设计模式系列课程03之【单一职责原则】

转自：http://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7278174

定义：不要存在多于一个导致类变更的原因，通俗的说，即一个类只负责一项职责。

问题由来：类T负责两个不同的职责：职责T1、T2,使T1完成职责P1功能，T2完成职责P2功能。这样，当修改类T1时，不会使职责P2发生故障风险；同理当修改T2时，也不会使职责P1发生故障风险。

说道单一职责原则，很多人都会不屑一顾，因为它太简单了，稍有工作经验的程序员即使从来没有读过设计模式、从来没有听说过单一职责原则，设计软件时也会自觉的遵守这一重要原则，因为这是常识，在软件编程中，谁也不希望因为修改了一个功能导致其他的功能发生故障，而避免出现这一问题的方法便是遵循单一职责原则。虽然单一职责原则如此简单，并且被认为是常识，但是即便是经验丰富的程序员写出的程序，也会违背这一原则的代码存在，为什么会出现这种现象呢？因为职责扩散，所谓职责扩散，就是因为某种原因，职责P被分化为粒度更细的职责P1和P2

比如：类T只负责一个职责P，这样设计是符合单一职责的原则的，后来由于某种原因，也许是需求变更了，也许是程序的设计境界提高了，需要将职责P细分为粒度更细的职责P1、P2，这时如果要使程序遵循单一职责原则，需要将类T也分解为类T1和T2，分别负责P1、P2两个职责，但是在程序已经写好的情况下，这样做简直太费时间了，所以简单的修改类T，用它来负责两个职责是比较不错的选择，虽然这样做有悖于单一职责原则。（z这样做的风险在于职责扩散的不确定性，因为我们不会想到这个职责P，在未来可能会扩散到P1、P2、P3.....Pn,所以记住，在职责扩散到我们无法控制的程度之前，立刻对代码进行重构）。

举例说明：用一个类描述动物呼吸这个场景：

class Animal{
public void breathe(String animal){
System.out.println(animal+"呼吸空气");
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
Animal animal = new Animal();
animal.breathe("牛");
animal.breathe("羊");
animal.breathe("猪");
}
}

运行结果：
牛呼吸空气

羊呼吸空气

猪呼吸空气

程序上线后，发现问题了，并不是所有的动物都呼吸空气的，比如说鱼就是呼吸水的，修改时如果遵循单一职责原则，需要将Animal类细分为陆生动物类Terrestrial,水生动物类Aquatic，代码如下：

class Terrestrial{
public void breathe(String animal){
System.out.println(animal+"呼吸空气");
}
}
class Aquatic{
public void breathe(String animal){
System.out.println(animal+"呼吸水");
}
}

public class Client{
public static void main(String[] args){
Terrestrial terrestrial = new Terrestrial();
terrestrial.breathe("牛");
terrestrial.breathe("羊");
terrestrial.breathe("猪");

Aquatic aquatic = new Aquatic();
aquatic.breathe("鱼");
}
}

运行结果：
牛呼吸空气

羊呼吸空气

猪呼吸空气

鱼呼吸水

我们会发现如果这样修改花销很大的，除了将原来的类分解之外，还需修改客户端，而直接修改类Animal来达成目的虽然违背了单一职责原则，但是花销却小的多，代码如下：

class Animal{
public void breathe(String animal){
if("鱼".equals(animal)){
System.out.println(animal+"呼吸水");
}else{
System.out.println(animal+"呼吸空气");
}
}
}

public class Client{
public static void main(String[] args){
Animal animal = new Animal();
animal.breathe("牛");
animal.breathe("羊");
animal.breathe("猪");
animal.breathe("鱼");
}
}
可以看到，这种修改方式要简单的多，但是却存在着隐患：有一天需要将鱼分为呼吸淡水的鱼和呼吸海水的鱼，则有需要修改Animal类的breathe方法，而对原有代码的修改会对调用猪、羊、牛等相关功能带来风险，也许某一天你会发现程序运行的结果变为牛呼吸水了，这种修改方式直接在代码级别上违背了单一职责原则，虽然修改起来简单，但是隐患却是最大的，还有一种修改方式：
class Animal{
public void breathe(String animal){
System.out.println(animal+"呼吸空气");
}

public void breathe2(String animal){
System.out.println(animal+"呼吸水");
}
}

public class Client{
public static void main(String[] args){
Animal animal = new Animal();
animal.breathe("牛");
animal.breathe("羊");
animal.breathe("猪");
animal.breathe2("鱼");
}
} 可以看到，这种修改方式没有改动原来的方法，而是在类中新加了一个方法，这样虽然也违背了单一职责原则，但在方法级别上却符合单一职责原则的，因为它并没有动原来的方法的代码，这三种方式各有优缺点，那么在实际编程中，采用哪一种呢，其实这真的比较难说，需要实际情况来确定，我的原则是：只有逻辑足够简单，才可以在代码级别上违反单一职责原则；只有类中方法数量足够少，才可以再方法级别上违反单一职责原则；
比如本文所举得这个例子，它太简单了，它只有一个方法，所以无论是在代码级别上违反单一职责原则，还是在方法级别上违反，都不会造成太大的影响，实际应用中的类都要复杂的多，一旦发生职责扩散而需要修改类时，除非这个类本身非常简单，否则还是遵循单一职责原则的噩耗。

遵循单一职责的优点有：

1、可以降低类的复杂度，一个类只负责一项职责，其逻辑肯定要比负责多项职责简单的多。

2、提高类的可读性，提高系统的可维护性。

3、变更引起的风险降低，变更是必然的，如果单一职责原则遵守的好，当修改一个功能时，可以显著降低对其他功能的影响。

需要说明的一点是单一职责原则不只面向对象编程思想所特有的，只要是模块化的程序设计，都适用单一职责原则。