设计模式之设计原则

C++ 设计模式之设计原则

设计模式中的设计原则是指导软件设计的基本准则，旨在提高代码的可维护性、可扩展性和灵活性。这些原则帮助开发者编写出更健壮、更易于理解和更易于修改的代码。以下是一些关键的设计原则及其总结：

1. 单一职责原则

原则：一个类应该只有一个引起变化的原因，即一个类只负责一个职责。

优点：

• 提高类的内聚性。
• 降低类的复杂度。
• 提高代码的可维护性和可读性。

示例：

class ReportGenerator {
public:
    void generateReport() {
        // 生成报告的逻辑
    }
};

class ReportPrinter {
public:
    void printReport() {
        // 打印报告的逻辑
    }
};

2. 开放封闭原则

原则：软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。

优点：

• 提高代码的可扩展性。
• 降低代码的修改风险。

示例：

class Shape {
public:
    virtual void draw() const = 0;
    virtual ~Shape() = default;
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        // 绘制圆形
    }
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        // 绘制矩形
    }
};

3. 里氏替换原则

原则：派生类对象应该能够替换基类对象而不影响程序的正确性。

优点：

• 保证继承关系的正确性。
• 提高代码的可替换性和可扩展性。

示例：

class Bird {
public:
    virtual void fly() const {
        // 鸟类飞行的逻辑
    }
};

class Sparrow : public Bird {
public:
    void fly() const override {
        // 麻雀飞行的逻辑
    }
};

4. 接口隔离原则

原则：一个类不应该依赖于它不使用的接口。应将接口拆分为更小、更专注的接口。

优点：

• 提高接口的内聚性。
• 降低类的复杂度和耦合度。

示例：

class Printer {
public:
    virtual void print() const = 0;
    virtual ~Printer() = default;
};

class Scanner {
public:
    virtual void scan() const = 0;
    virtual ~Scanner() = default;
};

class MultiFunctionPrinter : public Printer, public Scanner {
public:
    void print() const override {
        // 打印逻辑
    }

    void scan() const override {
        // 扫描逻辑
    }
};

5. 依赖倒置原则

原则：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。

优点：

• 提高代码的灵活性和可扩展性。
• 降低模块之间的耦合度。

示例：

class IWorker {
public:
    virtual void work() const = 0;
    virtual ~IWorker() = default;
};

class Worker : public IWorker {
public:
    void work() const override {
        // 工作逻辑
    }
};

class Manager {
public:
    Manager(IWorker* worker) : worker_(worker) {}

    void manage() const {
        worker_->work();
    }

private:
    IWorker* worker_;
};

设计模式中的设计原则总结

1. 单一职责原则（SRP）：一个类只负责一个职责。
2. 开放封闭原则（OCP）：软件实体应该对扩展开放，对修改封闭。
3. 里氏替换原则（LSP）：派生类对象应该能够替换基类对象而不影响程序的正确性。
4. 接口隔离原则（ISP）：一个类不应该依赖于它不使用的接口。
5. 依赖倒置原则（DIP）：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。