S.O.L.I.D面向对象设计的5大原则

发表于 2018-01-23 更新于 2018-05-02

专注、极致、大道至简。

S.O.L.I.D 代表什么

S – 单一职责原则(Single responsibility)
O – 开放封闭原则(Open Close)
L – 里氏替换原则(Liskov Substitution)
I – 接口隔离原则(Interface Segregation)
D – 依赖倒置原则(Dependence Inversion)

单一职责原则

一个类应该有且只有一个去改变它的理由，这意味着一个类应该只有一项工作。
例如，假设我们有一些shape（形状），并且我们想求所有shape的面积的和。这很简单对吗?

class Circle {
    public $radius;
 
    public function __construct($radius) {
        $this->radius = $radius;
    }
}
 
class Square {
    public $length;
 
    public function __construct($length) {
        $this->length = $length;
    }
}

首先，我们创建shape类，让构造函数设置需要的参数。接下来，我们继续通过创建AreaCalculator类，然后编写求取所提供的shape面积之和的逻辑。

class AreaCalculator {
 
    protected $shapes;
 
    public function __construct($shapes = array()) {
        $this->shapes = $shapes;
    }
 
    public function sum() {
        // logic to sum the areas
    }
 
    public function output() {
        return implode('', array(
            "<h1>",
                "Sum of the areas of provided shapes: ",
                $this->sum(),
            "</h1>"
        ));
    }
}

使用AreaCalculator类，我们简单地实例化类，同时传入一个shape数组，并在页面的底部显示输出。

$shapes = array(
    new Circle(2),
    new Square(5),
    new Square(6)
);
 
$areas = new AreaCalculator($shapes);
 
echo $areas->output();

输出方法的问题在于，AreaCalculator处理了输出数据的逻辑。因此，如果用户想要以json或其他方式输出数据该怎么办?
所有的逻辑将由AreaCalculator类处理，这是违反单一职责原则（SRP）的；AreaCalculator类应该只对提供的shape进行面积求和，它不应该关心用户是需要json还是HTML。
因此，为了解决这个问题，你可以创建一个SumCalculatorOutputter类，使用这个来处理你所需要的逻辑，即对所提供的shape进行面积求和后如何显示。
SumCalculatorOutputter类按如下方式工作:

$shapes = array(
    new Circle(2),
    new Square(5),
    new Square(6)
);
 
$areas = new AreaCalculator($shapes);
$output = new SumCalculatorOutputter($areas);
 
echo $output->JSON();
echo $output->HAML();
echo $output->HTML();
echo $output->JADE();

开放封闭原则

对象或实体应该对扩展开放，对修改封闭。
这就意味着一个类应该无需修改类本身但却容易扩展。让我们看看AreaCalculator类，尤其是它的sum方法。

public function sum() {
    foreach($this->shapes as $shape) {
        if(is_a($shape, 'Square')) {
            $area[] = pow($shape->length, 2);
        } else if(is_a($shape, 'Circle')) {
            $area[] = pi() * pow($shape->radius, 2);
        }
    }
 
    return array_sum($area);
}

如果我们希望sum方法能够对更多的shape进行面积求和，我们会添加更多的If / else块，这违背了开放封闭原则。
能让这个sum方法做的更好的一种方式是，将计算每个shape面积的逻辑从sum方法中移出，将它附加到shape类上。

class Square {
    public $length;
 
    public function __construct($length) {
        $this->length = $length;
    }
 
    public function area() {
        return pow($this->length, 2);
    }
}

对Circle类应该做同样的事情，area方法应该添加。现在，计算任何所提的shape的面积的和的方法应该和如下简单：

public function sum() {
    foreach($this->shapes as $shape) {
        $area[] = $shape->area;
    }
 
    return array_sum($area);
}

现在我们可以创建另一个shape类，并在计算和时将其传递进来，这不会破坏我们的代码。然而，现在另一个问题出现了，我们怎么知道传递到AreaCalculator上的对象确实是一个shape，或者这个shape具有一个叫做area的方法?

