设计模式-六大基本原则

以下是 设计模式的六大基本原则（SOLID + 迪米特法则）及其核心原理、应用案例，它们是构建可维护、可扩展软件系统的基石：

---

一、单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）

原理

一个类（或模块）应仅有一个引起变化的原因。
核心思想：高内聚，避免“上帝类”。

应用案例

• 订单处理系统：

  // 错误：一个类处理订单、日志、支付
  class OrderService {
      void createOrder() { /*...*/ }
      void logOrder() { /*...*/ }
      void processPayment() { /*...*/ }
  }
  
  // 正确：拆分职责
  class OrderService { void createOrder() { /*...*/ } }
  class OrderLogger { void logOrder() { /*...*/ } }
  class PaymentProcessor { void processPayment() { /*...*/ } }
  

---

二、开闭原则（Open/Closed Principle, OCP）

原理

软件实体应对扩展开放，对修改关闭。
核心思想：通过抽象和继承实现扩展，而非修改源码。

应用案例

• 支付方式扩展：

  interface Payment {
      void pay(double amount);
  }
  class CreditCardPayment implements Payment { /*...*/ }
  class PayPalPayment implements Payment { /*...*/ }
  
  class PaymentProcessor {
      public void processPayment(Payment payment, double amount) {
          payment.pay(amount); // 新增支付方式无需修改此类
      }
  }
  

---

三、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）

原理

子类必须能够替换其父类，且不影响程序正确性。
核心思想：继承关系应确保行为兼容性。

应用案例

• 几何图形计算：

  // 错误：正方形继承长方形，重写 setWidth/setHeight 破坏行为
  class Rectangle { void setWidth(int w) { /*...*/ } }
  class Square extends Rectangle { 
      void setWidth(int w) { super.setWidth(w); super.setHeight(w); } // 违反 LSP
  }
  
  // 正确：通过接口定义独立行为
  interface Shape { double area(); }
  class Rectangle implements Shape { /*...*/ }
  class Square implements Shape { /*...*/ }
  

---

四、接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）

原理

客户端不应依赖它不需要的接口。
核心思想：避免臃肿接口，按需拆分。

应用案例

• 多功能设备接口拆分：

  // 错误：多功能接口
  interface MultiFunctionDevice {
      void print();
      void scan();
      void fax();
  }
  
  // 正确：按功能拆分
  interface Printer { void print(); }
  interface Scanner { void scan(); }
  interface FaxMachine { void fax(); }
  
  class BasicPrinter implements Printer { /*...*/ }
  class AdvancedCopier implements Printer, Scanner { /*...*/ }
  

---

五、依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）

原理

高层模块不应依赖低层模块，二者都应依赖抽象。
核心思想：面向接口编程，解耦模块依赖。

应用案例

• 数据库访问层解耦：

  interface Database {
      void saveData(String data);
  }
  class MySQLDatabase implements Database { /*...*/ }
  class MongoDBDatabase implements Database { /*...*/ }
  
  class DataService {
      private Database database; // 依赖抽象
      public DataService(Database database) {
          this.database = database; // 依赖注入
      }
      public void process(String data) {
          database.saveData(data);
      }
  }
  

---

六、迪米特法则（Law of Demeter, LoD）

原理

一个对象应尽可能少地与其他对象发生交互。
核心思想：减少耦合，避免“链式调用”。

应用案例

• 订单系统设计：

  // 错误：直接访问深层对象
  Order order = customer.getOrder();
  Address address = order.getShippingAddress();
  String city = address.getCity();
  
  // 正确：封装方法
  class Customer {
      public String getShippingCity() {
          return this.order.getShippingAddress().getCity();
      }
  }
  String city = customer.getShippingCity();
  

---

总结：原则对比与适用场景

原则	原则详解	核心目标	典型应用场景
单一职责原则 (SRP)	https://blog.csdn.net/dalinsi/article/details/148696654?spm=1001.2014.3001.5501	高内聚	模块拆分、微服务设计
开闭原则 (OCP)	https://blog.csdn.net/dalinsi/article/details/148696639?spm=1001.2014.3001.5501	扩展性	插件架构、策略模式
里氏替换原则 (LSP)	https://blog.csdn.net/dalinsi/article/details/148696621?spm=1001.2014.3001.5501	继承安全	多态设计、接口实现
接口隔离原则 (ISP)	https://blog.csdn.net/dalinsi/article/details/148696615?spm=1001.2014.3001.5501	简化依赖	大型系统接口设计
依赖倒置原则 (DIP)	https://blog.csdn.net/dalinsi/article/details/148696482?spm=1001.2014.3001.5501	解耦	依赖注入、Spring 框架
迪米特法则 (LoD)	https://blog.csdn.net/dalinsi/article/details/148696831?spm=1001.2014.3001.5501	低耦合	模块化设计、API 封装

---

最佳实践建议

1. 适度原则：避免过度设计，在灵活性与复杂度间平衡。
2. 结合模式：将原则与设计模式（如工厂、观察者）结合使用。
3. 代码审查：通过 Code Review 检查原则遵循情况。

掌握这些原则，能显著提升代码质量，构建易于维护和扩展的软件系统！