物件導向設計原則 - SOLID

物件導向設計原則 - SOLID

更新於 發佈於 閱讀時間約 8 分鐘

本筆記除了以文字說明SOLID設計原則以外,並以Java code實際舉例。


Single Responsibility Principle (SRP) 單一職責原則

  • 每個人負責屬於自己的職責,不該承擔太多職責,大家各自做自己應該做的事情,且不會互相干擾。

以下舉例說明,假設有個Employee類別,calculatePay()用來計算薪資,是屬於會計部的需求,genHoursReport()用來產生工時報表,是屬於人資部的需求。

calculateWorkingHours() 用來計算工時,calculatePay()與genHoursReport() 方法都依賴這個方法,也就是無論是計算薪資或是產生工時報表,都需要先計算出工時。

假設會計部門要求要更改計算薪資的方式,需要動到計算工時的邏輯calculateWorkingHours(),由於產生工時報表的方法也會呼叫這個method來計算工時,因此這個修改有可能會導致工時報表錯誤的問題,也就是為了會計部門的需求更動,會影響到人資部門的需求功能。

因此問題就浮現了,Employee class做太多事情了,把其他人的職責也囊括進來這邊,會計部門的需求改變會影響到人資部門的功能,這就不符合SRP了。

raw-image

因此,需要把不同的職責拆分到不同的類別,以免互相影響:

raw-image

如此將會計的計算薪資與人資的工時報表拆開為獨自的類別(將不同的責任方法拆分到不同的類別),內部有各自的計算工時邏輯,互不影響。會計部門的計算工時邏輯更動,不會影響人資部門的功能了。


Open/Closed Principle (OCP) 開放封閉原則

  • 「對擴充開放,對修改封閉」: 需求變動時,可以對既有的程式碼進行擴展,而不須修改原有的程式碼。

續上程式碼,修改如下:

raw-image


raw-image

要根據不同角色計算薪資,這樣的程式碼,每當有一個新的role就要去改switch的code,增加一個case與對應的method,來計算對應的薪資,如此就違反OCP原則了,要擴展不應該要去改原本的程式碼

因此為了符合OCP原則,我們修改一下code:

raw-image
raw-image
raw-image

如此修改,日後若要擴充新的Role,只需新增一個XXXRole class,並且定義calcSalary()方法,將薪資計算邏輯寫在這,就完成了。擴充功能完全不需要動到原本的code,即符合OCP原則。


Liskov Substitution Principle (LSP) 里氏替換原則

  • 當子類別替換掉父類別時,其功能不受影響。
  • 子類別繼承父類別可以擴充新的功能,不應覆寫原本父類定義的功能,若要覆寫就必須符合原來預期的行為。

這邊修改一下剛剛的role extends的code,CEORole繼承了Role且覆寫了setName() 方法,將原本父類別setName的行為改掉了,導致發生預期之外的錯誤,這就是違反LSP原則。

從輸出的結果來看,子類的行為改變(覆寫)了父類原本的行為,造成子類無法替代父類,即違反LSP原則。

raw-image

Output:

Role Name: ABC
Role Name: CEO

Interface Segregation Principle (ISP) 介面隔離原則

  • 將龐大的介面拆分為更小且具體的介面,讓客戶只需實作他們需要的方法,不應有用不到的功能可以呼叫。

沿用上述code,修改成如下:

raw-image

假設讀取報表(readReport)是祕書才會做的事,審核假單(verifyBreakLog)是主管才會做的事,對於主管(Director)來說,不需要readReport()這個方法,但卻被迫實作且可以呼叫不會使用的方法,這就違反了ISP原則。

