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SOLID 面向对象设计原则

SOLID 用五项原则管理职责、扩展和依赖。本文负责原则含义、行为契约与代码判断。

1. 面试核心

先记住这几条，再读正文

单一职责。 SRP 按变化原因划分职责，同一类可包含多个相关方法。卡 · 单一职责原则
开闭原则。 OCP 通过稳定扩展点隔离变化，修改仍可发生在扩展点之外。
里氏替换。 LSP 要求子类型遵守父类型的行为契约。卡 · 里氏替换原则
接口隔离。 ISP 按客户端需要拆分接口，避免依赖无关能力。
依赖倒置与注入。 DIP 让业务依赖抽象，DI 负责把具体依赖传入对象。卡 · 依赖倒置原则

2. 职责与变化

代码维护的主要成本来自变化的传播。多个职责混在一起时，一处修改会影响无关调用者。SOLID 用于判断这些依赖与边界。

抽象也有成本。类和接口增加后，阅读调用链会更费力。应围绕已经存在的变化点选择边界。

3. SOLID 概念

原则	英文名称	判断对象
单一职责	Single Responsibility Principle	导致模块变化的职责来源
开闭原则	Open/Closed Principle	稳定部分与扩展点
里氏替换	Liskov Substitution Principle	子类型的行为契约
接口隔离	Interface Segregation Principle	客户端实际使用的能力
依赖倒置	Dependency Inversion Principle	源码依赖的方向

4. SOLID 原则

卡 · 单一职责是否要求一个类只做一个动作？卡 · 子类方法签名相同，为什么仍会违反里氏替换原则？卡 · 依赖倒置与依赖注入有什么区别？

4.1 单一职责原则

SRP 将同一变化原因影响的内容组织在一起。例如薪资计算与报表格式由不同需求驱动。分离后，报表改版不会改变薪资规则。

一个类有多个方法，仍可围绕同一职责。实体维护自身不变量也属于合理职责。User 并非只能保存字段，校验也无需一律外移。

字段合法性可由值对象或实体维护。注册流程的唯一性检查则依赖仓库，适合放在应用服务中。

4.2 开闭原则

OCP 用稳定接口隔离可预见的扩展。例如绘图器通过 Shape 调用不同图形：

interface Shape {
    void draw();
}

final class Circle implements Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("circle");
    }
}

final class Renderer {
    void render(Shape shape) {
        shape.draw();
    }
}

新增图形只需实现 Shape，Renderer 的调用逻辑保持稳定。注册实现、装配对象和修复缺陷仍可修改代码。

扩展方向应来自业务变化。为了未知需求引入插件系统，会增加当前维护成本。

4.3 里氏替换原则

LSP 要求调用者依赖的行为在替换后继续成立。子类型应保留父类型不变量，并遵守历史约束。例如父类型承诺创建后不变，子类型也应保持不变。它还应满足以下条件：

前置条件保持或放宽，避免拒绝父类型允许的输入。
后置条件保持或加强，确保父类型承诺的结果成立。

例如账户接口承诺余额足够时允许提款。子类额外要求“仅工作日提款”，就加强了前置条件。参数类型相同，仍会违反行为契约。

父类型若承诺成功返回后已经持久化，子类型就需遵守。只把记录放入易失内存会削弱后置条件。

继承关系通过编译检查，只说明类型兼容。契约测试还需检查结果、异常与状态变化。

4.4 接口隔离原则

ISP 按调用方需要划分能力。只读取数据的调用方可依赖只读接口。写入能力由另一个接口表达。

动物能力也可以拆成独立接口：

interface Flyable {
    void fly();
}

interface Swimmable {
    void swim();
}

final class Fish implements Swimmable {
    public void swim() {
        System.out.println("swim");
    }
}

Fish 只实现游泳能力，无需提供空的飞行方法。新增功能可以增加接口，也可以扩展已有稳定职责。是否拆分取决于客户端依赖关系。

4.5 依赖倒置原则

DIP 让高层业务和低层实现共同依赖抽象。抽象描述业务需要，避免直接暴露数据库细节。

interface UserRepository {
    void save(String userId);
}

final class UserService {
    private final UserRepository repository;

    UserService(UserRepository repository) {
        this.repository = repository;
    }

    void register(String userId) {
        repository.save(userId);
    }
}