超易懂！原来 SOLID 原则要这么理解！-solid 设计原则

说到 SOLID 原则，相信有过几年工作经验的朋友都有个大概印象，但就是不知道它具体是什么。甚至有些工作了十几年的朋友，它们对 SOLID 原则的理解也停留在表面。今天我们就来聊聊 SOLID 原则以及它们之间的关系。

01 什么是 SOLID 原则

SOLID 原则其实是用来指导软件设计的，它一共分为五条设计原则，分别是：

单一职责原则(SRP)
开闭原则(OCP)
里氏替换原则(LSP)
接口隔离原则(ISP)
依赖倒置原则(DIP)

单一职责原则(SRP)

单一职责原则(Single Responsibility Principle)，它的定义是：应该有且仅有一个原因引起类的变更。简单地说：接口职责应该单一，不要承担过多的职责。用生活中肯德基的例子来举例：负责前台收银的服务员，就不要去餐厅收盘子。负责餐厅收盘子的就不要去做汉堡。

单一职责适用于接口、类，同时也适用于方法。例如我们需要修改用户密码，有两种方式可以实现，一种是用「修改用户信息接口」实现修改密码，一种是新起一个接口来实现修改密码功能。在单一职责原则的指导下，一个方法只承担一个职能，所以我们应该新起一个接口来实现修改密码的功能。

单一职责原则的重点在于职责的划分，很多时候并不是一成不变的，需要根据实际情况而定。单一职责能够使得类复杂性降低、类之间职责清晰、代码可读性提高、更加容易维护。但它的缺点也很明显，就是对技术人员要求高，有些时候职责难以区分。

我们在设计一个类的时候，可以先从粗粒度的类开始设计，等到业务发展到一定规模，我们发现这个粗粒度的类方法和属性太多，且经常修改的时候，我们就可以对这个类进行重构了，将这个类拆分成粒度更细的类，这就是所谓的持续重构。

开闭原则(OCP)

开闭原则(Open Closed Principle)，它的定义是：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。简单地说：就是当别人要修改软件功能的时候，使得他不能修改我们原有代码，只能新增代码实现软件功能修改的目的。

这听着有点玄乎，我来举个例子吧。

这段代码模拟的是对于水果剥皮的处理程序。如果是苹果，那么是一种拨皮方法;如果是香蕉，则是另一种剥皮方法。如果以后还需要处理其他水果，那么就会在后面加上很多 if else 语句，最终会让整个方法变得又臭又长。如果恰好这个水果中的不同品种有不同的剥皮方法，那么这里面又会有很多层嵌套。

if(type == apple){ 
    //deal with apple  
} else if (type == banana){ 
    //deal with banana 
} else if (type == ......){ 
    //...... 
}

可以看得出来，上面这样的代码并没有满足「对拓展开放，对修改封闭」的原则。每次需要新增一种水果，都可以直接在原来的代码上进行修改。久而久之，整个代码块就会变得又臭又长。

如果我们对剥水果皮这件事情做一个抽象，剥苹果皮是一个具体的实现，剥香蕉皮是一个具体的实现，那么写出的代码会是这样的：

public interface PeelOff { 
    void peelOff(); 
} 
 
public class ApplePeelOff implement PeelOff{ 
    void peelOff(){ 
  //deal with apple 
    } 
} 
 
public class BananaPeelOff implement PeelOff{ 
    void peelOff(){ 
  //deal with banan 
    } 
} 
 
public class PeelOffFactory{ 
    private Map<String, PeelOff> map = new HashMap(); 
 
    private init(){ 
        //init all the Class that implements PeelOff interface  
   } 
} 
 
..... 
 
public static void main(){ 
    String type = "apple"; 
    PeelOff peelOff = PeelOffFactory.getPeelOff(type);  //get ApplePeelOff Class Instance. 
    peelOff.pealOff(); 
}

上面这种实现方式使得别人无法修改我们的代码，为什么?

因为当需要对西瓜剥皮的时候，他会发现他只能新增一个类实现 PeelOff 接口，而无法在原来的代码上修改。这样就实现了「对拓展开放，对修改封闭」的原则。

里氏替换原则(LSP)

里氏替换原则(LSP)的定义是：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。简单地说：所有父类能出现的地方，子类就可以出现，并且替换了也不会出现任何错误。例如下面 Parent 类出现的地方，可以替换成 Son 类，其中 Son 是 Parent 的子类。

Parent obj = new Son(); 
等价于 
Son son  = new Son();

