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正如牛頓三大定律在經典力學中的位置一樣，“開-閉”原則（Open-Closed Principle）是面向對象的可復用設計（Object Oriented Design或OOD）的基石。其他設計原則（里氏代換原則、依賴倒轉原則、合成/聚合復用原則、迪米特法則、接口隔離原則）是實現“開-閉”原則的手段和工具。 一、“開-閉”原則（Open-Closed Principle,OCP） 1.1“開-閉”原則的定義及優(yōu)點 1）定義：一個軟件實體應當對擴展開放，對修改關閉( Software entities should be open for extension,but closed for modification.)。即在設計一個模塊的時候，應當使這個模塊可以在不被修改的前提下被擴展。 2）滿足“開-閉”原則的系統(tǒng)的優(yōu)點 a)通過擴展已有的軟件系統(tǒng)，可以提供新的行為，以滿足對軟件的新需求，使變化中的軟件系統(tǒng)有一定的適應性和靈活性。 b)已有的軟件模塊，特別是最重要的抽象層模塊不能再修改，這就使變化中的軟件系統(tǒng)有一定的穩(wěn)定性和延續(xù)性。 c)這樣的系統(tǒng)同時滿足了可復用性與可維護性。
正如牛頓三大定律在經典力學中的位置一樣，“開-閉”原則（Open-Closed Principle）是面向對象的可復用設計（Object Oriented Design或OOD）的基石。其他設計原則（里氏代換原則、依賴倒轉原則、合成/聚合復用原則、迪米特法則、接口隔離原則）是實現“開-閉”原則的手段和工具。
一、“開-閉”原則（Open-Closed Principle,OCP）
1.1“開-閉”原則的定義及優(yōu)點
1）定義：一個軟件實體應當對擴展開放，對修改關閉( Software entities should be open for extension,but closed for modification.)。即在設計一個模塊的時候，應當使這個模塊可以在不被修改的前提下被擴展。
2）滿足“開-閉”原則的系統(tǒng)的優(yōu)點
a)通過擴展已有的軟件系統(tǒng)，可以提供新的行為，以滿足對軟件的新需求，使變化中的軟件系統(tǒng)有一定的適應性和靈活性。
b)已有的軟件模塊，特別是最重要的抽象層模塊不能再修改，這就使變化中的軟件系統(tǒng)有一定的穩(wěn)定性和延續(xù)性。
c)這樣的系統(tǒng)同時滿足了可復用性與可維護性。
1.2如何實現“開-閉”原則
在面向對象設計中，不允許更改的是系統(tǒng)的抽象層，而允許擴展的是系統(tǒng)的實現層。換言之，定義一個一勞永逸的抽象設計層，允許盡可能多的行為在實現層被實現。
解決問題關鍵在于抽象化，抽象化是面向對象設計的第一個核心本質。
對一個事物抽象化，實質上是在概括歸納總結它的本質。抽象讓我們抓住最最重要的東西，從更高一層去思考。這降低了思考的復雜度，我們不用同時考慮那么多的東西。換言之，我們封裝了事物的本質，看不到任何細節(jié)。
在面向對象編程中，通過抽象類及接口，規(guī)定了具體類的特征作為抽象層，相對穩(wěn)定，不需更改，從而滿足“對修改關閉”；而從抽象類導出的具體類可以改變系統(tǒng)的行為，從而滿足“對擴展開放”。
對實體進行擴展時，不必改動軟件的源代碼或者二進制代碼。關鍵在于抽象。
1.3對可變性的封裝原則
“開-閉”原則也就是“對可變性的封裝原則”（Principle of Encapsulation of Variation ，EVP）。即找到一個系統(tǒng)的可變因素，將之封裝起來。換言之，在你的設計中什么可能會發(fā)生變化，應使之成為抽象層而封裝，而不是什么會導致設計改變才封裝。
“對可變性的封裝原則”意味著：
a)一種可變性不應當散落在代碼的許多角落，而應當被封裝到一個對象里面。同一可變性的不同表象意味著同一個繼承等級結構中的具體子類。因此，此處可以期待繼承關系的出現。繼承是封裝變化的方法，而不僅僅是從一般的對象生成特殊的對象。
b)一種可變性不應當與另一種可變性混合在一起。作者認為類圖的繼承結構如果超過兩層，很可能意味著兩種不同的可變性混合在了一起。
使用“可變性封裝原則”來進行設計可以使系統(tǒng)遵守“開-閉”原則。
即使無法百分之百的做到“開-閉”原則，但朝這個方向努力，可以顯著改善一個系統(tǒng)的結構。
