[Java 程序员应当知道的 10 个面向对象设计原则]

面向对象设计原则是 OOPS （ Object-Oriented Programming System ，面向对象的程序设计系统）编程的核心， 但我见过的大多数 Java 程序员热心于像 Singleton （单例） 、 Decorator （装饰器）、 Observer （观察者） 等设计模式，而没有把足够多的注意力放在学习面向对象的分析和设计上面。学习面向对象编程像“抽象”、“封装”、“多态”、“继承” 等基础知识是重要的，但同时为了创建简洁、模块化的设计，了解这些设计原则也同等重要。我经常看到不同经验水平的 java 程序员，他们有的不知道这些 OOPS 和 SOLID （ PS ：请看最后的解释）设计原则，有的只是不知道一个特定的设计原则会带来怎样的益处，甚至不知道在编码中如何使用这些设计原则。

1.（设计原则）
底线是永远追求高内聚、低耦合的编码或设计。 Apache 和 Sun 的开源代码是学习 Java 和 OOPS 设计原则的良好范例。它们向我们展示了，设计原则在 Java 编程中是如何使用的。 Java JDK 使用了一些设计原则： BorderFactory 类中的工厂模式、 Runtime 类中的单例模式、 java.io 类中的装饰器模式。顺便说一句，如果您真的对 Java 编码原则感兴趣，请阅读 Joshua Bloch 的 Effective Java ，他编写过 Java API 。我个人最喜欢的关于面向对象设计模式的是 Kathy Sierra 的 Head First Design Pattern （深入浅出设计模式），以及其它的关于深入浅出面向对象分析和设计。这些书对编写更好的代码有很大帮助，充分利用各种面向对象和 SOLID 的设计模式。

虽然学习设计模式（原则）最好的方法是现实中的例子和理解违反设计原则带来的不便，本文的宗旨是向那些没有接触过或正处于学习阶段的 Java 程序员介绍面向对象设计原则。我个人认为 OOPS 和 SOLID 设计原则需要有文章清楚的介绍它们，在此我一定尽力做到这点，但现在请您准备浏览以下设计模式（原则）。
DRY – Don ’ t repeat yourself
我们第一个面向对象设计原则是： DRY ，从名称可以看出 DRY （ don ’ t repeat yourself ）意思是不写重复代码，而是抽象成可复用的代码块。如果您有两处以上相同的代码块，请考虑把它们抽象成一个单独的方法；或者您多次使用了硬编码的值，请把它们设置成公共常量。这种面向对象设计原则的优点是易于维护。重要的是不要滥用此原则，重复不是针对代码而是针对功能来说。它的意思是，如果您使用通用代码来验证 OrderID 和 SSN ，这并不意味着它们是相同的或者他们今后将保持不变。通过把通用代码用于实现两种不同的功能，或者您把这两种不同的功能密切地联系在一起；当您的 OrderID 格式改变时，您的 SSN 验证代码将会中断。所以要当心这种耦合，而且不要把彼此之间没有任何关系却类似的代码组合在一起。

2.封装经常修改的代码
Encapsulate What Changes
在软件领域永远不变的是“变化”，所以把您认为或怀疑将来要被修改的代码封装起来。这种面向对象设计模式的优点是：易于测试和维护恰当封装的代码。如果您在用 Java 编程，那么请遵守以下原则：变量和方法的访问权限默认设置为私有，并且逐步放开它们的访问权限，例如从“ private ”到“ protected ”、“ not public ”。 Java 中的一些设计模式使用了封装，工厂设计模式就是一个例子，它封装了创建对象的代码而且提供了以下灵活性：后续生成新对象不影响现有的代码。

3.打开 /关闭设计原则
OpenClosed Design Principle
类、方法 /函数应当是对扩展(新功能)开放，对修改闭合。这是另外一个优雅的 SOLID 设计原则，以防止有人修改通过测试的代码。理想情况下假如您添加了新功能，那么您的代码要经过测试，这就是打开 /关闭设计原则的目标。顺便说一句， SOLID 中的字母“ O ”指的是打开 /关闭设计原则。

4.单一职责原则
Single Responsibility Principle(SRP)
单一职责原则是另外一个 SOLID 设计原则， SOLID 中的字母“ S ”指的就是它。按照 SRP ，一个类修改的原因应当有且只有一个，或者一个类应当总是实现单一功能。如果您在 Java 中的一个类实现了多个功能，那么这些功能之间便产生了耦合关系；如果您修改其中的一个功能，您有可能就打破了这种耦合关系，那么就要进行另一轮测试以避免产生新的问题。

