单一职责和里氏替换

一、单一职责原则

1.1 原则解读

原则定义：应该有且仅有一个原因引起类的变更，也可以说成是一个类只负责一件事情。

该原则要求类的职责明确清晰，这样符合该原则的设计有如下好处：

• 由于单个类只负责一件事情，职责清晰明确，类的复杂性降低
• 单个类的复杂性降低，整体可读性提高
• 可读性好，可维护性提高，由于类的职责明确清晰，没有产生不必要的耦合，每个类可以独立变化
• 变更引起的风险降低，因为单一职责每个类负责一个职责，单个职责或接口变化不会引起其它职责类的变化

原则上，我们只要将不同职责打包到不同的类中去，即可满足单一职责原则。然而，满足该原则的难处在于如何划分职责？，如何划分职责只能在具体场景中进行具体划分，不同的需求下，划分可能是不同的。

1.2 例1

假设现在我们需要实现用户管理的功能，包括了用户的信息更改，增加机构，增加角色等等。为了维护用户的诸多信息，我们将这些写到一个接口当中，作为一个用户管理类。我们来看看类图：

这个接口设计的问题在于：用户的属性和用户的行为没有分开。违反了单一职责的原则。我们可以吧用户信息抽出来成为一个业务对象BO，把用户的行为抽取出来成为一个业务逻辑Biz。其中BO对象的职责就是收集和反馈用户的属性信息，而Biz对象的职责是负责用户的行为。此时类图如下所示：

这样把一个接口拆分成两个有什么好处呢？

• 类的职责单一，结构简单
• 容易复用
  假设有这么一种情况，现在要实现一个登录器，需要对用户输入的用户名和密码进行比对。这时可以直接复用IUserBO接口。

1.3 例2

单一职责的好处是不言而喻的，概念的定义也十分清晰明确。但是实现单一职责的首要前提是要会划分职责，而划分职责不是一项容易的工作。我们来看一个例子：

这是一个电话类。在电话通话的过程中，应该包含以下几个过程：

• 拨号
• 通话
• 回应
• 挂机

代码如下所示：

class IPhone{
public:
    void dial(String phoneNumber) = 0;
    void chat(Object o) = 0;
    void hangup() = 0;
}

这个类在直观上看非常合理，但是实际上已经违反了单一职责模式，因为该类负责了不止一个职责。它包含了两个职责：

• 协议管理
• 数据传送

协议管理包括的是dial和hangup两个方法，而数据传送包含了chat方法。对于联通或者移动或者电信，在不同的协议下，拨号和挂断的协议都不同，而数据传送方式对于拨号和挂断没有什么关系，因为只要拨通电话号码之后，数据传输只和底层的数据传输协议有关系。
为什么我们说这是两个不同的职责呢？我们是如何划分的呢？首先我们考虑两个问题：

• 这两个职责会引起类的变化
• 这两个职责可以独立变化而不互相影响

既然变化互不影响，也就是说这两组接口是相互独立的，所以我们可以考虑拆分成两个不同的类。现在拆分后的类图如下：

二、里氏替换原则

2.1 原则解读

原则定义：所有引用父类的地方，必须能透明地使用其子类对象

就是子类必须能够完全替代 父类，否则就是不合理的继承关系。
换就话说，就是父类的方法 是子类全部需要的，如果不是全部需要的，你的继承关系就存在问题。例如,父类（Anaimal）里有两个方法 Fly 和 Run. 但是 子类 Dog 只需要Run方法，而不需要Fly这个方法。所以这个父类就有问题。因为这里的子类不能完全替代父类，正在引用Anaimal->Fly的地方不能使用Dog->Fly去替代，考虑以下代码

void doSth(Anaimal* A){
   ...
   A->Fly;
   ...
}

int main(){
    Dog *dog = new Dog;
    doSth(dog);//错误，dog没有实现Fly
    return 0;
}

这时候需要进一步优化，脱离继承关系，变成 飞行类动物和不会飞行的动物两个类，这两个类都继承动物类。并将 原动物类里的 方法 Fly 移动飞行类动物里，Run方法 还留在动物类里，而Dog 继承 不会飞行的动物那个