二、里氏代換原則（Liskov Substitution Principle, LSP）
2.1概念
定義：如果對每一個類型為T1的對象O1，都有類型為T2 的對象O2，使得以T1定義的所有程序P在所有的對象O1都代換為O2時，程序P的行為沒有變化，那么類型T2是類型T1的子類型。
即，一個軟件實體如果使用的是一個基類的話，那么一定適用于其子類。而且它覺察不出基類對象和子類對象的區(qū)別。也就是說,在軟件里面,把基類都替換成它的子類,程序的行為沒有變化。
反過來的代換不成立，如果一個軟件實體使用的是一個子類的話，那么它不一定適用于基類。
任何基類可以出現的地方，子類一定可以出現。
基于契約的設計、抽象出公共部分作為抽象基類的設計。
2.2里氏代換原則與“開-閉”原則的關系
實現“開-閉”原則的關鍵步驟是抽象化?；惻c子類之間的繼承關系就是抽象化的體現。因此里氏代換原則是對實現抽象化的具體步驟的規(guī)范。
違反里氏代換原則意味著違反了“開-閉”原則，反之未必。
三、 依賴倒轉原則（dependence inversion principle, DIP）
3.1概念
依賴倒轉原則就是要依賴于抽象，不要依賴于實現。（Abstractions should not depend upon details. Details should depend upon abstractions.）要針對接口編程，不要針對實現編程。（Program to an interface, not an implementation.）
也就是說應當使用接口和抽象類進行變量類型聲明、參數類型聲明、方法返還類型說明，以及數據類型的轉換等。而不要用具體類進行變量的類型聲明、參數類型聲明、方法返還類型說明，以及數據類型的轉換等。要保證做到這一點，一個具體類應當只實現接口和抽象類中聲明過的方法，而不要給出多余的方法。
傳統(tǒng)的過程性系統(tǒng)的設計辦法傾向于使高層次的模塊依賴于低層次的模塊，抽象層次依賴于具體層次。倒轉原則就是把這個錯誤的依賴關系倒轉過來。
面向對象設計的重要原則是創(chuàng)建抽象化，并且從抽象化導出具體化，具體化給出不同的實現。繼承關系就是一種從抽象化到具體化的導出。
抽象層包含的應該是應用系統(tǒng)的商務邏輯和宏觀的、對整個系統(tǒng)來說重要的戰(zhàn)略性決定，是必然性的體現。具體層次含有的是一些次要的與實現有關的算法和邏輯，以及戰(zhàn)術性的決定，帶有相當大的偶然性選擇。具體層次的代碼是經常變動的，不能避免出現錯誤。
從復用的角度來說，高層次的模塊是應當復用的，而且是復用的重點，因為它含有一個應用系統(tǒng)最重要的宏觀商務邏輯，是較為穩(wěn)定的。而在傳統(tǒng)的過程性設計中，復用則側重于具體層次模塊的復用。
依賴倒轉原則則是對傳統(tǒng)的過程性設計方法的“倒轉”，是高層次模塊復用及其可維護性的有效規(guī)范。
特例：對象的創(chuàng)建過程是違背“開—閉”原則以及依賴倒轉原則的，但通過工廠模式，能很好地解決對象創(chuàng)建過程中的依賴倒轉問題。
3.2關系
“開-閉”原則與依賴倒轉原則是目標和手段的關系。如果說開閉原則是目標,依賴倒轉原則是到達"開閉"原則的手段。如果要達到最好的"開閉"原則,就要盡量的遵守依賴倒轉原則，依賴倒轉原則是對"抽象化"的最好規(guī)范。
里氏代換原則是依賴倒轉原則的基礎，依賴倒轉原則是里氏代換原則的重要補充。
3.3耦合（或者依賴）關系的種類：
零耦合（Nil Coupling）關系：兩個類沒有耦合關系
具體耦合（Concrete Coupling）關系：發(fā)生在兩個具體的（可實例化的）類之間，經由一個類對另一個具體類的直接引用造成。
抽象耦合（Abstract Coupling）關系：發(fā)生在一個具體類和一個抽象類（或接口）之間，使兩個必須發(fā)生關系的類之間存有最大的靈活性。
3.3.1如何把握耦合
我們應該盡可能的避免實現繼承，原因如下：
1 失去靈活性，使用具體類會給底層的修改帶來麻煩。
2 耦合問題，耦合是指兩個實體相互依賴于對方的一個量度。程序員每天都在(有意識地或者無意識地)做出影響耦合的決定：類耦合、API耦合、應用程序耦合等等。在一個用擴展的繼承實現系統(tǒng)中，派生類是非常緊密的與基類耦合，而且這種緊密的連接可能是被不期望的。如B extends A ，當B不全用A中的所有methods時，這時候，B調用的方法可能會產生錯誤!
