【51CTO.com快譯】

眾所周知，面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則(Object-Oriented Design Principles)是面向?qū)ο缶幊?OOP)的核心。但是，如今有許多Java程序員在追求諸如Singleton、Decorator或Observer等設(shè)計(jì)模式的同時(shí)，卻忽略了面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)。我們除了要學(xué)習(xí)諸如抽象、封裝、多態(tài)和繼承之類的基礎(chǔ)知識(shí)，還需要了解面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則。據(jù)此，我們可以創(chuàng)建出簡潔的模塊化設(shè)計(jì)，以便后期輕松地開展測試，調(diào)試和維護(hù)。

不知您是否聽說過OOP的SOLID設(shè)計(jì)原則(請參見-- https://javarevisited.blogspot.com/2018/02/top-5-java-design-pattern-courses-for-developers.html)?作為一種面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則，它具體包括如下十個(gè)部分。

1.DRY(Don’t repeat yourself)

顧名思義，DRY表示不要編寫重復(fù)的代碼，應(yīng)盡量使用抽象類(Abstraction)來抽象出目標(biāo)事物。例如：如果您有兩個(gè)以上的代碼塊，那么就應(yīng)當(dāng)考慮使其成為一個(gè)單獨(dú)的方法。如果您多次用到某個(gè)硬編程(hard-coded)的值，那么就應(yīng)當(dāng)將它們設(shè)為public final constant(請參見-- http://javarevisited.blogspot.com/2011/12/final-variable-method-class-java.html)。顯然，這樣的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則將有益于后期的維護(hù)。

不過，在您使用標(biāo)準(zhǔn)化的代碼去驗(yàn)證OrderId和SSN(譯者注：美國社會(huì)安全號(hào)碼)，這兩種不同的功能或事物時(shí)，您需要避免將它們聯(lián)系得過于緊密，否則當(dāng)OrderId更改其格式時(shí)，SSN的驗(yàn)證代碼將會(huì)受阻。這就是我們常說的耦合。請不要合并任何使用了相似代碼，但并實(shí)際聯(lián)系的事物。您可以在Udemy(譯者注：一家開放式的在線教育網(wǎng)站)上的“Java課程”中進(jìn)一步學(xué)習(xí)《軟件架構(gòu)和設(shè)計(jì)模式的基礎(chǔ)知識(shí)》，以了解有關(guān)編寫正確的代碼和在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，需要遵循的最佳實(shí)踐。

2.封裝變更(Encapsulate What Changes)

資深碼農(nóng)經(jīng)常會(huì)仰天長嘆：“在軟件領(lǐng)域，唯一不變的就是變化!”可見，您應(yīng)當(dāng)盡量封裝那些您期望，或可能在將來變更的代碼。此舉的好處同樣是易于后期的測試與維護(hù)。

如果您使用Java進(jìn)行編程，那么請?jiān)谀J(rèn)情況下將各種變量和方法設(shè)為私有，之后可逐步增加訪問權(quán)限。同時(shí)在Java中，有不少設(shè)計(jì)模式都使用到了封裝。其中Factory設(shè)計(jì)模式(Factory design pattern，請參見--http://javarevisited.blogspot.com/2011/12/factory-design-pattern-java-example.html)就是一個(gè)很好的例子。它通過封裝對(duì)象的代碼創(chuàng)建，提供了在不影響現(xiàn)有代碼的情況下，在后期引入新功能的靈活性。

在Pluralsight(譯者注：一個(gè)軟件開發(fā)的在線教育網(wǎng)站平臺(tái))上的《設(shè)計(jì)模式庫》課程(請參見--https://pluralsight.pxf.io/c/1193463/424552/7490?u=https%3A%2F%2Fwww.pluralsight.com%2Fcourses%2Fpatterns-library)，可謂最好的設(shè)計(jì)模式集。它同時(shí)提供了有關(guān)如何在真實(shí)環(huán)境中使用的建議。

3.開放式封閉設(shè)計(jì)原則(Open Closed Design Principle)

根據(jù)OOP的設(shè)計(jì)原則：“類、方法或功能都應(yīng)當(dāng)為新功能的擴(kuò)展而開放，但是要為修改而封閉(防止他人更改已經(jīng)測試過的代碼)。”在理想情況下，我們只需要測試那些能夠帶來新功能的程序代碼。這便是開放式封閉設(shè)計(jì)原則的目標(biāo)。此處的Open-Closed正是SOLID設(shè)計(jì)原則中的字母“O”的縮略。

