闲话设计模式认知与 SOLID 原则-技术圈

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转自：掘金 ZenonHuang

https://juejin.cn/post/6929290462117232654

设计模式是所有开发者都要学习的。

本文将基于实际开发经验谈谈对设计模式认知，再说一说实践当中的原则和个人的理解。

对设计模式的认知

在我有限经验的认知里，在复杂业务开发场景，能合理运用设计模式更是尤为重要。

对于设计模式，每个人都可以说上一二，然而落地到实际开发当中，好的代码设计少之又少。

是什么造成了这种现象？

我回顾过去发现有 4 点原因：

设计思考是一项门槛。因为思维局限或惯性，大部分人(包括我自己)如没有专门的训练意识，是会直接动手的，用最简单的方式，想到哪写到哪。

设计实施是一项成本。稍有经验的工程师，是能预见产品某业务复杂度增长的，可按时交付的念头，会让人倾向更容易的选择。

没有被坏设计坑害过 : (

没有体验过好设计带来的舒适：）

现在我来看这 4 点原因，也是作为一个工程师成长的历程。

思维局限

对于 1 阶段的工程师来说，由于经验缺乏，连系统 API 都没有熟悉，自身没有经历过复杂项目或看过开源项目，所以更谈不上什么设计模式，就是一张白纸。这阶段的开发者，首先就是要 启发认知，先知道有什么。

我当时以实习生转成 iOS 开发，靠一本基础知识书就开始上路，没有任何 iOS 的前人指导。所幸那时直播火起来，当时 iOS 大V免费直播，逐渐知道MVC ，基础的工程结构划分，业务逻辑能用 manager 来统一管理等等。感谢互联网，感谢前人们的分享。

当然我相信，想向上的人总能找到自己的出路。优秀的开源项目或者书籍都可以开阔认知，只是都不如一个前辈手把手来的好。

怠于实践

对于 2 阶段来说，起码工作几年，属于知道设计模式，也拥有处理某些复杂业务经验。掣肘的地方，常常在于工期的矛盾，让人做出 赶工 的决定。这时我们一定要有概念：坚持做正确的事。

某种程度来说，把事情做对，比做快更重要。

就我自身而言，随着项目复杂，在几次上级亲自下场 coding 时问我，为什么当时不做 xxx 设计呢？我说我想到了，但是时间紧没有写。

随后开始进行改造，往往半天就完成了。更费时间 也许是心理上制造的拦路虎，有时对 2-3天的业务工期，只多花费 1-2 小时罢了，并不会有实质的阻碍。

自食恶果

对于 3 阶段来说，没有被坏设计坑害过在我看来是一个瓶颈。

如果产品没有好的发展（持续的盈利/用户数增长），你是等不到产品业务复杂的那一天，大多数产品甚至停留在 2.0 版本以下就消亡了。这一点对于服务端来说都是一样。

宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。作为 iOS 工程师，要在产品狗子复杂的业务中成长起来，实践是检验真理的唯一标准。

等你被坏设计坑害，然后想改又不敢的时候，你才会大呼 – 坑害我的竟是我自己!

你不用问我为什么会知道 : (

当然啦，坑害你的也可能是别人..总之，你需要擦屁股就对了。

这时你才会在小心翼翼的重构当中，痛定思痛，认真思考和设计。

毕竟，人总是对痛苦记忆感受深刻。

走向正轨

对于 4 阶段，如果能走出重构灾难，工程师一般都将吸取被毒打的教训，开始对接手的业务运用设计模式，最后再享受到扩展功能/修改功能/移除功能的好处。

严谨的设计，实施起来必定是稍复杂的，没有接触复杂业务以前，是无法深切体会所谓好设计带来的收益。

业务比基础技术挑战更大的地方，就在于因地制宜，判断什么地方要设计/不设计；而设计的话该怎么做。既要强调代码上做设计，也要避免过度设计。

总之，一个能做好业务的工程师，必定是珍贵的。

对于 4 阶段来说，最重要是反复的：知道+做到->得到。验证好流程带来的收益，形成正向反馈，大呼：舒服了！

以上是我个人的小小经验之谈，难免局限，希望大家有看法的话，能多多评论交流。

如何落地设计模式

具体来说，一个好的业务设计在我眼里有这么几个特点：

易于扩展。

易于修改。

易于删除。

其实就是增/删/改的成本最小。要改动的地方越少，它的危险系数也相对少。

相信大多数工程师都经历过 ‘牵一发动全身’ 的问题，也出现过遗漏了地方最后导致上线有 Bug 。

今年本想结合自己项目去好好改造，这里不做借口，只能说，想的有多美，等到自己干的时候就有多难 : )

