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SOLID-Software-Architecture

软件架构入门:SOLID原则-PHP示例代码

SEO禅不是一个正经的SEO优化人员,今天要分享的是SOLID原则,如果有了解过软件设计模式和面向对象编程(OOP)的同学应该不会陌生,当我们编写软件,需求和功能在不断变化增加的时候,就会发现原来面向过程的编码方式是多么难扩展和维护,有想法的开发人员就会寻求更好的开发模式和方法,这时候S.O.L.I.D就会向我们伸出双臂,首先来了解下,SOLID的缩写(acronym)都代表什么意思:

  • S – Single Responsibility Principle 单一职责原则
  • O – Open Closed Principle 开闭原则
  • L – Liskov Substitution Principle 里氏替换原则
  • I – Interface Segregation Principle 接口隔离原则
  • D – Dependency Inversion Principle 依赖倒置原则

SEO禅会用相应的PHP示例代码讲解这五个原则,希望看完这篇文章,能把这5种设计理念运用到平时的工作生活中,学以致用才有价值,其中最好理解的应该是单一职责原则其他从字面意思,可能不太好理解,没有关系,跟着SEO禅一起学习,也可以收藏页面,偶尔回来看看,加深下印象。

单一职责原则

software-architecture-single-responsibility-principle
单一职责原则SRP

单一职责原则(SRP)的核心内涵就是:一个类只负责处理好一件事。比如我是一名厨师,我就管煮菜,上菜这事就不归我管,也就是现代社会的工作细分。假设我们有一个User类,这是管理系统中很常见的类:

class User {
  
    private $username;
    
    // 其他属性方法...
    
    public function save() {
        // 把User存入数据库
    }
}

可以看到这个save方法就不满足User类的SPR原则,这个功能应该由数据库操作的类来承担,所以我们把他们分离:

class User {
  
    private $username;
    
    // 其他属性方法...
    
}

class UserDB {

    public function save(User $user) {
        // 把User存入数据库
    }
}

开闭原则

software-architecture-open-closed-principle
软件架构开闭原则

开闭原则(OCP)的核心内涵是:对扩展开放,对修改封闭。比如说我们有如下类:

<?php

class Rectangle {
  
    public $width;
    public $height;
    
    public function __construct($width, $height) {
        $this->width = $width;
        $this->height = $height;
    }
}

class Square {
  
    public $length;
    
    public function __construct($length) {
        $this->length = $length;
    }
}


class AreaCalculator {
  
    protected $shapes;
    
    public function __construct($shapes = array()) {
        $this->shapes = $shapes;
    }
    
    public function sum() {
        $area = [];
        
        foreach($this->shapes as $shape) {
            if($shape instanceof Square) {
                $area[] = pow($shape->length, 2);
            } else if($shape instanceof Rectangle) {
                $area[] = $shape->width * $shape->height;
            }
        }
    
        return array_sum($area);
    }
}

AreaCalculator类是用来计算不同形状的面积,现在只有正方形和矩形,那如果我们要加一个圆形怎么办?一般的方法肯定是添加一个圆形类,然后再去修改sum方法,但是如果我再添加一个梯形呢?三角形呢?这样加下去是不是每次都要改sum代码,这就违反了开闭原则中对修改封闭的意思,那如何解决?也很简单,就是对扩展开放,代码作如下修改:

interface Shape {
    public function area();
}

class Rectangle implements Shape {
  
    private $width;
    private $height;
    
    public function __construct($width, $height) {
        $this->width = $width;
        $this->height = $height;
    }
    
    public function area() {
        return $this->width * $this->height;
    }
}

class Square implements Shape {
  
    private $length;
    
    public function __construct($length) {
        $this->length = $length;
    }
    
    public function area() {
        return pow($this->length, 2);
    }
}


class AreaCalculator {
  
    protected $shapes;
    
    public function __construct($shapes = array()) {
        $this->shapes = $shapes;
    }
    
    public function sum() {
        $area = [];
        
        foreach($this->shapes as $shape) {
            $area[] = $shape->area();
        }
    
        return array_sum($area);
    }
}

可以看到,sum方法内部已经不去判断是哪个形状,而是直接调用各自形状的area方法,这个方法是各种形状继承和实现Shape接口的,这样无论以后添加多少种形状,sum内部代码是不会改变的,只要添加新的形状类和实现各自的area方法就可以。