对接口编程是S.O.L.I.D不可或缺的一部分，一个快速的例子是我们创建一个接口，让每个shape实现它:

interface ShapeInterface {
    public function area();
}
 
class Circle implements ShapeInterface {
    public $radius;
 
    public function __construct($radius) {
        $this->radius = $radius;
    }
 
    public function area() {
        return pi() * pow($this->radius, 2);
    }
}

在我们AreaCalculator的求和中，我们可以检查所提供的shape确实是ShapeInterface的实例，否则我们抛出一个异常:

public function sum() {
    foreach($this->shapes as $shape) {
        if(is_a($shape, 'ShapeInterface')) {
            $area[] = $shape->area();
            continue;
        }
 
        throw new AreaCalculatorInvalidShapeException;
    }
 
    return array_sum($area);
}

里氏替换原则

每一个子类或派生类应该可以替换它们基类或父类。

接口隔离原则

不应强迫客户端实现一个它用不上的接口，或是说客户端不应该被迫依赖它们不使用的方法。
我们知道也有立体shape，如果我们也想计算shape的体积，我们可以添加另一个合约到ShapeInterface:

interface ShapeInterface {
    public function area();
    public function volume();
}

任何我们创建的shape必须实现volume的方法，但是我们知道正方形是平面形状没有体积，所以这个接口将迫使正方形类实现一个它没有使用的方法。

接口隔离原则（ISP）不允许这样，你可以创建另一个名为SolidShapeInterface的接口，它有一个volume合约，对于立体形状比如立方体等等，可以实现这个接口:

interface ShapeInterface {
    public function area();
}
 
interface SolidShapeInterface {
    public function volume();
}
 
class Cuboid implements ShapeInterface, SolidShapeInterface {
    public function area() {
        // calculate the surface area of the cuboid
    }
 
    public function volume() {
        // calculate the volume of the cuboid
    }
}

这是一个更好的方法，但小心一个陷阱，当这些接口做类型提示时，不要使用ShapeInterface或SolidShapeInterface。

你可以创建另一个接口，可以是ManageShapeInterface，平面和立体shape都可用，这样你可以很容易地看到它有一个管理shape的单一API。例如:

interface ManageShapeInterface {
    public function calculate();
}
 
class Square implements ShapeInterface, ManageShapeInterface {
    public function area() { /*Do stuff here*/ }
 
    public function calculate() {
        return $this->area();
    }
}
 
class Cuboid implements ShapeInterface, SolidShapeInterface, ManageShapeInterface {
    public function area() { /*Do stuff here*/ }
    public function volume() { /*Do stuff here*/ }
 
    public function calculate() {
        return $this->area() + $this->volume();
    }
}

现在AreaCalculator类中，我们可以轻易用calculate替代area调用，同时可以检查一个对象是ManageShapeInterface而不是ShapeInterface的实例。

依赖反转原则

实体必须依靠抽象而不是具体实现。它表示高层次的模块不应该依赖于低层次的模块，它们都应该依赖于抽象(接口)。

class PasswordReminder {
    private $dbConnection;
 
    public function __construct(MySQLConnection $dbConnection) {
        $this->dbConnection = $dbConnection;
    }
}

首先MySQLConnection是低层次模块，而PasswordReminder处于高层次，但根据S.O.L.I.D.中D的定义，即依赖抽象而不是具体实现，上面这段代码违反这一原则，PasswordReminder类被迫依赖于MySQLConnection类。

以后如果你改变数据库引擎，你还必须编辑PasswordReminder类，因此违反了开闭原则。

PasswordReminder类不应该关心你的应用程序使用什么数据库，为了解决这个问题我们又一次“对接口编程”，因为高层次和低层次模块应该依赖于抽象，我们可以创建一个接口:

1
2
3

interface DBConnectionInterface {
    public function connect();
}

接口有一个connect方法，MySQLConnection类实现该接口，在PasswordReminder类的构造函数不使用MySQLConnection类，而是使用接口替换，不用管你的应用程序使用的是什么类型的数据库，PasswordReminder类可以很容易地连接到数据库，没有任何问题，且不违反OCP。

class MySQLConnection implements DBConnectionInterface {
    public function connect() {
        return "Database connection";
    }
}
 
class PasswordReminder {
    private $dbConnection;
 
    public function __construct(DBConnectionInterface $dbConnection) {
        $this->dbConnection = $dbConnection;
    }
}

根据上面的代码片段，你现在可以看到，高层次和低层次模块依赖于抽象。

http://blog.jobbole.com/86267/
https://juejin.im/entry/587f1c331b69e6005853ecfa