设计原则
面向对象软件设计原则是一组指导面向对象软件设计的经验法则，它们有助于开发人员编写更易于维护和扩展的代码。
单一职责原则(The Single Responsibility Principle)SRP
定义：
一个类应该只有一个引起它变化的原因。
说明：
SRP指导我们如何将类的职责分解，使得每个类都只负责一项职责。
每个类都应该具有清晰、明确的职责，不应该承担过多的职责。如果一个类承担了过多的职责，那么它就会变得复杂、难以维护，而且一旦发生变化，可能会影响到其他的功能模块。
遵守SRP原则可以使得程序更加灵活、易于扩展和维护，同时也可以提高代码的复用性和可读性。在软件设计中，SRP原则应该被视为一个基本的设计原则，尽可能地遵守。
要点：
- 一个类只负责一项职责，即只有一个原因引起它的变化。
- 类中的方法和属性都应该围绕着该职责而设计，不应该包含不相关的行为。
- 如果需要扩展功能，应该向类中添加新的职责，而不是修改原有的职责。
优点：
- 降低类的复杂度，使其更容易理解和维护。
- 提高代码的可读性和可维护性，因为每个类都只有一个责任，代码结构更加清晰。
- 降低了代码之间的耦合性，因为每个类都专注于一个责任，不会出现一个类的修改导致其他类的变化的情况。
- 提高了代码的可测试性，因为每个类都可以更容易地进行单元测试。
缺点：
- 可能会导致类的数量增加，增加代码的复杂度和管理难度。
- 可能会导致重复代码的出现，因为不同的类可能需要相同的代码来完成其责任。
- 需要更多的设计和分析工作来确定每个类的职责，增加了设计和开发的成本。
开放封闭原则(The Open Close Principle)OCP
定义：
软件实体（类、模块、函数等）应该是可以扩展的，但是不可修改。
说明：
OCP指导我们如何设计一个稳定、灵活的软件系统，使得系统可以方便地扩展新功能，同时又不影响原有的功能。
这意味着当需要增加新的功能时，应该通过添加新的代码来实现，而不是通过修改原有的代码来实现。
遵守OCP原则可以使得系统更加稳定、灵活、易于扩展和维护。在软件设计中，OCP原则应该被视为一个重要的设计原则，尽可能地遵守。
要点：
- 系统中的每个模块应该有清晰、明确的职责，不应该包含不相关的行为。
- 当需要增加新的功能时，应该向系统中添加新的模块或类，而不是修改原有的模块或类。
- 模块或类之间的接口应该是稳定的，不应该随意更改，以保证原有的功能不受影响。
优点：
- OCP遵循了面向对象设计的核心原则，通过抽象和多态来实现对软件系统的可扩展性和灵活性。
- 可以降低软件维护的成本和风险，因为当需要添加新的功能时，只需要扩展现有的代码而不需要修改现有的代码，从而避免了不必要的风险和代价。
缺点：
- 实现OCP需要进行适当的抽象和设计，这可能需要更多的时间和精力。
- 遵循OCP原则可能会导致代码过度抽象和过度设计，从而使代码变得复杂和难以理解。
- 如果不合理地应用OCP，可能会增加系统的复杂性，导致不必要的开销和维护困难。
里氏替换原则(The Liskov Substitution Principle)LSP
定义：
子类必须能替换掉他们的基本类型。
说明：
LSP指导着如何定义子类型，以确保程序中使用父类型的地方都可以使用子类型，而不会产生错误或异常。
简单来说，如果对于一个类型T的对象o1，都有类型S的对象o2，使得程序在使用o2的任意地方都可以使用o1，而不会影响程序的正确性，则类型S是类型T的子类型。LSP原则的核心在于“行为的保持”，即子类型必须保证父类型的行为不会被破坏或改变。
遵守LSP原则可以避免程序中出现难以预料的错误或异常，提高程序的稳定性和可靠性。因此，在软件设计中，LSP原则应该被视为一个重要的设计原则，尽可能地遵守。
要点：
- 子类型必须能够完全替换掉其父类型，也就是说子类型不能有比父类型更严格的限制条件。
- 子类型必须保持父类型的行为，也就是说子类型不能破坏父类型的约定或契约。
- 子类型可以增加新的行为，但不能覆盖或修改父类型已有的行为。
优点：
- 提高代码的可维护性：符合LSP的程序架构更加稳定和可靠，使得程序的维护更加容易。
- 降低耦合度：LSP保证了子类的可替换性，使得程序的耦合度更低。
- 有利于代码重用：子类能够替换父类，使得代码的重用更加容易。
缺点：
- 实现成本较高：要满足LSP原则需要对程序的设计进行深入的考虑，实现成本相对较高。
- 程序执行效率下降：有时候为了满足LSP原则而需要增加额外的逻辑，会导致程序执行效率下降。
依赖倒置原则(The Dependency Inversion Principle)DIP
定义：
抽象不应该依赖于细节。细节应该依赖于抽象。
说明：
DIP指导着如何设计代码，使得代码更加灵活、易于扩展和维护。
设计系统时，应该使用抽象类或接口来描述系统中的对象，而不是使用具体的实现类。
遵守DIP原则可以使得代码更加灵活、易于扩展和维护。在软件设计中，DIP原则应该被视为一个重要的设计原则，尽可能地遵守。