我們必須客觀的評價耦合度，系統(tǒng)之間不可能總是松耦合的，那樣肯定什么也做不了。
3.3.2我們決定耦合的程度的依據何在呢？
簡單的說，就是根據需求的穩(wěn)定性，來決定耦合的程度。對于穩(wěn)定性高的需求，不容易發(fā)生變化的需求，我們完全可以把各類設計成緊耦合的(我們雖然討論類之間的耦合度，但其實功能塊、模塊、包之間的耦合度也是一樣的)，因為這樣可以提高效率，而且我們還可以使用一些更好的技術來提高效率或簡化代碼，例如c# 中的內部類技術?？墒?，如果需求極有可能變化，我們就需要充分的考慮類之間的耦合問題，我們可以想出各種各樣的辦法來降低耦合程度，但是歸納起來，不外乎增加抽象的層次來隔離不同的類，這個抽象層次可以是抽象的類、具體的類，也可以是接口，或是一組的類。我們可以用一句話來概括降低耦合度的思想："針對接口編程，而不是針對實現編程。
在我們進行編碼的時候，都會留下我們的指紋，如public的多少，代碼的格式等等。我們可以耦合度量評估重新構建代碼的風險。因為重新構建實際上是維護編碼的一種形式，維護中遇到的那些麻煩事在重新構建時同樣會遇到。我們知道在重新構建之后，最常見的隨機bug大部分都是不當耦合造成的 。
如果不穩(wěn)定因素越大，它的耦合度也就越大。
某類的不穩(wěn)定因素=依賴的類個數/被依賴的類個數
依賴的類個數＝ 在編譯此類的時被編譯的其它類的個數總和
3.3.3怎樣將大系統(tǒng)拆分成小系統(tǒng)
解決這個問題的一個思路是將許多類集合成一個更高層次的單位,形成一個高內聚、低耦合的類的集合，這是我們設計過程中應該著重考慮的問題！
耦合的目標是維護依賴的單向性，有時我們也會需要使用壞的耦合。在這種情況下，應當小心記錄下原因，以幫助日后該代碼的用戶了解使用耦合真正的原因。
3.4怎樣做到依賴倒轉？
以抽象方式耦合是依賴倒轉原則的關鍵。抽象耦合關系總要涉及具體類從抽象類繼承，并且需要保證在任何引用到基類的地方都可以改換成其子類，因此，里氏代換原則是依賴倒轉原則的基礎。
在抽象層次上的耦合雖然有靈活性，但也帶來了額外的復雜性，如果一個具體類發(fā)生變化的可能性非常小，那么抽象耦合能發(fā)揮的好處便十分有限，這時可以用具體耦合反而會更好。
層次化：所有結構良好的面向對象構架都具有清晰的層次定義，每個層次通過一個定義良好的、受控的接口向外提供一組內聚的服務。
依賴于抽象：建議不依賴于具體類，即程序中所有的依賴關系都應該終止于抽象類或者接口。盡量做到：
1、任何變量都不應該持有一個指向具體類的指針或者引用。
2、任何類都不應該從具體類派生。
3、任何方法都不應該覆寫它的任何基類中的已經實現的方法。
3.5依賴倒轉原則的優(yōu)缺點
依賴倒轉原則雖然很強大，但卻最不容易實現。因為依賴倒轉的緣故，對象的創(chuàng)建很可能要使用對象工廠，以避免對具體類的直接引用，此原則的使用可能還會導致產生大量的類，對不熟悉面向對象技術的工程師來說，維護這樣的系統(tǒng)需要較好地理解面向對象設計。
依賴倒轉原則假定所有的具體類都是會變化的，這也不總是正確。有一些具體類可能是相當穩(wěn)定，不會變化的，使用這個具體類實例的應用完全可以依賴于這個具體類型，而不必為此創(chuàng)建一個抽象類型。
四、合成/聚合復用原則（Composite/Aggregate Reuse Principle或CARP）
4.1概念
定義：在一個新的對象里面使用一些已有的對象，使之成為新對象的一部分；新的對象通過向這些對象的委派達到復用這些對象的目的。
應首先使用合成/聚合，合成/聚合則使系統(tǒng)靈活，其次才考慮繼承，達到復用的目的。而使用繼承時，要嚴格遵循里氏代換原則。有效地使用繼承會有助于對問題的理解，降低復雜度，而濫用繼承會增加系統(tǒng)構建、維護時的難度及系統(tǒng)的復雜度。
