第一章、面向对象五大基本原则 SOLID原则
1.1 单一职责
参考：https://www.jianshu.com/p/63bd557f6ca4
单一职责原则的英文是 Single Responsibility Principle，缩写为 SRP。他的英文描述是:A class or module should have a single reponsibility。翻译过来就是：一个类或者模块只负责完成一个职责（或者功能）。
意思是一个类只负责完成一个职责或者功能。也就是说，不要设计大而全的类，要设计粒度小、功能单一的类。换个角度来讲就是，一个类包含了两个或者两个以上业务不相干的功能，那我们就说它职责不够单一，应该将它拆分成多个功能更加单一、粒度更细的类。
这个原则看似比较简单，但实际在开发中判断一个类是否单一是比较难拿捏的。因为在不同的应用场景和业务的不同阶段，对同一个类职责判断是否单一都是有可能不一样的。在当前需求下一个类可能已经满足了单一职责的判断，但如果换一个应用场景或者未来的某个需求背景下可能就不满足了，需要继续拆分成粒度更细的类。所以通常我们可以先写一个粗粒度的类，满足业务需求。随着业务的发展如果粗粒度的类越来越庞大的时候，我们再将这个粗粒度的类拆分成几个更细粒度的类。
判断一个类是否需要拆分有以下几个原则供参考：
- 类中的代码行数、函数或属性过多，会影响代码的可读性和可维护性，我们就需要考虑对类进行拆分；
- 类依赖的其他类过多，或者依赖类的其他类过多，不符合高内聚、低耦合的设计思想，我们就需要考虑对类进行拆分；
- 私有方法过多，我们就要考虑能否将私有方法独立到新的类中，设置为 public 方法，供更多的类使用，从而提高代码的复用性；
- 比较难给类起一个合适名字，很难用一个业务名词概括，或者只能用一些笼统的 Manager、Context 之类的词语来命名，这就说明类的职责定义得可能不够清晰；
- 类中大量的方法都是集中操作类中的某几个属性，那就可以考虑将这几个属性和对应的方法拆分出来。
1.2 开闭原则
开闭原则的英文全称是 Open Closed Principle，简写为 OCP。它的英文描述是：software entities (modules, classes, functions, etc.) should be open for extension , but closed for modification。翻译过来就是：软件实体（模块、类、方法等）应该“对扩展开放、对修改关闭”。
这个描述比较简略，详细表述一下就是：添加一个新的功能应该是在已有代码基础上扩展代码（新增模块、类、方法等），而非修改已有代码（修改模块、类、方法等）。
这里说的不修改已有代码并不是指完全杜绝修改代码，在软件开发需求迭代中修改代码是在所难免的，我们要做的是尽量让修改操作更集中、更少、更上层，尽量让最核心、最复杂的那部分逻辑代码满足开闭原则。
打个比方说，有一个插入用户信息：姓名，年龄，电话的方法。
class Demo{
public void insertUserInfo(String name,int age,String tel){
....
}
}
如果随着业务的发展这个方法需要把用户的email也插入进去，如果我们直接修改这个方法添加一个email参数
class Demo{
public void insertUserInfo(String name,int age,String tel,String email){
....
}
}
这样的修改就有违背开闭原则，代码上所有调用这个方法的地方都需要修改。
假如是这样的代码
class Demo{
public void insert(User user){
....
}
}
class User{
String name;
int age;
String tel;
}
我们为了满足业务的需求，需要在插入用户信息的时候把email也插入进去，那么我们直接在User类中添加一个email属性，这样的修改就没有违背开闭原则。
其实也可以这样理解，开闭原则说的是软件实体（模块、类、方法等）应该“对扩展开放、对修改关闭”。我们可以看出来，开闭原则可以应用在不同粒度的代码中，可以是模块，也可以类，还可以是方法（及其属性）。同样一个代码改动，在粗代码粒度下，被认定为“修改”，在细代码粒度下，又可以被认定为“扩展”。比如，添加属性和方法相当于修改类，在类这个层面，这个代码改动可以被认定为“修改”；但这个代码改动并没有修改已有的属性和方法，在方法（及其属性）这一层面，它又可以被认定为“扩展”。
再则我们通过上面满足同一需求的方法代码来看，下面那个传User对象的方法比上面的方法更方便扩展一些，这也就是为什么要遵循开闭原则来写代码的原因。
1.3 里式替换原则
里式替换原则的英文翻译是：Liskov Substitution Principle，缩写为 LSP。这个原则最早是在 1986 年由 Barbara Liskov 提出，他是这么描述这条原则的：
If S is a subtype of T, then objects of type T may be replaced with objects of type S, without breaking the program。
在 1996 年，Robert Martin 在他的 SOLID 原则中，重新描述了这个原则，英文原话是这样的：
Functions that use pointers of references to base classes must be able to use objects of derived classes without knowing it。
综合两者的描述，将这条原则用中文描述出来，是这样的：子类对象（object of subtype/derived class）能够替换程序（program）中父类对象（object of base/parent class）出现的任何地方，并且保证原来程序的逻辑行为（behavior）不变及正确性不被破坏。