要点：
- 高层模块不应该直接依赖于底层模块，它们应该通过抽象来进行通信。
- 抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。
- 底层模块应该通过实现抽象来提供服务，而不是通过被高层模块直接调用。
优点：
- 可扩展性：通过依赖抽象接口而不是具体实现来编写代码，使得代码更加灵活和可扩展，便于将来对系统进行更改和升级。
- 松耦合：使用依赖倒置原则可以将组件之间的依赖关系转移到抽象层面，从而降低了组件之间的耦合度，提高了代码的复用性和可维护性。
- 可测试性：通过依赖抽象接口，我们可以很容易地进行单元测试，而不需要依赖具体的实现细节，从而提高了代码的可测试性和可靠性。
缺点：
- 抽象的复杂性：使用依赖倒置原则需要设计和定义接口和抽象类，这会增加代码的复杂性和维护成本。
- 代码量的增加：使用依赖倒置原则可能需要编写更多的代码，包括接口、抽象类和实现类，从而增加了代码的复杂度和开发成本。
- 性能问题：在运行时，由于需要动态绑定抽象接口和具体实现类，因此会产生额外的开销和性能问题。
接口隔离原则(The Interface Segregation Principle)ISP
定义：
不应该强迫客户依赖于他们不用的方法。接口属于客户，不属于他所在的类层次结构。
说明：
ISP指导着如何设计接口，使得接口更加简洁、易于理解和使用。
在设计接口时，应该尽量避免出现冗余或不必要的接口，以减少类之间的依赖关系。
遵守ISP原则可以使得接口更加简洁、易于理解和使用，同时也可以降低类之间的耦合度，提高系统的灵活性和可扩展性。在软件设计中，ISP原则应该被视为一个重要的设计原则，尽可能地遵守。
要点：
- 接口应该是稳定的，不应该频繁变更。
- 接口应该是简单、易于理解的，不应该包含过多的方法。
- 接口应该是高内聚、低耦合的，不应该依赖于其它的接口。
优点：
- 避免了“胖接口”问题：接口隔离原则要求接口应该细化，每个接口只包含一个方法或行为，这样可以避免接口变得臃肿，让接口更加精简、易于理解和维护。
- 降低了类之间的耦合度：接口隔离原则通过将大的接口拆分成小的接口，减少了类与接口之间的依赖关系，降低了类之间的耦合度，提高了系统的可维护性和可扩展性。
- 提高了系统的灵活性：由于接口隔离原则将大的接口拆分成小的接口，因此系统可以根据需求灵活地组合接口，构建出符合实际需求的系统。
缺点：
- 接口数量增加：由于接口隔离原则要求将大的接口拆分成小的接口，因此会导致接口的数量增加，增加了代码的复杂性和维护成本。
- 接口继承关系复杂：在接口隔离原则中，一个类可能需要实现多个接口，这就会导致接口之间的继承关系变得复杂，增加了代码的理解难度。
- 代码可读性降低：由于接口隔离原则要求将大的接口拆分成小的接口，因此代码会变得更加分散，这就会导致代码可读性降低，增加了代码的理解难度。
最少知识原则（The Least Knowledge Principle）LKP 迪米特法则（Law of Demeter，简称LoD）
定义：
一个对象应该尽可能少地了解其他对象
说明：
LKP原则指导着我们要尽量减少对象之间的相互依赖和交互，以降低系统的耦合度，提高系统的灵活性和可维护性。
在设计对象时，应限制对象之间的交互，使得一个对象只与其直接关联的对象进行通信，而不涉及其他对象的内部细节。
遵循LKP原则，可以降低对象之间的耦合度，提高系统的灵活性和可维护性，同时也能提高系统的可测试性和可扩展性。
要点：
- 对象之间尽可能少的通信：对象之间只通过必要的接口进行通信，而不暴露不必要的细节。
- 通过封装来降低耦合性：对象之间通过接口和实现进行通信，而不直接依赖于其他对象的具体实现。
- 避免在对象外部访问对象内部的状态：对象之间只通过接口访问彼此，而不直接访问内部状态。
- 使用中介对象降低耦合性：通过引入中介对象，将对象之间的依赖转移给中介对象，降低对象之间的耦合性。
优点：
- 降低系统的耦合度，提高代码的可维护性和可扩展性。
- 提高代码的复用性，减少重复开发的工作量。
- 改善系统的稳定性，提高系统的健壮性。
缺点：
- 可能会导致系统中的代码和类数量增加，增加了系统的复杂性。
- 严格遵守 LKP 原则可能会增加开发人员的编码难度和学习成本。
综述：
我们对待设计原则的态度应该是积极的。设计原则是一种指导我们如何设计软件的方法论，通过遵循设计原则，可以使我们的软件更易于维护、扩展和重用，同时也能够提高软件的可靠性、可读性和可测试性。
但在实际项目开发中，过度追求设计原则也有可能会导致过度设计，浪费时间和资源。因此，我们在应用设计原则时应该在实际情况和需求之间寻找平衡点。在实践中，需要根据项目规模、复杂度、团队规模、人员经验、项目需求和可扩展性等因素来决定使用哪些设计原则，以及如何灵活应用这些原则。在设计软件时，应该注重代码质量、可维护性和可扩展性，但不应该让设计原则成为开发的障碍或增加不必要的复杂性。
