面向对象设计原则
可维护性和可复用性
原因
两者某种程度上可以等同，我们一般希望达成的是可复用的可维护性
软件的可维护性较低，通常由下面四个原因构成
- 僵硬：很难添加一个新的功能，造成代码的改动很大，所有的修改都要基于源代码的改动；与可拓展性相对
- 脆弱：和过于僵硬同时存在；与灵活性相对
- 低复用：组成部分很难在其他部分或者不同项目进行使用（黑盒）
- 黏度过高：架构层面上，如果需要破坏原始的框架和结构；与可插入性相对
重构
调整程序代码改善软件的质量
单一职责原则
定义
- 一个对象只包含单一的职责，职责被完整的封装在一个类中；就像链表的添加删除获取等职责
- 就一个类而言，应该只有一个引起它变化的原因，也就是只对单一的职责负责
分析
- 一个类承担的职责越多，被复用的可能性越小，当职责越来越多，就相当于职责之间的耦合越来越多，一个职责的变化就会影响其他职责的运作
- 数据职责和行为职责，数据职责通过属性来体现，行为职责通过方法来体现
- 高内聚，低耦合，就像 迭代器现在被独立出来成为一个类，专门负责迭代
举例
不要让login又负责连接又负责登陆校验
开闭原则
定义
- 一个软件实体应该对拓展开放，对修改关闭。软件实体可以指一个软件模块，一个由多个类组成的局部结构或一个独立的类
- 也就是说，在设计一个模块的时候，这个模块可以在不被修改的前提下被扩展
- 也就是，在增加一个功能的时候，可以在不修改源代码的情况下改变这个模块的行为，通过新的代码实现
分析
- 抽象化，抽象类和具体类，具体类实现具体的功能
- 对可变性封装原则，找到系统的可变因素并将其封装起来，当你预判可能会发生变化的时候，使用抽象
举例
当修改一个需求的时候，需要修改源代码，例如改变Button的形状
表驱动也是类似的思想
里式代换原则
定义
如果对于每一个类型为S的对象o1，都有类型为T的对象o2，使得以T定义的所有程序P在所有的对象o1都代换成o2的时候，程序P的行为没有变化，那么类型S是类型T的子类型
也就是说，所有引用基类的地方，都能透明的使用子类的对象
分析
- 在软件中，如果能够使用基类对象，那么一定能够使用其子类对象。也就是说，把基类都变成它的子类，程序将不会产生任何错误和异常
- 里氏代换原则是实现开闭原则的重要方式之一，由于使用基类对象的地方都可以使用子类对象，因此在程序中，尽量使用基类类型来对对象进行定义，而在运行的时候，再确定其子类类型，用子类对象来替换父类对象
- 不应该给子类添加新的公开方法（私有方法可以添加，被共有方法调用），子类应该是对父类功能的复用，新增父类的功能可以使用组合而不是继承
- 增加新的功能，就只用增加新的子类
- 子类可以被其他子类进行替换
举例
需要增加新的加密方法就需要增加DataOperator中的代码，违背了开闭原则，可以将其封装起来，并且保证抽象类和具体类之间满足里氏代换原则，接口需要一样（子类实现的方法，父类中都有声明）
也可以实现abstractCipher，增加新的功能就增加新的子类
依赖倒转原则
定义
Dependence Inversion Principle
- 高层模块不应该依赖底层模块，都应该依赖抽象，抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象
- 要针对接口编程，不要针对实现编程
- 高层和细节都依赖抽象，一种倒置关系
分析
- 开闭原则是面向对象设计的目标，依赖倒转原则就是面向对象设计的主要手段
- 也就是说，代码依赖于抽象的类，而不是具体的类；针对接口或者抽象类编程而不是针对实现编程
- 只要发生了耦合关系的地方，就尽量使用抽象作为依赖
常用实现方式
- 在代码中使用抽象类，将具体类放进配置文件中，“将抽象放进代码，将细节放进元数据”
- 在程序中尽量不说明具体的实现，而在运行时通过文件才能体现，系统需要发生变化的时候，修改配置文件就可以满足需求
举例
以上都是面向具体编程的，当需要添加新的数据源和新的文件格式的时候，客户类和Main都需要修改源代码，以便使用新的类。（当然，下图也可以将抽象类换为接口，接口是对行为的封装）