我們來看一個(gè)違反“開放式封閉設(shè)計(jì)原則”的Java示例：在某段代碼中，GraphicEditor與Shape緊密結(jié)合，如果需要新的Shape，則需要在drawShape(Shape s)方法的內(nèi)部，修改已通過測試的系統(tǒng)。顯然，這樣既容易出錯(cuò)，也不可取。

您可以在Udemy那里學(xué)習(xí)到《面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)和架構(gòu)的SOLID原則》的相關(guān)課程，以加深對(duì)該原則的理解。

4.單一責(zé)任原則(Single Responsibility Principle，SRP)

單一責(zé)任原則要求：導(dǎo)致類發(fā)生變更的原因不應(yīng)多于一個(gè)，或者說在一個(gè)級(jí)別上應(yīng)始終只實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)功能。其好處在于：有效地減少了軟件的各個(gè)組件與代碼之間的耦合。此處的SRP便是SOLID設(shè)計(jì)原則中的字母“S”的縮寫。

例如，如果您在Java的一個(gè)類中設(shè)置了一個(gè)以上的功能，那么就會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)功能之間產(chǎn)生耦合。只要您更改了一個(gè)功能，那么就可能破壞耦合，進(jìn)而引發(fā)新的一輪測試，以避免在生產(chǎn)環(huán)境中出現(xiàn)任何異常。

您可以在Udemy那里學(xué)習(xí)到《從0到1：設(shè)計(jì)模式》的相關(guān)課程，以加深對(duì)該原則的理解。

5.依賴性注入或反轉(zhuǎn)原則(Dependency Injection or Inversion Principle)

該原則要求：不要自行增加依賴性，請把它交給框架。例如：作為編寫實(shí)際應(yīng)用最流行的Java框架之一，Spring框架就提供了各種依賴性。該設(shè)計(jì)原則的優(yōu)點(diǎn)在于：由DI框架注入的任何類，都易于使用模擬對(duì)象來進(jìn)行測試，且易于后期維護(hù)。由于對(duì)象的創(chuàng)建代碼集中于框架之中，因此客戶端的代碼則不會(huì)被散落在各處。該此Dependency Injection原則便是SOLID中字母“D”的縮寫。

我們可以用多種方法來實(shí)現(xiàn)依賴項(xiàng)注入，例如：使用似于AspectJ的面向切面編程(Aspect Oriented Programming，AOP)框架，進(jìn)行字節(jié)碼檢測;或通過使用Spring中的各種代理來實(shí)現(xiàn)。

我們來看一個(gè)違反了依賴性注入原則的Java代碼示例：EventLogWriter與AppManager有著緊密的耦合關(guān)系。如果您需要使用其他的方式(例如：通過推送短信或郵件通知)來通知客戶端的話，則需要更改AppManager類。為此，我們可以通過使用依賴關(guān)系反轉(zhuǎn)原則，來予以解決。也就是說，為了避免AppManager去請求EventLogWriter，我們可以使用由框架注入或提供的AppManager。

您可以在Udemy那里學(xué)習(xí)到《使用SOLID原則寫更好的代碼—速成班》的相關(guān)課程，以加深對(duì)該原則的理解。

6. 優(yōu)先使用(對(duì)象)組合,而非(類)繼承(Favor Composition over Inheritance)

繼承和合成是兩種通用的方法，可用于重用已編寫好的代碼。兩者雖然各有優(yōu)、缺點(diǎn)，但是如果可能的話，您應(yīng)當(dāng)盡量使用組合而不是繼承。畢竟組合比繼承要靈活得多。

此處的組合是指：通過設(shè)置屬性，以更改運(yùn)行時(shí)(run-time)類的行為，并使用各種接口來組成一個(gè)類。這就是我們常說的多態(tài)性(polymorphism)。它可以隨時(shí)、且靈活地替換成為更好的實(shí)現(xiàn)方式。

如果您有興趣學(xué)習(xí)更多有關(guān)組合、繼承、關(guān)聯(lián)、聚合等面向?qū)ο缶幊痰母拍詈椭R(shí)，請?jiān)贑oursera(譯者注：一個(gè)與世界頂尖大學(xué)合作的大型公開在線課程項(xiàng)目)上的《Java面向?qū)ο缶幊獭?/a>課程中深入學(xué)習(xí)。

如果您對(duì)更多真實(shí)環(huán)境的示例感興趣的話，請?jiān)赑luralsight上的《面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的SOLID原則》課程中進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

8.接口隔離原則(Interface Segregation Principle，ISP)

接口隔離原則規(guī)定：如果一個(gè)接口包含了多個(gè)功能，而某個(gè)客戶端只需要其中的一項(xiàng)功能，那么我們就不應(yīng)該去實(shí)現(xiàn)那些用不到的接口。