如果兩個類是“Has-a”關系應使用合成、聚合，如果是“Is-a”關系可使用繼承。"Is-A"是嚴格的分類學意義上定義，意思是一個類是另一個類的"一種"。而"Has-A"則不同，它表示某一個角色具有某一項責任。
4.2什么是合成？什么是聚合？
合成（Composition）和聚合（Aggregation）都是關聯（Association）的特殊種類。
聚合表示整體和部分的關系，表示“擁有”。如奔馳S360汽車，對奔馳S360引擎、奔馳S360輪胎的關系是聚合關系，離開了奔馳S360汽車，引擎、輪胎就失去了存在的意義。在設計中, 聚合不應該頻繁出現，這樣會增大設計的耦合度。
合成則是一種更強的“擁有”，部分和整體的生命周期一樣。合成的新的對象完全支配其組成部分，包括它們的創(chuàng)建和湮滅等。一個合成關系的成分對象是不能與另一個合成關系共享的。
換句話說，合成是值的聚合（Aggregation by Value），而一般說的聚合是引用的聚合（Aggregation by Reference）。
明白了合成和聚合關系，再來理解合成/聚合原則應該就清楚了，要避免在系統(tǒng)設計中出現，一個類的繼承層次超過3層，則需考慮重構代碼，或者重新設計結構。當然最好的辦法就是考慮使用合成/聚合原則。
4.3通過合成/聚合的優(yōu)缺點
優(yōu)點：
1) 新對象存取成分對象的唯一方法是通過成分對象的接口。
2) 這種復用是黑箱復用，因為成分對象的內部細節(jié)是新對象所看不見的。
3) 這種復用支持包裝。
4) 這種復用所需的依賴較少。
5) 每一個新的類可以將焦點集中在一個任務上。
6) 這種復用可以在運行時間內動態(tài)進行，新對象可以動態(tài)的引用與成分對象類型相同的對象。
7) 作為復用手段可以應用到幾乎任何環(huán)境中去。
缺點:就是系統(tǒng)中會有較多的對象需要管理。
4.4通過繼承來進行復用的優(yōu)缺點
優(yōu)點：
新的實現較為容易，因為超類的大部分功能可以通過繼承的關系自動進入子類。
修改和擴展繼承而來的實現較為容易。
缺點：
繼承復用破壞包裝，因為繼承將超類的實現細節(jié)暴露給子類。由于超類的內部細節(jié)常常是對于子類透明的，所以這種復用是透明的復用，又稱“白箱”復用。
如果超類發(fā)生改變，那么子類的實現也不得不發(fā)生改變。
從超類繼承而來的實現是靜態(tài)的，不可能在運行時間內發(fā)生改變，沒有足夠的靈活性。
繼承只能在有限的環(huán)境中使用。
五、 迪米特法則（Law of Demeter，LoD）
5.1概述
定義：一個軟件實體應當盡可能少的與其他實體發(fā)生相互作用。
這樣，當一個模塊修改時，就會盡量少的影響其他的模塊。擴展會相對容易。
這是對軟件實體之間通信的限制。它要求限制軟件實體之間通信的寬度和深度。
5.2迪米特法則的其他表述：
1）只與你直接的朋友們通信。
2）不要跟“陌生人”說話。
3）每一個軟件單位對其他的單位都只有最少的知識，而且局限于那些與本單位密切相關的軟件單位。
5.3狹義的迪米特法則
如果兩個類不必彼此直接通信，那么這兩個類就不應當發(fā)生直接的相互作用。如果其中的一個類需要調用另一個類的某一個方法的話，可以通過第三者轉發(fā)這個調用。
朋友圈的確定
“朋友”條件：
1）當前對象本身（this）
2）以參量形式傳入到當前對象方法中的對象
3）當前對象的實例變量直接引用的對象
4）當前對象的實例變量如果是一個聚集，那么聚集中的元素也都是朋友
5）當前對象所創(chuàng)建的對象
任何一個對象，如果滿足上面的條件之一，就是當前對象的“朋友”；否則就是“陌生人”。
