10.3 面向对象设计

面向对象设计 OOD 把分析模型进一步转化为可实现、可维护的软件设计。软考中这一部分主要考设计原则，尤其是七大原则的名称与描述匹配。

从结构化原则到面向对象原则

结构化设计强调“高内聚、低耦合”。面向对象设计也继承这个方向，只是对象世界中关注点变成类、接口、继承、组合和包。

结构化表达	面向对象中的对应思路
高内聚	单一职责，类或接口目的单一
低耦合	接口隔离、组合复用、迪米特法则
减少修改影响	开闭原则、依赖倒置、里氏替换

OOD 的原则不是互相完全孤立的，它们都在服务同一目标：降低修改成本，提高复用性、扩展性和可维护性。

七大设计原则

原则	一句话	题干关键词
单一职责原则 SRP	一个类最好只有一个引起它变化的原因	目的单一、职责单一
开闭原则 OCP	对扩展开放，对修改封闭	新增功能靠扩展，少改旧代码
里氏替换原则 LSP	子类可以替换父类出现的位置	子类替换父类、特殊替换一般
依赖倒置原则 DIP	依赖抽象，不依赖具体实现	针对接口编程、高层抽象
接口隔离原则 ISP	使用多个专门接口，避免大而全接口	接口目的单一、不要总接口
组合复用原则 CRP	优先用组合实现复用，而不是继承	组合优于继承、降低耦合
迪米特法则 LoD	一个对象应尽量少了解其他对象	最少知识法则、只和必要对象交互

这些原则中，题目常给一句定义，让你选原则名称。

开闭原则：为什么“扩展开放、修改封闭”

修改已有代码可能引入新缺陷，也会触发回归测试。开闭原则希望面对变化时，尽量通过新增类、新增实现、新增配置来扩展，而不是直接改动稳定代码。

做法	后果
每次新功能都修改旧类	影响范围大，回归成本高
把变化点抽象出来，通过新增子类或策略扩展	旧代码更稳定，扩展更安全

开闭原则不是“不准修改”，而是设计时尽量让常见变化通过扩展完成。

里氏替换：子类要守父类契约

里氏替换原则强调：凡是能使用父类对象的地方，都应能使用子类对象而不破坏程序正确性。

如果子类继承父类后大幅改变父类行为，使调用方原有假设失效，就违反了里氏替换。它隐含的建议是：子类扩展父类能力，但不要破坏父类已有语义。

依赖倒置：针对抽象编程

传统调用常表现为高层模块依赖低层具体实现。依赖倒置要求高层模块不要直接依赖低层具体类，而要依赖抽象接口；低层实现也围绕这个抽象来实现。

flowchart LR
  A["高层业务"] --> I["抽象接口"]
  B["具体实现A"] --> I
  C["具体实现B"] --> I

这样新增具体实现时，高层业务不需要知道每个子类细节，多态和扩展都会更自然。

接口隔离与组合复用

接口隔离原则反对把所有功能塞进一个大接口。大接口会让使用者被迫依赖自己不需要的能力，一处变化影响很多调用方。更好的方式是按职责拆成多个小接口。

组合复用原则强调优先通过对象组合来获得能力。继承关系耦合紧、层次一旦设计错就很难改；组合关系更灵活，可以在运行时替换组件，修改影响也更小。

复用方式	优点	局限
继承复用	简单直接，可复用父类实现	耦合紧，父类变化影响子类
组合复用	灵活、低耦合、可替换	需要设计清晰接口

这也是很多设计模式更偏向“组合优于继承”的原因。

迪米特法则

迪米特法则又叫最少知识法则。对象只应了解自己必须了解的对象，不要到处访问别人的内部细节。

如果一个类知道太多其他类的结构，任何被它了解的类发生变化，都可能牵连它修改。迪米特法则通过减少知识面来降低耦合。

包相关原则

字幕还补充了几条包层面的原则，考试频率较低，但要能对上名称。

原则	含义
重用发布等价原则	重用的粒度应与发布的粒度一致
共同封闭原则	一个包中的类应对同一类变化共同封闭
共同重用原则	一个包中的类应共同被重用
无环依赖原则	包之间依赖关系不要形成环
稳定依赖原则	依赖应指向更稳定的包
稳定抽象原则	包的抽象程度应与稳定程度匹配

这些原则主要服务包结构设计，不是本节最高频，但遇到名称配对题时要有印象。

例题

单选

进行面向对象设计时，若要求一个类仅有一个引起它变化的原因，属于：

A单一职责原则B里氏替换原则C接口隔离原则D组合复用原则

单选

开闭原则强调：

A对扩展封闭，对修改开放B对所有代码都禁止扩展C对扩展开放，对修改封闭D只允许直接修改父类

本节小结

面向对象设计的考试重点是原则匹配。单一职责看“一个变化原因”，开闭原则看“扩展开放、修改封闭”，里氏替换看“子类替换父类”，依赖倒置看“依赖抽象”，接口隔离看“小而专门的接口”，组合复用看“组合优于继承”，迪米特看“最少知识”。