• C#实践设计模式原则SOLID


    理论跟实践的关系,说远不远,说近不近。能不能把理论用到实践上,还真不好说。

    通常讲到设计模式,一个最通用的原则是SOLID:

    1. S - Single Responsibility Principle,单一责任原则
    2. O - Open Closed Principle,开闭原则
    3. L - Liskov Substitution Principle,里氏替换原则
    4. I - Interface Segregation Principle,接口隔离原则
    5. D - Dependency Inversion Principle,依赖倒置原则

    嗯,这就是五大原则。

    后来又加入了一个:Law of Demeter,迪米特法则。于是,就变成了六大原则。

    原则好理解。怎么用在实践中?

        为了防止不提供原网址的转载,特在这里加上原文链接:https://www.cnblogs.com/tiger-wang/p/13525841.html

    一、单一责任原则

    单一责任原则,简单来说就是一个类或一个模块,只负责一种或一类职责。

    看代码:

    public interface IUser
    {
        void AddUser();
        void RemoveUser();
        void UpdateUser();

        void Logger();
        void Message();
    }

    根据原则,我们会发现,对于IUser来说,前三个方法:AddUserRemoveUserUpdateUser是有意义的,而后两个LoggerMessage作为IUser的一部分功能,是没有意义的并不符合单一责任原则的。

    所以,我们可以把它分解成不同的接口:

    public interface IUser
    {
        void AddUser();
        void RemoveUser();
        void UpdateUser();
    }
    public interface ILog
    {
        void Logger();
    }
    public interface IMessage
    {
        void Message();
    }

    拆分后,我们看到,三个接口各自完成自己的责任,可读性和可维护性都很好。

    下面是使用的例子,采用依赖注入来做:

    public class Log : ILog
    {
        public void Logger()
        
    {
            Console.WriteLine("Logged Error");
        }
    }
    public class Msg : IMessage
    {
        public void Message()
        
    {
            Console.WriteLine("Messaged Sent");
        }
    }
    class Class_DI
    {

        private readonly IUser _user;
        private readonly ILog _log;
        private readonly IMessage _msg;
        public Class_DI(IUser user, ILog log, IMessage msg)
        
    {
            this._user = user;
            this._log = log;
            this._msg = msg;
        }
        public void User()
        
    {
            this._user.AddUser();
            this._user.RemoveUser();
            this._user.UpdateUser();
        }
        public void Log()
        
    {
            this._log.Logger();
        }
        public void Msg()
        
    {
            this._msg.Message();
        }
    }
    public static void Main()
    {
        Class_DI di = new Class_DI(new User(), new Log(), new Msg());
        di.User();
        di.Log();
        di.Msg();
    }

    这样的代码,看着就漂亮多了。

    二、开闭原则

    开闭原则要求类、模块、函数等实体应该对扩展开放,对修改关闭。

    我们先来看一段代码,计算员工的奖金:

    public class Employee
    {

        public int Employee_ID;
        public string Name;
        public Employee(int id, string name)
        
    {
            this.Employee_ID = id;
            this.Name = name;
        }
        public decimal Bonus(decimal salary)
        
    {
            return salary * .2M;
        }
    }
    class Program
    {

        static void Main(string[] args)
        
    {
            Employee emp = new Employee(101"WangPlus");
            Console.WriteLine("Employee ID: {0} Name: {1} Bonus: {2}", emp.Employee_ID, emp.Name, emp.Bonus(10000));
        }
    }

    现在假设,计算奖金的公式做了改动。

    要实现这个,我们可能需要对代码进行修改:

    public class Employee
    {

        public int Employee_ID;
        public string Name;
        public string Employee_Type;

        public Employee(int id, string name, string type)
        
    {
            this.Employee_ID = id;
            this.Name = name;
            this.Employee_Type = type;
        }
        public decimal Bonus(decimal salary)
        
    {
            if (Employee_Type == "manager")
                return salary * .2M;
            else
                return
                    salary * .1M;
        }
    }

    显然,为了实现改动,我们修改了类和方法。

    这违背了开闭原则。

    那我们该怎么做?