缺點：會在系統(tǒng)里造出大量的小方法，散落在系統(tǒng)的各個角落。
與依賴倒轉原則互補使用
5.4狹義的迪米特法則的缺點：
在系統(tǒng)里造出大量的小方法，這些方法僅僅是傳遞間接的調用，與系統(tǒng)的商務邏輯無關。
遵循類之間的迪米特法則會是一個系統(tǒng)的局部設計簡化，因為每一個局部都不會和遠距離的對象有直接的關聯。但是，這也會造成系統(tǒng)的不同模塊之間的通信效率降低，也會使系統(tǒng)的不同模塊之間不容易協調。
5.5迪米特法則與設計模式
門面（外觀）模式和調停者（中介者）模式實際上就是迪米特法則的具體應用。
5.6廣義的迪米特法則
迪米特法則的主要用意是控制信息的過載。在將迪米特法則運用到系統(tǒng)設計中時，要注意下面的幾點：
1）在類的劃分上，應當創(chuàng)建有弱耦合的類。
2）在類的結構設計上，每一個類都應當盡量降低成員的訪問權限。
3）在類的設計上，只要有可能，一個類應當設計成不變類。
4）在對其他類的引用上，一個對象對其對象的引用應當降到最低。
5.7廣義迪米特法則在類的設計上的體現
1）優(yōu)先考慮將一個類設置成不變類
2）盡量降低一個類的訪問權限
3）謹慎使用Serializable
4）盡量降低成員的訪問權限
5）取代C Struct
迪米特法則又叫作最少知識原則（Least Knowledge Principle或簡寫為LKP），就是說一個對象應當對其他對象有盡可能少的了解。
5.8如何實現迪米特法則
迪米特法則的主要用意是控制信息的過載，在將其運用到系統(tǒng)設計中應注意以下幾點：
1) 在類的劃分上，應當創(chuàng)建有弱耦合的類。類之間的耦合越弱，就越有利于復用。
2) 在類的結構設計上，每一個類都應當盡量降低成員的訪問權限。一個類不應當public自己的屬性，而應當提供取值和賦值的方法讓外界間接訪問自己的屬性。
3) 在類的設計上，只要有可能，一個類應當設計成不變類。
4) 在對其它對象的引用上，一個類對其它對象的引用應該降到最低。
六、 接口隔離原則（interface separate principle, ISP）
6.1概念
接口隔離原則：使用多個專門的接口比使用單一的總接口要好。也就是說，一個類對另外一個類的依賴性應當是建立在最小的接口上。
這里的"接口"往往有兩種不同的含義：一種是指一個類型所具有的方法特征的集合，僅僅是一種邏輯上的抽象；另外一種是指某種語言具體的"接口"定義，有嚴格的定義和結構。比如c# 語言里面的Interface結構。對于這兩種不同的含義，ISP的表達方式以及含義都有所不同。(上面說的一個類型，可以理解成一個類，我們定義了一個類，也就是定義了一種新的類型)
當我們把"接口"理解成一個類所提供的所有方法的特征集合的時候，這就是一種邏輯上的概念。接口的劃分就直接帶來類型的劃分。這里，我們可以把接口理解成角色，一個接口就只是代表一個角色，每個角色都有它特定的一個接口，這里的這個原則可以叫做"角色隔離原則"。
如果把"接口"理解成狹義的特定語言的接口，那么ISP表達的意思是說，對不同的客戶端，同一個角色提供寬窄不同的接口，也就是定制服務，個性化服務。就是僅僅提供客戶端需要的行為，客戶端不需要的行為則隱藏起來。
應當為客戶端提供盡可能小的單獨的接口，而不要提供大的總接口。
這也是對軟件實體之間通信的限制。但它限制的只是通信的寬度，就是說通信要盡可能的窄。
遵循迪米特法則和接口隔離原則，會使一個軟件系統(tǒng)功能擴展時，修改的壓力不會傳到別的對象那里。
6.2如何實現接口隔離原則
不應該強迫用戶依賴于他們不用的方法。
1、利用委托分離接口。
2、利用多繼承分離接口。
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