為了符合ISP原則,將code改成如下,將AdminUsage拆的更小:

raw-image
raw-image

如此一來,秘書可以讀取報表,不需要去實作用不到的審核假單。
主管可以審核假單,不需要去實作用不到的讀取報表,也就符合了ISP原則。


Dependency Inversion Principle(DIP) 依賴反轉原則

  • 高階模組不應該依賴於低階模組,兩者都應該依賴抽象。

例如為了「讀取報表」功能,需要依賴Excel類別的readFile()來讀取檔案,如同下面的程式碼一樣。

raw-image

這時候問題就來了,假設要改從Word去讀取檔案,而Word類別的方法名稱不是readFile(), 而是readContent(),高階模組readReport()這邊的程式碼,就會因為低階模組的改動,也需要跟著改程式,這就是所謂的高階模組依賴於低階模組:

raw-image

為了符合DIP原則,修改如下:

raw-image
raw-image

現在變成高階模組跟低階模組都依賴IReader interface,假如今天要換成從PPT讀取呢? 這樣的程式碼擴充就很容易,對我來說只需要新增一個PPT class並且implements IReader 實作readContent() method,然後將PPT instance傳入高階模組建構子即可:

raw-image
raw-image

有沒有發現,這樣設計後高階模組的code完全不用改,也變相的統一了method name,都叫做readContent(),對於新的低階模組class而言只需把readContent()的邏輯寫好,高階模組會去call readContent(),完全不須改code。

也就是說,想要符合DIP原則,可以朝這樣的方向去思考: 「為了達成這個目的,我需要依賴什麼功能?」將這個功能設計成interface即可

以這個例子而已,為了達成讀取報表的目的,我需要依賴讀取資料的功能,因此把讀取資料功能拉出來設計成介面,讓高低階模組皆依賴於這個介面,即可符合DIP原則。



本筆記參考:

1. https://matthung0807.blogspot.com/2021/01/java-solid-liskov-substitution-principle.html
2. https://www.cnblogs.com/windpoplar/p/12724391.html
3. https://easonchang0115.github.io/blogs/other/2021/20210427_1.html#d-dependency-inversion-principle
4. https://ianjustin39.github.io/ianlife/design-pattern/liskov-substitution-principle/
5. https://medium.com/%E7%A8%8B%E5%BC%8F%E6%84%9B%E5%A5%BD%E8%80%85/%E4%BD%BF%E4%BA%BA%E7%98%8B%E7%8B%82%E7%9A%84-solid-%E5%8E%9F%E5%89%87-%E4%BB%8B%E9%9D%A2%E9%9A%94%E9%9B%A2%E5%8E%9F%E5%89%87-interface-segregation-principle-50f54473c79e
6. https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10192464
7. https://notfalse.net/1/dip
8. https://www.jyt0532.com/2020/03/24/dip/
9. https://igouist.github.io/post/2020/12/oo-14-dependency-inversion-principle/



avatar-img
Vic Lin的沙龍
21會員
161內容數
留言
avatar-img
留言分享你的想法!
Vic Lin的沙龍 的其他內容
父元件 傳遞方法使用@ <template>    ...    <Login @modalClose="modalClose"/> ... </template> <script setup>     const _modal = ref();     function m
前情提要 由於我的筆電已經用了10年,無法再戰下去了,且有預算考量,加上使用電腦幾乎都是定點,只有偶爾回家的時候會需要攜帶,因此最終選擇了迷你電腦,體積小不占空間,又方便攜帶,剛好符合我的需求。 菜單 由於這台無法裝獨顯,所以CPU的部分選擇 AMD R5 3400G(含Vega 11內
Nuxt3中可使用useFetch來獲取數據,不須再引用axios,相當方便: 本筆記參考: https://juejin.cn/post/7104071421160063012 https://juejin.cn/post/7086472647575339045
父元件 傳遞方法使用@ <template>    ...    <Login @modalClose="modalClose"/> ... </template> <script setup>     const _modal = ref();     function m
前情提要 由於我的筆電已經用了10年,無法再戰下去了,且有預算考量,加上使用電腦幾乎都是定點,只有偶爾回家的時候會需要攜帶,因此最終選擇了迷你電腦,體積小不占空間,又方便攜帶,剛好符合我的需求。 菜單 由於這台無法裝獨顯,所以CPU的部分選擇 AMD R5 3400G(含Vega 11內
Nuxt3中可使用useFetch來獲取數據,不須再引用axios,相當方便: 本筆記參考: https://juejin.cn/post/7104071421160063012 https://juejin.cn/post/7086472647575339045