原则里说“子类替换父类出现的地方”咋一看有点像面向对象里多态的意思，其实不是。多态是面向对象编程的一大特性，也是面向对象编程语言的一种语法。它是一种代码实现的思路。而里式替换是一种设计原则，是用来指导继承关系中子类该如何设计的，子类的设计要保证在替换父类的时候，不改变原有程序的逻辑以及不破坏原有程序的正确性。直接来讲就是按照协议来设计。
举个例子
class SecurityService{
public boolean isRightfulPassword(String password){
if(password==null || password.length < 6){
return false;
}
return true;
}
}
class SonSecurityService extends SecurityService{
@Override
public boolean isRightfulPassword(String password){
if(password==null){
throw new ParameterNullRunTimeException();
}
return super.isRightfulPassword(password);
}
}
在父类SecurityService中isRightfulPassword参数password为空的时候返回的结果是false，而子类SonSecurityService在替换父类后，当password为空时却抛了一个异常，这就违背了里式替换原则。
里式替换原则是用来指导继承关系中子类该如何设计的一个原则。理解里式替换原则，最核心的就是理解“按照协议来设计（design by contract）”。父类定义了函数的“约定”（或者叫协议），那子类可以改变函数的内部实现逻辑，但不能改变函数原有的“约定”。这里的约定包括：函数声明要实现的功能；对输入、输出、异常的约定；业务上的特殊限制；
有一个比较简单的方法来判断是否违背了里式替换原则。那就是拿父类的单元测试去验证子类的代码。如果某些单元测试运行失败，就有可能说明，子类有可能违背了里式替换原则。
1.4 接口隔离原则
接口隔离原则的英文翻译是“ Interface Segregation Principle”，缩写为 ISP。Robert Martin 在 SOLID 原则中是这样定义它的：“Clients should not be forced to depend upon interfaces that they do not use。”直译成中文的话就是：客户端不应该强迫依赖它不需要的接口。其中的“客户端”，可以理解为接口的调用者或者使用者。
举个例子：
public interface UserService {
//注册
boolean register(String username, String password);
//登录
boolean login(String username, String password);
//查询用户
User getUserById(int id);
//删除用户
boolean deleteUserById(int id);
}
有一个用户服务的接口，里面有注册，登录，查询，删除几个函数暴露给客户端，但是很明显删除函数只有后台管理模块可以用到，而且其他模块如果都可以使用的话就有可能照成误删用户。这就违背了接口隔离原则，我们需要把删除函数单独抽离出来给后台管理模块使用。
public interface UserService {
//注册
boolean register(String username, String password);
//登录
boolean login(String username, String password);
//查询用户
User getUserById(int id);
}
public interface AdminUserService {
//删除用户
boolean deleteUserById(int id);
}
其中“接口”也可以有不同的含义：
- 可以把它理解为微服务的一组接口，如果部分接口只被部分调用者使用，我们就需要将这部分接口隔离出来，单独给这部分调用者使用，而不强迫其他调用者也依赖这部分不会被用到的接口；
- 可以把它理解成api接口或者函数，部分调用者只需要函数中的部分功能，那我们就需要把函数拆分成粒度更细的多个函数，让调用者只依赖它需要的那个细粒度函数。
- 可以把它理解成面向对象编程中定义的接口语法，那接口的设计要尽量单一，不要让接口的实现类和调用者，依赖不需要的接口函数。
说起接口隔离其实和单一原则比较类似，都是指在代码设计上尽量单一。不同的是单一原则针对的是模块，类，接口的设计。接口隔离原则不光说的是接口的设计，还提供了一种判断接口职责是否单一的标准：如果调用者只使用部分接口或接口的部分功能，那接口的设计就不够职责单一。
1.5 依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle ,DIP)
参考：https://www.jianshu.com/p/377830cb1112
定义：
①高级模块不应该依赖于低级模块，两者都应该依赖于抽象。
②抽象不应该依赖于细节。
③细节应该依赖于抽象。
那么高级模块、低级模块，抽象，细节各指的是什么呢？
每一个逻辑的实现都是由原子逻辑组成，不可分割的原子逻辑就是低级模块。而低级模块组装就是高级模块。
在Java中，抽象就是指接口或抽象类，两者并不能直接被实例化。
细节就是实现类，继承抽象类或实现接口的类就是细节。特点是可以被直接实例化。
那么依赖倒置原则定义在Java语言中可以表示为：
①模块间的依赖关系、实现类间的依赖关系都是通过接口或抽象类产生。
②接口与抽象类不依赖实现类。
③实现类依赖接口或抽象。
从上述定义我们可以看出，依赖倒置原则的核心思想就是：面向接口编程
代码重现：
司机类
public class Driver {
public void drive(Benz benz){