    我们可以用抽象类来实现 - 当然,实际有很多实现方式,选择最习惯或自然的方式就成:

    public abstract class Employee
    {

        public int Employee_ID;
        public string Name;
        public Employee(int id, string name)
        
    {
            this.Employee_ID = id;
            this.Name = name;
        }
        public abstract decimal Bonus(decimal salary);
    }

    然后,我们再实现最初的功能:

    public class GeneralEmployee : Employee
    {
        public GeneralEmployee(int id, string name) : base(id, name)
        
    {
        }
        public override decimal Bonus(decimal salary)
        
    {
            return salary * .2M;
        }
    }
    class Program
    {

        public static void Main()
        
    {
            Employee emp = new GeneralEmployee(101"WangPlus");
            Console.WriteLine("Employee ID: {0} Name: {1} Bonus: {2}", emp.Employee_ID, emp.Name, emp.Bonus(10000));
        }
    }

    在这儿使用抽象类的好处是:如果未来需要修改奖金规则,则不需要像前边例子一样,修改整个类和方法,因为现在的扩展是开放的。

    代码写完整了是这样:

    public abstract class Employee
    {

        public int Employee_ID;
        public string Name;
        public Employee(int id, string name)
        
    {
            this.Employee_ID = id;
            this.Name = name;
        }
        public abstract decimal Bonus(decimal salary);
    }

    public class GeneralEmployee : Employee
    {
        public GeneralEmployee(int id, string name) : base(id, name)
        
    {
        }
        public override decimal Bonus(decimal salary)
        
    {
            return salary * .1M;
        }
    }
    public class ManagerEmployee : Employee
    {
        public ManagerEmployee(int id, string name) : base(id, name)
        
    {
        }
        public override decimal Bonus(decimal salary)
        
    {
            return salary * .2M;
        }
    }
    class Program
    {

        public static void Main()
        
    {
            Employee emp = new GeneralEmployee(101"WangPlus");
            Employee emp1 = new ManagerEmployee(102"WangPlus1");
            Console.WriteLine("Employee ID: {0} Name: {1} Bonus: {2}", emp.Employee_ID, emp.Name, emp.Bonus(10000));
            Console.WriteLine("Employee ID: {0} Name: {1} Bonus: {2}", emp1.Employee_ID, emp1.Name, emp1.Bonus(10000));
        }
    }

    三、里氏替换原则

    里氏替换原则,讲的是:子类可以扩展父类的功能,但不能改变基类原有的功能。它有四层含义:

    1. 子类可以实现父类的抽象方法,但不能覆盖父类的非抽象方法;
    2. 子类中可以增加自己的特有方法;
    3. 当子类重载父类的方法时,方法的前置条件(形参)要比父类的输入参数更宽松;
    4. 当子类实现父类的抽象方法时,方法的后置条件(返回值)要比父类更严格。

    在前边开闭原则中,我们的例子里,实际上也遵循了部分里氏替换原则,我们用GeneralEmployeeManagerEmployee替换了父类Employee

    还是拿代码来说。

    假设需求又改了,这回加了一个临时工,是没有奖金的。

    public class TempEmployee : Employee
    {
        public TempEmployee(int id, string name) : base(id, name)
        
    {
        }
        public override decimal Bonus(decimal salary)
        
    {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }
    class Program
    {

        public static void Main()
        
    {
            Employee emp = new GeneralEmployee(101"WangPlus");
            Employee emp1 = new ManagerEmployee(101"WangPlus1");
            Employee emp2 = new TempEmployee(102"WangPlus2");
            Console.WriteLine("Employee ID: {0} Name: {1} Bonus: {2}", emp.Employee_ID, emp.Name, emp.Bonus(10000));
            Console.WriteLine("Employee ID: {0} Name: {1} Bonus: {2}", emp1.Employee_ID, emp1.Name, emp1.Bonus(10000));
            Console.WriteLine("Employee ID: {0} Name: {1} Bonus: {2}", emp2.Employee_ID, emp2.Name, emp2.Bonus(10000));
            Console.ReadLine();
        }
    }

    显然,这个方式不符合里氏替原则的第四条,它抛出了一个错误。

    所以,我们需要继续修改代码,并增加两个接口:

    interface IBonus
    {
        decimal Bonus(decimal salary);
    }
    interface IEmployee
    {
        int Employee_ID { get; set; }
        string Name { get; set; }
        decimal GetSalary();
    }
    public abstract class Employee : IEmployee, IBonus
    {
        public int Employee_ID { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public Employee(int id, string name)
        
    {
            this.Employee_ID = id;
            this.Name = name;
        }
        public abstract decimal GetSalary();
        public abstract decimal Bonus(decimal salary);
    }
    public class GeneralEmployee : Employee
    {
        public GeneralEmployee(int id, string name) : base(id, name)
        
    {
        }
        public override decimal GetSalary()
        
    {
            return 10000;
        }
        public override decimal Bonus(decimal salary)
        
    {
            return salary * .1M;
        }
    }
    public class ManagerEmployee : Employee
    {
        public ManagerEmployee(int id, string name) : base(id, name)
        