接口隔离原则
定义
- 客户端不应该依赖那些它不需要的接口
- 一旦一个接口太大，需要将它分割为一些更细小的接口，使用该接口的客户端仅需知道与它相关的方法
分析
- 使用多个专门的接口，而不是用单一的总接口，每一个接口应该承担一种相对独立的角色，一个行为
- 接口仅仅提供客户端需要的行为，将客户端不需要的行为隐藏起来，所以要尽量提供小的接口
- 如果一个实现类只用一个功能，一个方法，一个行为，那么就提供只包含着一个行为的接口
举例
三角形+虚线代表实现
三角形+实现代表继承
由于是共有的方法，无法限制ClientA使用OperatorB和OperatorC
合成复用原则
定义
组合/聚合复用原则
在一个新的对象里通过关联关系来使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分，新对象通过调用已有对象的方法达到复用其已有功能的目的，即尽量使用对象组合/聚合has a而不是继承is a来达到复用的目的
分析
继承
- 继承实现的复用是一种透明的复用，白箱复用（类似于代码的拷贝），继承的实现是静态的，不能实时发生改变
- 一旦发生基类的改变，所有的派生类都会收到影响
组合
- 内部细节对于新对象是不可见的，黑箱复用
- 旧的成员的变化对于新对象是影响不大的，只用保证接口不变就行
- 新对象可以动态引用，更有一定的灵活性
总结
- 一般来说首选组合/聚合来实现复用，复用接口的实现，降低类之间的耦合度
- 其次再考虑继承，在使用继承的时候，需要严格遵守里氏代换原则，复用接口的定义，父类确定不会有变化的部分才会使用子类进行继承
举例
- StudentDAO和TeacherDAO复用getConnection这个方法
- 但是如果更换了数据库的连接方式，需要更改DBUtil的源代码
- 如果StudentDAO和TeacherDAO需要编程不同的数据库连接方式，需要增加新的DBUtil类别，并且修改子类的源代码，使他们分别继承不同的数据库类，违背了开闭原则
- 增加新的实现，就可以增加新的DBUtil的子类，甚至是放在配置文件中（不用改源代码），这里也有依赖倒转原则
迪米特法则（最小知识原则）
定义
- 不要直接和陌生人说话
- 只与你的直接朋友通信
- 每一个软件单位都受限制的了解其他的单位，并且还仅仅局限于那些与本单位密切相关的软件单位
分析
- 简单的说，就是一个软件实体应该尽可能少的与其他实体发生相互作用
- 这样当一个模块修改的时候，就会尽量少的影响其他的模块，拓展相互容易
所谓的朋友
- 对象本身
- 以参数形式传入到当前对象方法中的对象
- 成员对象，以及集合型成员对象中的元素
- 当前对象创建的对象
狭义
- 如果两个类不必彼此直接通信，那就不应当发生直接的相互作用，一个类需要调用另一个类的某一个方法的时候，可以通过第三者转发这个调用
- 降低类之间的耦合，但是会增加大量的小方法，可以让一个系统的局部设计简化，因为每一个局部都不会与远距离的对象有直接的关联，但是会造成系统的不同模块的通信效率降低，不容易协调，（方法的调用是一个复杂的过程，付出了性能的代价）
广义
- 对对象之间的信息流量、流向以及信息的影响的控制，主要是对于信息隐藏的控制，便于各个子系统之间脱耦，从而允许他们独立的开发，优化，使用和修改，同时可以促进软件的复用。
- 由于每个模块不依赖其他模块而存在，因此每一个模块都可以独立地在其他的地方使用
用途
控制信息的过载
- 创建低耦合的类，易于复用，并且便于修改
- 每一个类应该尽量降低成员变量和成员函数的访问权限
- 只要有可能，一个类应该设计成不变类；并且对于其他类的引用上，一个对象对于其他对象的引用应该降到最低
举例
调用关系较为复杂，找朋友，通过第三者转发
小结
目标：开闭原则
指导：最小知识原则
基础：单一职责原则、可变性封装原则
实现：依赖倒转原则、合成复用原则、里式代换原则、接口隔离原则