5.依赖注入 /反转原则
Dependency Injection or Inversion principle
不要问框架的依赖注入功能将会给你带来什么益处，依赖注入功能在 spring 框架里已经很好的得到了实现，这一设计原则的优雅之处在于： DI 框架注入的任何一个类都易于用模拟对象进行测试，并且更易于维护，因为创建对象的代码在框架里是集中的而且和客户端代码是隔离的。有多种方法可以实现依赖注入，例如使用字节码工具，其中一些 AOP(面向切面编程)框架如切入点表达式或者 spring 里使用的代理。想对这种 SOLID 设计原则了解更多，请看 IOC 和 DI 设计模式中的例子。 SOLID 中的字母“ D ”指的就是这种设计原则。

6.优先使用组合而非继承
Favor Composition over Inheritance
如果可以的话，要优先使用组合而非继承。你们中的一些人可能为此争论，但我发现组合比继承更有灵活性。组合允许在运行时通过设置属性修改一个类的行为，通过使用多态即以接口的形式实现类之间的组合关系，并且为修改组合关系提供了灵活性。甚至 Effective Java 也建议优先使用组合而非继承。

7.里氏替换原则
Liskov Substitution Principle LSP
根据里氏替换原则，父类出现的地方可以用子类来替换，例如父类的方法或函数被子类对象替换应该没有任何问题。 LSP 和单一职责原则、接口隔离原则密切相关。如果一个父类的功能比其子类还要多，那么它可能不支持这一功能，而且也违反了 LSP 设计原则。为了遵循 LSP SOLID 设计原则，派生类或子类(相对父类比较)必须增强功能，而非减少。 SOLID 中的字母“ L ”指的就是 LSP 设计原则。

8.接口隔离原则
接口隔离原则指，如果不需要一个接口的功能，那么就不要实现此接口。这大多在以下情况发生：一个接口包含多种功能，而实现类只需要其中一种功能。接口设计是一种棘手的工作，因为一旦发布了接口，您就不能修改它否则会影响实现该接口的类。在 Java 中这种设计原则的另一个好处是：接口有一个特点，任何类使用它之前都要实现该接口所有的方法，所以使用功能单一的接口意味着实现更少的方法。

9 编程以接口(而非实现对象)为中心
编程总是以接口(而非实现对象)为中心，这会使代码的结构灵活，而且任何一个新的接口实现对象都能兼容现有代码结构。所以在 Java 中，变量、方法返回值、方法参数的数据类型请使用接口。这是许多 Java 程序员的建议， Effective Java 以及 head first design pattern 等书也这样建议。（ PS ：这两本是非常不错的 Java 好书，推荐入门后学习，有一定难度）

10.代理原则
不要期望一个类完成所有的功能，可以适当地把一些功能交给代理类实现。代理原则的典范是： Java 中的 equals() 和 hashCode() 方法。为了比较两个对象的内容是否相同，我们让用于比较的类本身完成对比工作而非它们的调用方。这种设计原则的好处是：没有重复编码而且很容易修改类的行为。

总结
以上所有面向对象的设计原则可以帮助您写出灵活、优雅的代码：具有高内聚低耦合的代码结构。理论只是第一步，更重要的是我们要习得一种能力去发现什么时候使用这些设计原则。去发现我们是否违反了什么设计原则和影响了代码的灵活性，但是世界上没有什么是完美的，我们解决问题时不能总去使用设计模式和设计原则，它们大多用于有较长维护周期的大型企业项目。
首先解释一下 SOLID ： S.O.L.I.D 是面向对象设计和编程(OOD&OOP)中几个重要编码原则的首字母缩写。
SRP （ The Single Responsibility Principle ）单一责任原则
OCP （ The Open Closed Principle ）开放封闭原则
LSP （ The Liskov Substitution Principle ）里氏替换原则
DIP （ The Dependency Inversion Principle ）依赖倒置原则
ISP （ The Interface Segregation Principle ）接口分离原则
这些 OO 原则可以说是面向对象编程的精髓所在，好比易筋经之心法，想要运用自如，需要长时间的编码积累体会，着急不得。但又要避免滥用，由其是在 JavaEE 开发和 Android 开发中，要以实际项目需求出发，不过，一切原则以扩展性和性能来权衡考虑，总是不会错的。

[-文章节选自同行说应用，看更过技术干货请移步同行说]