这样的例子在 Java 语言中是非常常见的，但其核心要点是：替换了也不会出现任何的错误。这就要求子类的所有相同方法，都必须遵循父类的约定，否则当父类替换为子类时就会出错。这样说可能还是有点抽象，我举个例子。

public class Parent{ 
    // 定义只能扔出空指针异常 
    public void hello throw NullPointerException(){ 
    } 
} 
public class Son extends Parent{ 
    public void hello throw NullPointerException(){ 
        // 子类实现时却扔出所有异常 
        throw Exception; 
    } 
}

上面的代码中，父类对于 hello 方法的定义是只能扔出空指针异常，但子类覆盖父类的方法时，却扔出了其他异常，违背了父类的约定。那么当父类出现的地方，换成了子类，那么必然会出错。

其实这个例子举得不是很好，因为这个在编译层面可能就有错误。但表达的意思应该是到位了。

而这里的父类的约定，不仅仅指的是语法层面上的约定，还包括实现上的约定。有时候父类会在类注释、方法注释里做了相关约定的说明，当你要覆写父类的方法时，需要弄懂这些约定，否则可能会出现问题。例如子类违背父类声明要实现的功能。比如父类某个排序方法是从小到大来排序，你子类的方法竟然写成了从大到小来排序。

里氏替换原则 LSP 重点强调：对使用者来说，能够使用父类的地方，一定可以使用其子类，并且预期结果是一致的。

接口隔离原则(ISP)

接口隔离原则(Interface Segregation Principle)的定义是：类间的依赖关系应该建立在最小的接口上。简单地说：接口的内容一定要尽可能地小，能有多小就多小。

举个例子来说，我们经常会给别人提供服务，而服务调用方可能有很多个。很多时候我们会提供一个统一的接口给不同的调用方，但有些时候调用方 A 只使用 1、2、3 这三个方法，其他方法根本不用。调用方 B 只使用 4、5 两个方法，其他都不用。接口隔离原则的意思是，你应该把 1、2、3 抽离出来作为一个接口，4、5 抽离出来作为一个接口，这样接口之间就隔离开来了。

那么为什么要这么做呢?我想这是为了隔离变化吧! 想想看，如果我们把 1、2、3、4、5 放在一起，那么当我们修改了 A 调用方才用到的 1 方法，此时虽然 B 调用方根本没用到 1 方法，但是调用方 B 也会有发生问题的风险。而如果我们把 1、2、3 和 4、5 隔离成两个接口了，我修改 1 方法，绝对不会影响到 4、5 方法。

除了改动导致的变化风险之外，其实还会有其他问题，例如：调用方 A 抱怨，为什么我只用 1、2、3 方法，你还要写上 4、5 方法，增加我的理解成本。调用方 B 同样会有这样的困惑。

在软件设计中，ISP 提倡不要将一个大而全的接口扔给使用者，而是将每个使用者关注的接口进行隔离。

依赖倒置原则(DIP)

依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)的定义是：高层模块不应该依赖底层模块，两者都应该依赖其抽象。抽象不应该依赖细节，即接口或抽象类不依赖于实现类。细节应该依赖抽象，即实现类不应该依赖于接口或抽象类。简单地说，就是说我们应该面向接口编程。通过抽象成接口，使各个类的实现彼此独立，实现类之间的松耦合。

如果我们每个人都能通过接口编程，那么我们只需要约定好接口定义，我们就可以很好地合作了。软件设计的 DIP 提倡使用者依赖一个抽象的服务接口，而不是去依赖一个具体的服务执行者，从依赖具体实现转向到依赖抽象接口，倒置过来。

02 SOLID 原则的本质

我们总算把 SOLID 原则中的五个原则说完了。但说了这么一通，好像是懂了，但是好像什么都没记住。那么我们就来盘一盘他们之间的关系。ThoughtWorks 上有一篇文章说得挺不错，文中说：

单一职责是所有设计原则的基础，开闭原则是设计的终极目标。
里氏替换原则强调的是子类替换父类后程序运行时的正确性，它用来帮助实现开闭原则。
而接口隔离原则用来帮助实现里氏替换原则，同时它也体现了单一职责。
依赖倒置原则是过程式编程与面向对象编程的分水岭，同时它也被用来指导接口隔离原则。

图片 l 来自 ThoughtWorks

简单地说：依赖倒置原则告诉我们要面向接口编程。当我们面向接口编程之后，接口隔离原则和单一职责原则又告诉我们要注意职责的划分，不要什么东西都塞在一起。

当我们职责捋得差不多的时候，里氏替换原则告诉我们在使用继承的时候，要注意遵守父类的约定。而上面说的这四个原则，它们的最终目标都是为了实现开闭原则。

参考资料

写了这么多年代码，你真的了解 SOLID 吗?- 知乎
如何理解 SOLID 原则?- ThoughtWorks 洞见
重构的七宗罪 - ThoughtWorks 洞见

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