里氏替换原则

SOLID-Principles-Liskov-Substitution
里氏替换原则LSP

里氏替换原则(LSP)的核心内容:子类可以替换父类的位置,系统一样可以正常运行。我们再拿前面的例子举例,我们发现正方形其实是矩形的一个子类,只是4条边都相等而已,那我们把代码改成如下:

interface Shape
{
    public function area();
}

class Rectangle implements Shape
{

    protected $width;
    protected $height;

    public function __construct($width, $height)
    {
        $this->width = $width;
        $this->height = $height;
    }

    public function area()
    {
        return $this->width * $this->height;
    }
}

class Square extends Rectangle
{

    public function __construct($length)
    {
        $this->width = $length;
        $this->height = $length;
    }
}

class AreaCalculator
{

    protected $shape;

    public function __construct(Rectangle $shape)
    {
        $this->shape = $shape;
    }

    public function getArea()
    {
        return  $this->shape->area();
    }
}

之后我们可以使用AreaCalculator这个类去计算他们的面积,代码如下:

square =   new Square(2);
$rectangle =   new Rectangle(2, 4);

$areaSquare = new AreaCalculator($square);
$areaRectangle = new AreaCalculator($rectangle);

echo $areaSquare->getArea() ; // 4
echo $areaRectangle->getArea() ;  // 8

这里虽然参数是Rectangle类型,但是我们使用Square类也是可以,因为它是Rectangle的子类,里氏替换有几个注意的关键点:

  • 子类的参数可以扩展
  • 子类的返回参数可以比父类严格
  • 不能改变父类的属性

子类参数可扩展,比如我们使用PHP8.0 新的特性 Union Types,如下代码:

class Foo {
    public function process(int|float $value);
}

class Bar extends Foo {
    public function process(int|float|string $value);
}

这里我们必须继承所有父类的参数,之后扩展子类自己的参数。

返回参数可缩小,还是用Union Types特性来举例:

class Foo {
    public function process(): string|int;
}

class Bar extends Foo {
    public function process(): int;
}

可以看到Bar::process方法的返回类型变成了int类型,比父类更为严格了,但是如果扩展返回类型是被允许的,所有以上三点都是为了保证在子类替换父类后,程序能够继续正常运行。

接口隔离原则

software-architecture-isp
接口隔离原则

接口隔离原则(ISP)的核心思想是:不要继承和实现不需要的接口。再使用前面图形的例子来说明下,如果这时候我们要加入三维图形,三维的图形肯定也是有面积的,但是三维的图形还有容积,这时候我们就可能把接口修改如下:

interface Shape
{
    public function area();
    public function volume();
}

但是这样就会有个问题,一维的图形可没有容积,却要实现容积的计算接口,那这就违反了接口隔离的原则了,这时候我们就要把这个接口分离成两个接口:

interface Shape
{
    public function area();
}

interface ThreeDimension
{
    public function volume();
}

之后让不同的图形分别去实现这两个接口就好。

依赖倒转原则

依赖倒置原则(DIP)的核心内容是:对抽象编程,而不是对具体实现。意思就是外层模块不应该依赖内层模块,下面SEO禅用代码举例:

interface Payment
{
    function pay($amount);
}

class CashPayment implements Payment
{
    public function pay($amount)
    {
        // handle cash payment logic
    }
}

function makePayment($amount, Payment $paymentMethod)
{
    if ($paymentMethod->pay($amount)) {
        return true;
    }
    return false;
}

可以看到我们这里只有现金支付这么一个方法,如果再加一个信用卡支付,只要继承支付接口,然后调用的时候传入信用卡支付类,和前面说到得开闭原则很类似吧?没错,其实这些原则的关系都是相辅相成的:

software-architecture-SOLID-relationship
SOLID原则关系

依赖倒转原则这种思想被用的具体实现就是依赖注入,依赖注入降低了模块之间的耦合关系,我们软件设计的目标就是高内聚,低耦合,今天的分享就到这,有什么不懂得可以评论留言,其实每一个原则要是细讲还有很多东西可以说,以后SEO禅会分篇来分享。

作者:SEO禅
本文链接:软件架构入门:SOLID原则-PHP示例代码
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