软件架构设计系列总结—1—面向对象设计原则理解

面向对象设计（OOD）核心原则让我的程序模块达到“高内聚低耦合”,这是来自于30年前兴起的结构化设计（structured Design），但是同样适用于我们的OOD。

1.高内聚：

高内聚是指某个特定模块（程序，类型）都应完成一系列相关功能，描述了不同程序，类型中方法，方法中不同操作描述的逻辑之间的距离相近。高内聚意味可维护性，可重新性，因为模块对外部的依赖少（功能的完备性）。如果两个模块之间的修改，互不影响这说明模块之间是高内聚的。模块的内聚和其担当的职责成反比，即，模块的职责越多，模块的内聚性越低，这也是模块的单一原则（SRP），SRP提倡每个类型都最好只承担单一的职责，只有单一的改变因素。

2.低耦合:

耦合是描述模块之间的依赖程度，如果一个模块的修改，都有影响另一个模块则，两模块之间是相互依赖耦合的。（依赖具有传递性，耦合的两个模块可能间接依赖），低耦合是我们的设计目的，但不是不存在耦合不存依赖，依赖是必须的，因为模块之间必须通信交互，不过我的设计依赖应该依赖于不变或者不易变的接口，无需了解模块的具实现（OO封装性）。

在面向对象：我们可以简述为功能完备（高内聚）的对象之间的交互是依赖于不变或不易变的接口契约（低耦合）。

实现高内聚低耦合：行之有效的方式是分了关注点（SOC），将系统拆分成功能不同没有重叠功能集。每个功能只关注一个方面（Aspect）保证模块之间功能没有或者尽量少的重复。模块化内部实现细节隐藏，只暴露必须的接口，使得模块之间依赖于抽象，达到稳定。分离关注点的思想存在于我们软件设计的各个领域。如在.net的世界里SOA（面向服务架构）服务就是关注点，只暴露出必要的契约。分层架构从逻辑上利用接口抽象信息隐藏，减少依赖。MVC，MVP也是遵循分了关注点原则，达到表现层和逻辑的分离。

面向对象设计原则：

1.降低耦合度：对象直接需要交互，这就存在依赖，为了实现低耦合就必须减少依赖，依赖于稳定或不易变抽象。考虑如下订单日志记录场景：我们需要在订单每部操作记录更改日志。

public class OrderManager

{

   public void Create(Order order)

  {

      //订单处理.

     Logger log = new Logger();

     String history=GetHistory();

     log.log(history);

 }

}

在这里我们的OrderManager和Logger存在高耦合，Logger类的修改可能导致OrderManager的修改，而且不能随意切换我们的日志记录方式，比如文件，控制台，数据库等日志方式。

面向抽象编程提出抽象（接口，abstract类）是不易变的稳定抽象；对于OrderManager来说我不需要了解日志记录组件内部，只需要明白提供那些接口可用，怎么用。

public interface ILogger

{

  void Log(History history);

}

public class Logger

{

  public void Log(History history)

{


//内部实现
 
};

}

那么我们可以从设计模式工厂模式（工厂模式是负责一些列相似对象的创建）Create 日志组件ILogger。

我们的OrderManager 就可以实现为：

ILogger log =LoggerFactory.Create();
log.Log(history);

这样我们的OrderManager就依赖于ILogger，而隔离Logger具体实现，将依赖于抽象，把变化缩小到Factory内部（同样也可以用抽象工厂），如果日志实现变化我们可以重新实现ILogger ，修改Factory逻辑，如果内部利用配置我的需求变更转移到配置。这就是面向对象第一原则，依赖于抽象而隐藏实现。（利用IOC是一种更好的方式）

2.代码的重用性：尽量保证相同功能代码只出现一次（Code once run anywhere）。代码的重用在面对对象设计中有继承和组合两种方式，一般推荐组合优先。组合依赖于接口，组合更安全，易于维护，测试。继承存在父类访问权限，父类的修改导致子类的变化，太多的继承也有导致派生类的膨胀，维护管理也是件头痛的事。

3.开闭原则(OCP):表述拥抱需求变化，尽量做到对模块的扩展开发，修改关闭。对于新增需求我们完美的做法是新增类型而不是修改逻辑，这就意味着我们必须使用组合或者是继承体系（为了避免上一条重用性，我的继承应该是干净的继承体系，派生类应该只是新增功能而不是修改来自父类上下文），

4.里氏替换（LSP）：表述派生类应该可以在任何地方替代父类使用。并不是所有的子类都可以完全替换子类，比如设计父类私有上下文信息的访问，导致子类无法访问。

5.依赖倒置（DIP）：描述组件之间高层组件不应该依赖于底层组件。依赖倒置是指实现和接口倒置，采用自顶向下的方式关注所需的底层组件接口，而不是其实现。DI框架实现IOC（控制反转）就是DIP很好的插入底层组件构造框架（分构造注入，函数注入，属性注入）。微软Unity，Castle windsor，Ninject等框架支持。

最后分离关注点，衍生出声明式编程，面向方面编程（AOP）实现纵切关注点，把具体业务逻辑和日志安全等框架集公用逻辑分离。