都是一切設(shè)計的基礎(chǔ)，沒有繼承、多態(tài)、聚合的深入了解，就無法更好地認(rèn)識設(shè)計原則中的實(shí)現(xiàn)理念。

打好設(shè)計原則的理論基礎(chǔ)。本節(jié)簡單總結(jié)了7種基本的設(shè)計原則，對于這些原則的核心思想和應(yīng)用技巧應(yīng)該建立基本的認(rèn)識。

不斷實(shí)踐和反思。對于設(shè)計原則的實(shí)踐，莫過于對僵化的設(shè)計操刀重構(gòu)，要有不斷完善的勇氣和心力，在重構(gòu)的實(shí)踐中思考并形成經(jīng)驗。

了解設(shè)計模式。設(shè)計模式都是對于軟件經(jīng)驗的經(jīng)典總結(jié)，模式和原則相輔相成，深入了解常見的設(shè)計模式尤為重要，例如Proxy模式就是對單一職責(zé)原則的一種體現(xiàn)。

具備必要的修養(yǎng)。除了本章將要討論的設(shè)計原則，還有一些通用的軟件規(guī)則對于深入理解設(shè)計原則大有裨益，例如：高內(nèi)聚、低耦合、控制器、受保護(hù)變化等，對于這些通用規(guī)則必須打好基礎(chǔ)，在設(shè)計原則的很多方面都有這些基礎(chǔ)規(guī)則的體現(xiàn)。

2.1.5 結(jié)論

請從了解設(shè)計原則開始，重構(gòu)你的系統(tǒng)。將僵化而脆弱的設(shè)計踢出你的代碼，應(yīng)用面向?qū)ο蟮乃枷雭砝砬逍枨螅闹蟹蛛x抽象和具體，應(yīng)用前人的經(jīng)驗來實(shí)現(xiàn)優(yōu)雅的設(shè)計，構(gòu)建靈活、可靠和健壯的軟件。

本章將以適當(dāng)?shù)钠鶃黻P(guān)注軟件設(shè)計原則，以及如何在.NET技術(shù)中實(shí)現(xiàn)，通過對5個基本設(shè)計原則的分析與應(yīng)用，從中了解和體會如何使設(shè)計變得優(yōu)雅，如何使軟件更有擴(kuò)展性和穩(wěn)定性，如何避免僵化的設(shè)計架構(gòu)。