一个建议就是平时尽量按照 SOLID 原则去思考。

在这里并不想死记硬背，来罗列 23 种设计模式是什么，具体的设计模式可以说都是实现 SOLID 原则的手段。如果有方式可以达成 SOLID 原则 ,我认为即使不属于 23 种设计模式里也无妨。这方面网上文章或者书籍不说是汗牛充栋，也是非常之多了，可以自行了解。

一个建议是不要只看 iOS 相关，对于设计模式文章，很多搞 Java 写出来的不错，思想是通用的。

SOLID

S : 单一职责原则 (Single Responsibility Principle)

O : 开放封闭原则 (Open-closed Principle)

L : 里氏替换原则 (Liskov Substitution Principle)

I : 接口隔离原则 (Interface Segregation Principle)

D : 依赖倒置原则 (Dependence Inversion Principle)

学习建议

在逐一解释它们每个原则之前，我想说一下学习和理解的建议。有的弯路我曾经走过，如果能看到自己的文章，或许将来能走的快那么一点点…

其实上面说了 5 项原则，单纯看一遍，我们将很快就忘记了…

你会记得一周前你随意刷过一个搞笑视频的细节吗？

有时面试，面试官问到一个问题 X 时，明明很久前学过背过，但是临场记不全了..

核心原因还是在于，我们没有真正的得到它。

最佳学习方式就是实践。

对于部分问题，很遗憾，几乎没有机会实践它，那降低优先级，先用是什么/为什么/怎么做的方式大概了解即可。

最高优先级，最合适的方式，就是平时工作项目中的实践机会。

既符合实际场景，也能帮助自己和公司解决问题，还能提升自我的能力。

所以，工作中遇到问题时，务必好好抓住实践场景，去尝试解决/验证/总结。

同样的问题，大概率会再出现第二次，第三次。

这样反复下来，我们就能获得很好的反馈，以及解决经验。

对于这 5 项原则，要做的就是刻意练习。就像学习客户端编程时，反复去写 UI ，写数据模型。

请谨记 – 没有人仅仅靠书本知识，就能成为一名真正的司机。

单一职责

从字面上，很容易理解，就是一个对象只负责单一功能。

一个比较官方的指导说法是:

”A class should have only one reason to change.” – 仅有一个原因会使类变更

通俗具体的说，就是一个类的修改，不受多个功能修改的影响。

然而我相信它正如“蛋炒饭”一样，最简单也最困难，和上面提到的做业务最大的挑战，怎么衡量它的度？

业务划分不像性能指标一样，存在一条明显的分割线，去分割出我们的功能。

坦诚的说，包括我自己，9 成以上的工程师经常在违反着单一职责，而未加审视。

那什么时候要对一个类的功能进行代码拆分，或者什么时候需要合并几个功能到一个类中去？

实践的思路就是随着业务每次迭代，不断的拆分和封装，持续重构我们自己的代码，正如烧烤时做的，不断调整 “火候”。

我作为客户端工程师，感受比较强烈的一点，就是在 MVC 的设计架构下，View 的变化总是最多的，Controller 逻辑总是堆积最多的，反而是 Model 的变化相对少一点，通常也只会增加新 Model。

开闭原则

开闭原则的经典定义：

实体应该对扩展是开放的，对修改是封闭的。

总的来说，就是当增加一个新功能的时候，尽量在不修改既有代码的情况下，来进行扩展。使用增加代码的方式，如新的类或新的方法来实现新功能。

实现开闭原则，可以说是设计的终极目标，其它的原则多少都是在为开闭原则服务。

因此在写代码的时候，我们可以对开闭原则做重点思考。

在 iOS 来说，经典的就是 OC 中对分类的使用，例如我们常常为 UIView / UIButton / UIImage 等增加分类，来扩展它们的功能。

但是不要因为我举了这么一个例子，就都使用它来编码…

实现开闭原则的关键在于抽象。

最终我们仍旧要回到学习面向对象的起点之一 –- 抽象。

以前我们所做的抽象，更多其实只是建模，对需要做的东西，抽象成对象模型。

而要实现开闭原则，更重是牢记一点：

针对接口编程，而不是针对实现编程

具体对于 iOS 来说，需要学会使用 协议 (protocol) 来抽象行为的接口，实现协议的类来做真正的操作和执行。

以我工作项目当中使用多个第三方游戏 SDK 引擎来做说明。

先说只针对实例的编程的情况会是什么样。

只有 1 个SDK,我们的代码是：

[EngineA do];

