看看这篇针对Java开发人员的SOLID设计原则简介。抽丝剥茧,细说架构那些事——【优锐课】
当你刚接触软件工程时,这些原理和设计模式不容易理解或习惯。我们都遇到了问题,很难理解SOLID + DP的思想,甚至很难正确实施它们。确实,“为什么要SOLID?”的整个概念,以及如何实施设计模式,这需要时间和大量实践。
我可以说实话,关于SOLID设计模式以及TDD等其他领域,从本质上讲,它们很难教。很难以正确的方式将所有这些知识和信息传授给年轻人。
让SOLID 变得容易
在本文中,我将以尽可能简单的术语,通过简单易懂的示例来教授SOLID的每个字母。
SOLID的“S”
S代表SRP(单一责任原则)。基本思想是应用关注点分离,这意味着你应尝试将关注点分离到不同的类中。一堂课应该专注于单个问题,逻辑或单个领域。当域,规范或逻辑发生变化时,它只影响一个类。
实施SRP之前
下面,我们违反了SRP。VehicleServiceResource
类实现了两种不同的方法,并以两种角色结束。如我们所见,该类具有两个标记其用法的注释。
一种是向客户端公开和提供HTTP终结点服务的角色。
第二个是车辆服务的角色,该服务从存储getVehicles()
中获取车辆并计算总值calculateTotalValue()
:
1 @EndPoint("vehicles")
2 @Service
3 public class VehicleServiceResource {
4 …
5 @GET
6 public List getVehicles(){
7 }
8 public double calculateTotalValue(){}
9 …
10 }
实现SRP的简单目标是将VehicleServiceResource
分为两个不同的类:一个用于端点,另一个用于服务。
SRP实施后
我们要做的是获取VehicleServiceResource
类,并将其分为两个不同的类。
VehicleResource
类仅具有一项和一项工作。为了向客户端公开HTTP资源工具并向其提供服务,所有与业务逻辑相关的方法均导致VehicleService
类。
1 @EndPoint("vehicles")
2 public class VehicleResource {
3 @Service
4 private VehicleService service;
5 @GET
6 public List getVehicles() {
7 return this.service.getVehicles();
8 }
9 ...
10 }
我们创建了一个名为 VehicleService
的新类。此类实现所有与车辆有关的逻辑。
1 @Service
2 public class VehicleService {
3 ...
4 public List getVehciles() {}
5 public double calculateTotalValue(){}
6 ...
7 }
SOLID的“O”
O代表OCP(开闭原理)。开闭原则指出:
" ... 软件实体(例如模块,类,功能等)应打开以进行扩展,但应关闭以进行修改。"
术语“开放扩展”是指我们可以在代码中扩展并包括额外的案例/功能,而不会更改或影响我们现有的实现。
术语“关闭以进行修改”表示在添加了附加功能之后,我们不应修改现有的实现。
一个简单的违反OCP的行为:
1 public class VehicleValueCalculator {
2 // lets assume a simple method to calculate the total value of a vehicle
3 // with extra cost depending the type.
4 public double calculateVehicle(Vehicle v){
5 double value = 0;
6 if(v instanceof Car){
7 value = v.getValue() + 2.0;
8 } else if(v instanceof MotorBike) {
9 value = v.getValue() + 0.4;
10 }
11 return value;
12 }
13 }
当我们要包括一种新型车辆“卡车”时,就会违反OCP。需要对calculateVehicle
方法进行重构和代码修改。
解决
1 public interface IVehicle {
2 double calculateVehicle();
3 }
4 public class Car implements IVehicle {
5 @Override
6 public double calculateVehicle() {
7 return this.getValue() + 2.0;
8 }
9 }
10 public class MotorBike implements IVehicle {
11 @Override
12 public double calculateVehicle() {
13 return this.getValue() + 0.4;
14 }
15 }
我们的新卡车
1 public class Truck implements IVehicle {
2 @Override
3 public double calculateVehicle() {
4 return this.getValue() + 3.4;
5 }
6 }
这样,通过使用一种接受IVehicle的方法,以后在每次添加新型车辆时都无需进行重构/代码修改。
范例程式码
1 public class Main {
2 public static void main(String[] args){
3 IVehicle car = new Car();
4 IVhecile motorBike = new MotorBike();
5 //new addition
6 IVhecile truck = new Truck();
7 double carValue = getVehicleValue(car);
8 double motorBikeValue = getVehicleValue(motorBike);
9 double truckValue = getVehicleValue(truck);
10 }
11 public double getVehicleValue(IVehicle v) {
12 return v.calculateVehicle();
13 }
14 }
SOLID的“L”
L代表LSP(Liskov替代原理):
为了使这篇文章成为SOLID的介绍,而不会引起混淆,我将尝试使LSP尽可能简单,并排除很多具体的细节,因为LSP又是另一天的讨论和辩论。
LSP指出,当我们用任何子类型替换父类型时,该软件不应改变期望的结果。
LSP不仅仅是一个设计模式,更是一个问题定义,而我们可以做的是防止不良影响。
为了更清楚地说明这一点,我们将检查以下简单示例:
1 /**
2 * The Base Rectangle class
3 * This class defines the structure and properties of all types of rectangles
4 */
5 public class Rectangle {
6 private int width;
7 private int height;
8 public Rectangle(){}
9 public Rectangle(int w,int h) {
10 this.width = w;
11 this.height = h;
12 }
13 public int getWidth() {
14 return width;
15 }
16 public void setWidth(int width) {
17 this.width = width;
18 }
19 public int getHeight() {
20 return height;
21 }
22 public void setHeight(int height) {
23 this.height = height;
24 }
25 public int getArea() {
26 return this.height * this.width;
27 }
28 /**
29 * LSP violation is case of a Square reference.