毫無疑問，接口設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較棘手的工作。畢竟我們一旦發(fā)布了某個(gè)接口，就無法在不破壞其現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)的情況下，對(duì)其進(jìn)行更改。ISP在Java中的另一個(gè)好處是：如果不同的類都需要使用某個(gè)接口去實(shí)現(xiàn)各種方法的話，不如用更少的方法去實(shí)現(xiàn)單一的功能。

如果您對(duì)接口編程感興趣的話，請參考博文--《Java接口的實(shí)戰(zhàn)用法》，以了解更多的信息。

9.為接口編程，而非為實(shí)現(xiàn)編程(Programming for Interface not implementation)

程序員應(yīng)該始終為接口編程，而不是為實(shí)現(xiàn)而編程。根據(jù)該原則所創(chuàng)建的代碼，將能夠靈活地被用于接口的任何一種新的實(shí)現(xiàn)上。

確切地說，我們應(yīng)該在各種變量上使用接口類型、方法的返回類型、以及類似于Java的參數(shù)類型。例如：您可以使用SuperClasstype來存儲(chǔ)對(duì)象，而不必使用SubClass。同時(shí)，您可以用List numbers= getNumbers();來代替ArrayList numbers = getNumbers();。當(dāng)然，諸如：《Java高效編程(Effective Java)》(請參見-- https://www.amazon.com/Effective-Java-3rd-Joshua-Bloch/dp/0134685997/?tag=javamysqlanta-20)和《入淺出的設(shè)計(jì)模式(Head First design pattern)》(請參見-- http://www.amazon.com/dp/0596007124/?tag=javamysqlanta-20)之類的Java書籍也是這么建議的。

如果您對(duì)提高程序的代碼質(zhì)量感興趣的話，我建議您學(xué)習(xí)Udemy上的《設(shè)計(jì)模式重構(gòu)》課程。該課程將教會(huì)您如何使用C#中的重構(gòu)技術(shù)，以及設(shè)計(jì)模式來改進(jìn)內(nèi)部設(shè)計(jì)。

10.委托原則(Delegation Principles)

委托原則建議：請不要自己做所有的事，要學(xué)會(huì)將不同的實(shí)現(xiàn)委托給相應(yīng)的類。該原則的經(jīng)典示例是Java中的equals()和hashCode()方法(請參見-- http://javarevisited.blogspot.com/2011/02/how-to-write-equals-method-in-java.html)。事件委托(Event delegation)則是另一種示例，它將事件委托給處理程序(handlers)進(jìn)行處理?？梢?，此設(shè)計(jì)原則的主要好處是：無需重復(fù)編寫代碼，便可輕松地修改程序的行為。

總結(jié)與其他資源

可以說，上述所有面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則，都會(huì)有利于程序代碼的高內(nèi)聚和低耦合性，也都有助于您編寫出靈活、簡潔的代碼。您需要通過反復(fù)的練習(xí)，來實(shí)踐這些理論原則，進(jìn)而解決應(yīng)用程序開發(fā)和軟件工程中的各種常見問題。

與此同時(shí)，您可以從Apache和Google處尋找各種開源代碼，以便學(xué)習(xí)Java和OOP的設(shè)計(jì)原則。另外，Java開發(fā)工具包(Java Development Kit，JDK)也包含有許多設(shè)計(jì)原則，例如：BorderFactory類中的Factory模式(請參見--http://javarevisited.blogspot.sg/2011/12/factory-design-pattern-java-example.html#axzz51cvxH5kW)、java.lang.Runtime類中的Singleton模式(請參見--https://javarevisited.blogspot.com/2014/05/double-checked-locking-on-singleton-in-java.html)、以及各種java.io類中的Decorator模式(請參見--http://www.java67.com/2013/07/decorator-design-pattern-in-java-real-life-example-tutorial.html)。

如果您對(duì)于學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟮脑瓌t和模式興趣不減的話，我推薦您閱讀《深入淺出學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)(Head First Object-Oriented Analysis and Design)》一書。

當(dāng)然，如果您想了解更多有關(guān)SOLID設(shè)計(jì)原則的具體內(nèi)容，請參考如下實(shí)用的資源：

• Robert Martin的《整潔的代碼(Clean Code)》
• 《面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的SOLID原則(SOLID Principles of Object-Oriented Design)》
• 《面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)和架構(gòu)的SOLID原則(SOLID Principles of Object-Oriented Design and Architecture)》
• Martin Fowler的《重構(gòu)(Refactoring)》

原標(biāo)題：10 Coding Principles Every Programmer Should Learn ，作者：Javin Paul

【51CTO譯稿，合作站點(diǎn)轉(zhuǎn)載請注明原文譯者和出處為51CTO.com】