    {
        }
        public override decimal GetSalary()
        
    {
            return 10000;
        }
        public override decimal Bonus(decimal salary)
        
    {
            return salary * .1M;
        }
    }
    public class TempEmployee : IEmployee
    {
        public int Employee_ID { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public TempEmployee(int id, string name)
        
    {
            this.Employee_ID = id;
            this.Name = name;
        }
        public decimal GetSalary()
        
    {
            return 5000;
        }
    }
    class Program
    {

        public static void Main()
        
    {
            Employee emp = new GeneralEmployee(101"WangPlus");
            Employee emp1 = new ManagerEmployee(102"WangPlus1");
            Console.WriteLine("Employee ID: {0} Name: {1} Salary: {2} Bonus:{3}", emp.Employee_ID, emp.Name, emp.GetSalary(), emp.Bonus(emp.GetSalary()));
            Console.WriteLine("Employee ID: {0} Name: {1} Salary: {2} Bonus:{3}", emp1.Employee_ID, emp1.Name, emp1.GetSalary(), emp1.Bonus(emp1.GetSalary()));

            List<IEmployee> emp_list = new List<IEmployee>();
            emp_list.Add(new GeneralEmployee(101"WangPlus"));
            emp_list.Add(new ManagerEmployee(102"WangPlus1"));
            emp_list.Add(new TempEmployee(103"WangPlus2"));
            foreach (var obj in emp_list)
            {
                Console.WriteLine("Employee ID: {0} Name: {1} Salary: {2} ", obj.Employee_ID, obj.Name, obj.GetSalary());
            }
        }
    }

    四、接口隔离原则

    接口隔离原则要求客户不依赖于它不使用的接口和方法;一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

    通常的做法,是把一个臃肿的接口拆分成多个更小的接口,以保证客户只需要知道与它相关的方法。

    这个部分不做代码演示了,可以去看看上边单一责任原则里的代码,也遵循了这个原则。

    五、依赖倒置原则

    依赖倒置原则要求高层模块不能依赖于低层模块,而是两者都依赖于抽象。另外,抽象不应该依赖于细节,而细节应该依赖于抽象。

    看代码:

    public class Message
    {

        public void SendMessage()
        
    {
            Console.WriteLine("Message Sent");
        }
    }
    public class Notification
    {

        private Message _msg;

        public Notification()
        
    {
            _msg = new Message();
        }
        public void PromotionalNotification()
        
    {
            _msg.SendMessage();
        }
    }
    class Program
    {

        public static void Main()
        
    {
            Notification notify = new Notification();
            notify.PromotionalNotification();
        }
    }

    这个代码中,通知完全依赖Message类,而Message类只能发送一种通知。如果我们需要引入别的类型,例如邮件和SMS,则需要修改Message类。

    下面,我们使用依赖倒置原则来完成这段代码:

    public interface IMessage
    {
        void SendMessage();
    }
    public class Email : IMessage
    {
        public void SendMessage()
        
    {
            Console.WriteLine("Send Email");
        }
    }
    public class SMS : IMessage
    {
        public void SendMessage()
        
    {
            Console.WriteLine("Send Sms");
        }
    }
    public class Notification
    {

        private IMessage _msg;
        public Notification(IMessage msg)
        
    {
            this._msg = msg;
        }
        public void Notify()
        
    {
            _msg.SendMessage();
        }
    }
    class Program
    {

        public static void Main()
        
    {
            Email email = new Email();
            Notification notify = new Notification(email);
            notify.Notify();

            SMS sms = new SMS();
            notify = new Notification(sms);
            notify.Notify();
        }
    }

    通过这种方式,我们把代码之间的耦合降到了最小。

    六、迪米特法则

    迪米特法则也叫最少知道法则。从称呼就可以知道,意思是:一个对象应该对其它对象有最少的了解。

    在写代码的时候,尽可能少暴露自己的接口或方法。写类的时候,能不public就不public,所有暴露的属性、接口、方法,都是不得不暴露的,这样能确保其它类对这个类有最小的了解。

    这个原则没什么需要多讲的,调用者只需要知道被调用者公开的方法就好了,至于它内部是怎么实现的或是有其他别的方法,调用者并不关心,调用者只关心它需要用的。反而,如果被调用者暴露太多不需要暴露的属性或方法,那么就可能导致调用者滥用其中的方法,或是引起一些其他不必要的麻烦。

    最后说两句:所谓原则,不是规则,不是硬性的规定。在代码中,能灵活应用就好,不需要非拘泥于形式,但是,用好了,会让代码写得很顺手,很漂亮。

    (全文完)


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