benz.run();
}
}
奔驰类
public class Benz {
public void run(){
System.out.println("开奔驰车上路");
}
}
测试类
public class Demo_01 {
public static void main(String[] args) {
Driver sanmao = new Driver();
sanmao.drive(new Benz());
}
}
--------------------output---------------------------
开奔驰车上路
通过以上代码完成了司机类开奔驰车的场景。
但是随着业务需求的变更，现在要求这个司机还能开宝马车，那么上面代码必须要重写（耦合性太强），才能满足业务需求，显然上面代码在设计上有错误。
那么我们依据依赖倒置原则重构以上代码：
司机接口类
public interface IDriver {
void drive(ICar iCar);
}
司机实现类
public class Driver implements IDriver{
@Override
public void drive(ICar iCar) {
iCar.run();
}
}
汽车接口类
public interface ICar {
void run();
}
汽车实现类
public class Benz implements ICar{
@Override
public void run() {
System.out.println("开奔驰上路");
}
}
public class BMW implements ICar {
@Override
public void run() {
System.out.println("开宝马上路");
}
}
测试类
public class Demo_01 {
public static void main(String[] args) {
IDriver sanmao = new Driver();
ICar benz = new Benz();
ICar BMW = new BMW();
sanmao.drive(benz);
sanmao.drive(BMW);
}
}
--------------------output---------------------------
开奔驰上路
开宝马上路
Demo_01类就是高级模块，他对所有低级模块的依赖都建立在抽象类或接口上
在IDriver接口中传入ICar接口，实现模块间的依赖关系是通过接口或抽象类产生。在Driver实现类中也传入了ICar接口，究竟使用Car的哪个子类还得在测试类中声明。
在测试类中，我们贯彻“②接口与抽象类不依赖实现类。”，所以在测试类Demo_01中，我们都是声明了各类的抽象。
注意：在Java中，只要定义变量就必然要有类型。一个变量可以有两种类型：表面类型与实际类型。表面类型是在定义时赋予的类型，实际类型是对象的类型，如sanmao的表现类型是IDriver，实际类型为Driver。
依赖的三种写法
依赖是可以传递的。A对象依赖B对象，B依赖C，C依赖D...，
只要做到抽象依赖，即使是多层的依赖传递也无所畏惧。
对象的依赖关系有以下三种方式传递，可以参考Spring的依赖注入
①构造函数传递依赖关系
public interface IDriver {
void drive();
}
public class Driver implements IDriver{
private ICar iCar;
public Driver(ICar _iCar){
this.iCar = _iCar;
}
public void drive() {
this.iCar.run();
}
}
②Setter方法传递依赖关系
public interface IDriver {
void drive();
void setCar(ICar _iCar);
}
public class Driver implements IDriver{
private ICar iCar;
@Override
public void drive() {
this.iCar.run();
}
@Override
public void setCar(ICar _iCar) {
this.iCar = _iCar;
}
}
③接口声明依赖关系
public interface IDriver {
void drive(ICar iCar);
}
public class Driver implements IDriver{
@Override
public void drive(ICar iCar) {
iCar.run();
}
}
依赖倒置原则的本质就是通过接口或抽象类使得各模块间相互独立，互不影响，实现松耦合。在使用这个原则时，我们需要注意以下几个原则：
①每个类都尽可能的都有接口或抽象类，或者抽象类和接口两者都具备。（依赖倒置原则的基本要求）
②变量的表面类型尽量是接口或者抽象类。（工具类不需要接口或者抽象类，使用类的Clone方法，必须使用实现类，这是JDK的规范）
③任何类都不应该从具体类派生。
④尽量不要覆写基类的方法。（若基类是一个抽象类，此方法已经实现，那么子类就不应该覆写）
⑤结合里氏替换原则使用
接口负责public属性与方法，并且声明与其他对象的依赖关系，抽象类负责公共构造部分的实现，实现类准确的实现业务逻辑，同时在适当的时候对父类进行细化。
上面讲完了依赖关系与原则，那么什么叫倒置呢？
要理解倒置，首先我们得知道什么叫“正置”。依赖正置就是类之间的依赖是实现类间的依赖，也就是面向实现编程。但是编写程序需要的是对现实世界的事物进行抽象，转化为我们熟知的抽象类或接口，这样我们就可以将模块间的依赖关系、实现类间的依赖关系都是通过接口或抽象类产生。这就是我们所说的“倒置”。
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