增加到 2 个SDK,我们的代码是：

if(A){
  [EngineA do];
}else{
  [EngineB do];
}

等到 3 个SDK,我们的代码是：

if(A){
  [EngineA do];
  return;
}
if(B){
  [EngineB do];
  return;
}
if(C){
  [EngineC do];
}

实际代码当中，随着增加的 SDK 引擎，每次需要修改的地方有 N 个，工作量 = N*引擎数量，完全靠手动增加非常容易出错。

如果我们使用协议的方式呢？

那么我们的代码是：

id<EngineProtocol> engine = [Engine createWithType:type];
[engine do];

如果需增加SDK,只需要增加一个类型的返回逻辑：

- (id<EngineProtocol>)createWithType:(EngineType)type
{
     if(A){
        return EngineA<EngineProtocol>;
     }
     if(B){
        return EngineB<EngineProtocol>;
     }
     if(C){
        return EngineB<EngineProtocol>;
     }
     ...
}

然后对于新增的 SDK 的 Engine ，像原来一样实现，只是遵守 EngineProtocol 的协议方法即可。

实现新 Engine 的额外工作量，可以说是仅有 2 行。

面向接口编程对比面向实例编程的方式，越是复杂的业务，它能节省的工作量就越多。

同时遵守协议一项项实现接口方法，也减少我们犯错的几率。

这就是面向接口编程的强大之处。

里氏替换原则

一个父类实例在它出现的任何地方，都可以用子类实例做替换，并且不会导致程序的错误。

看一下经典的正方形例子：

正方形（子类）是矩形（父类）的一种。

正方形对于面积定义的公式是：宽x宽；矩形对于面积定义的公式是：长x宽。

如果使用正方形类替换矩形，输入长和宽（如 3 和 5），使用正方形公式得到的面积，显然跟原来矩形的结果不一致，是错误的。

联想到上面 SDK 引擎的例子，里氏替换原则某种程度上，就是在帮助我们完成开闭原则。

接口继承让我们可以用一个对象替换另一个对象，更重要是不影响业务的正确运行。

里氏替换可以说是开闭原则的解决方式之一。

接口隔离原则

接口隔离原则说的是使用者不应该被迫依赖于它不使用的方法。

具体来说，就是顾客来到水果店买西瓜，但是店主只有捆绑销售到组合：苹果+梨子+西瓜。

那么怎么解决这一问题呢？

当然是从顾客需求出发，只提供顾客需要的 西瓜，或者尽量减少捆绑，提供 梨子+西瓜 。

回到具体的设计层面来说，如果接口功能过多，非常容易违反单一职责。

而对于我们的编码来说，就是从调用方的需求出发，需要调用什么，我就提供什么。

尽可能提供瘦接口或者分割多个接口，而不是堆积接口方法。

同样从上面的多 SDK 引擎为例子，其实有些场景，不同的 SDK 引擎也并非都需要同样的方法。

例如：手游时不需要游戏按键功能，而端游需要游戏按键。那么我们可以这么做：

//通用场景，BaseEngineProtocl，最小化基本功能
id<BaseEngineProtocl> engineMobile = [Engine createWithType:type];

在另外的场景下：

//需要游戏按键场景，KeyboardEngineProtocl 提供额外的键盘功能。KeyboardEngineProtocl 继承于 BaseEngineProtocl
id<KeyboardEngineProtocl> engineKeyboard = [Engine createWithType:type];
[engineKeyboard tapA];

通过完成接口隔离原则，我们的代码不依赖多余的接口方法，将变得更容易维护和清晰。

接口隔离原则最重要的就是，从使用者角度出发定义接口方法。