30 */
31 public final static void setDimensions(Rectangle r,int w,int h) {
32 r.setWidth(w);
33 r.setHeight(h);
34 //assert r.getArea() == w * h
35 }
36 }
1 /**
2 * A Special kind of Rectangle
3 */
4 public class Square extends Rectangle {
5 @Override
6 public void setHeight(int h){
7 super.setHeight(h);
8 super.setWidth(h);
9 }
10 @Override
11 public void setWidth(int w) {
12 super.setWidth(w);
13 super.setHeight(w);
14 }
15 }
在谈论LSP时,我们在Rectangle类中有setDimensions方法,该方法接受Rectangle对象的类型并设置宽度和高度。这是违规的,因为行为发生了变化,并且在传递方形引用时我们的数据不一致。
有很多解决方案。其中一些将应用“开放式封闭原则”和通过“合同”模式进行设计。
还有许多其他解决LSP违规问题的方法,但是在此不做解释,因为它不在本文讨论范围之内。
SOLID的“I”
I代表ISP(接口隔离原理)。接口隔离原则是由Robert C. Martin在为Xerox咨询时定义的。他将其定义为:
“不应强迫客户依赖他们不使用的接口。”
ISP指出,我们应该将接口拆分为更小,更具体的接口。
以下是代表两个不同角色的界面示例。一个角色是处理打开和关闭之类的连接,另一个角色是发送和接收数据。
1 public interface Connection {
2 void open();
3 void close();
4 byte[] receive();
5 void send(byte[] data);
6 }
在应用ISP之后,我们得到了两个不同的接口,每个接口代表一个确切的角色。
1 public interface Channel {
2 byte[] receive();
3 void send(byte[] data);
4 }
5 public interface Connection {
6 void open();
7 void close();
8 }
SOLID的“D”
D代表DIP(依赖性反转原理)。DIP声明我们应该依赖抽象(接口和抽象类),而不是具体的实现(类)。
接下来是违反DIP。我们有一个Emailer
类,具体取决于直接的SpellChecker
类:
1 public class Emailer{
2 private SpellChecker spellChecker;
3 public Emailer(SpellChecker sc) {
4 this.spellChecker = sc;
5 }
6 public void checkEmail() {
7 this.spellChecker.check();
8 }
9 }
Spellchecker
类:
1 public class SpellChecker {
2 public void check() throws SpellFormatException {
3 }
4 }
目前可能可以使用,但是过了一会儿,我们要包含两种不同的SpellChecker
实现。我们有默认的SpellChecker
和新greek spellchecker
。
在当前的实现中,需要重构,因为Emailer类仅使用SpellChecker
类。
一个简单的解决方案是为不同的SpellChecker
创建要实现的接口。
1 // The interface to be implemented by any new spell checker.
2 public interface ISpellChecker {
3 void check() throws SpellFormatException;
4 }
现在,Emailer
类在构造函数上仅接受ISpellChecker
引用。下面,我们将Emailer
类更改为不关心/不依赖于实现(具体的类),而是依赖于接口(ISpellChecker
)
1 public class Emailer{
2 private ISpellChecker spellChecker;
3 public Emailer(ISpellChecker sc) {
4 this.spellChecker = sc;
5 }
6 public void checkEmail() {
7 this.spellChecker.check();
8 }
9 }
我们为ISpellChecker
提供了许多实现:
1 public class SpellChecker implements ISpellChecker {
2 @Override
3 public void check() throws SpellFormatException {
4 }
5 }
6 public class GreekSpellChecker implements ISpellChecker {
7 @Override
8 public void check() throws SpellFormatException {
9 }
10 }
这是另一个代码示例。无论实现是什么,我们都将ISpellChecker
类型传递给Emailer构造函数。
1 public static class Main{
2 public static void main(String[] a) {
3 ISpellChecker defaultChecker = new SpellChecker();
4 ISpellChecker greekChecker = new GreekSpellChecker();
5 new Emailer(defaultChecker).checkEmail();
6 new Emailer(greekChecker).checkEmail();
7 }
8 }
就是这样!希望你喜欢Java代码中SOLID设计原理的简单概述。