软件设计的五大原则精品PPT课件

软件工程中的软件设计原则软件设计是软件工程中非常关键的一个环节，它直接决定了软件系统的质量和可维护性。

在软件设计过程中，有一些基本原则被广泛应用于实践中，旨在指导开发人员设计出高质量、可维护的软件系统。

本文将针对软件工程中的软件设计原则进行深入探讨，探索各种原则的定义和实际应用。

1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）单一职责原则是指每个类或模块应该只有一个改变的理由，即一个类或模块应该只有一项职责。

这个原则主要目标是降低代码的复杂性，提高代码的可读性和可维护性。

通过将不同的职责分离到不同的模块或类中，可以减少模块或类的依赖关系，提高代码的灵活性。

2. 开放封闭原则（Open-Closed Principle, OCP）开放封闭原则是指软件实体（类、模块、函数等）应该是可以扩展的，但是不可修改的。

这个原则的核心思想是通过抽象化，使得系统在发生变化时，可以保持稳定。

通过接口和抽象类的使用，可以实现对系统的扩展，而不会影响到系统的核心代码。

3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）里氏替换原则是指程序中的对象应该是可以在不改变程序正确性的前提下被它的子类所替换的。

也就是说，任何一个基类可以出现的地方，子类一定可以出现，而且替换为子类也不会产生任何错误或异常。

这个原则要求子类必须完全继承父类的接口规范，但可以进行适当的方法重写。

4. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象。

这个原则要求面向接口编程，而不是面向实现编程。

通过使用接口和抽象类，可以降低代码之间的耦合度，提高系统的灵活性和可维护性。

同时，依赖倒置原则也促进了代码的可测试性。

5. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）接口隔离原则是指客户端不应该被迫依赖于它们不使用的接口。

软件系统设计原则1.单一职责原则：一个类应该只负责一项职责，在类的设计中应该尽量保持高内聚、低耦合，不将多个职责耦合在一个类中。

这样可以提高类的可复用性、可测试性和可维护性。

2.开放封闭原则：软件系统中的类、模块和函数应该对扩展开放，对修改封闭。

当需求发生变化时，应该通过新增代码来实现新功能，而不是修改已有的代码。

这样可以避免修改已有代码带来的风险，保证系统的稳定性和扩展性。

3.里氏替换原则：任何父类出现的地方，都可以用其子类替换。

子类应该继承父类的行为，并且不应该改变父类所期望的结果。

这样可以确保在使用多态时不会带来意外的结果，降低了系统的耦合性。

4.依赖倒置原则：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。

具体的类尽量依赖于接口或抽象类，而不是依赖于其他具体类。

这样可以降低类之间的耦合性，提高系统的扩展性和维护性。

5.接口分离原则：使用多个具体的接口比使用一个总的接口要好。

一个类应该只依赖于其需要使用的接口，而不应该依赖于其他不需要的接口。

这样可以降低类之间的耦合性，提高代码的可复用性和可维护性。

6.迪米特原则：一个类应该尽量减少对其他类的依赖，即一个类不应该知道太多其他类的细节，只应该与其直接的朋友进行交流。

这样可以减少类之间的依赖关系，降低系统的耦合性，使得系统的模块更加独立和易于修改。

7.高内聚低耦合原则：模块内部的元素应该紧密相关，而模块之间的关系应该相对较弱。

高内聚指的是模块内的元素一起工作，完成一个明确的任务；低耦合指的是模块之间的相互依赖尽可能地少。

这样可以提高系统的可维护性、可测试性和可复用性。

8.组合优于继承原则：在设计时优先考虑使用组合关系，而不是继承关系。

组合关系可以灵活地组合对象，减少类之间的耦合性，提高系统的灵活性和扩展性。

继承关系容易造成类之间的紧耦合，且继承是一种静态的关系，无法动态修改。

总之，软件系统设计原则是指导软件架构设计和开发的一些基本准则，可以帮助开发人员提高软件系统的质量、可重用性和可维护性。

1. 单一职责原则（SRP）单一职责原则（SRP），就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。

也就是说，不要把变化原因各不相同的职责放在一起，因为不同的变化会影响到不相干的职责。

再通俗一点地说就是，不该你管的事情你不要管，管好自己的事情就可以了，多管闲事害了自己也害了别人。

在软件设计中，如果一个类承担的职责过多，就等于吧这些职责耦合在一起，而一个职责的变化可能会削弱和抑制这个类完成其他职责的能力。

这耦合会导致脆弱的设计，当变化发生时，设计会遭受到意想不到的破坏。

软件设计真正要做的许多内容，就是发现职责并把那些职责相互分离。

如果多于一个的动机去改变一个类，那么这个类就具有多余一个的职责，就应该要考虑类的职责分离。

2. 开放-封闭原则（The Open-Closed Principle 简称OCP）开放-封闭原则，或叫开-闭原则，是说软件实体(类、模块、函数等)应该是可以扩展的，但是不可修改。

不修改的意思就是是“你可以随便增加新的类，但是不要修改原来的类”。

从这个角度去理解就好多了，其实这里还是一个隔离变化的问题。

这个原则的两个特征：一个是对于扩展是开放的；另一个是对于更改是封闭的。

我们在设计开发任何系统时，都不可能指望系统一开始就需求确定，就不再变化（要这样就太幸福了，哈哈），这是不现实的也是不科学的想法。

既然需求是有一定变化的，那么如何在面对需求变化时，设计的程序可以相对容易的修改，不至于说，新需求一来，就要把整个程序推倒重来(这样会让程序员疯了不可，哈哈，你不想疯吧)。

怎样的设计才能面对需求的改变却可以保持相对稳定，从而使得系统可以在第一个版本以后不断推出的新版本呢？开放-封闭原则就是我们的答案。

在程序设计时，我们要时刻考虑尽量把类设计的足够好，写好了就不要去修改，如果有新的需求来了，我们增加一些类来完成新的需求，原来的代码能不动就不动。

绝对的对修改关闭是不可能的，无论模块是多么的封闭，都会存在一些无法对之封闭的变化，既然不能完全封闭，设计人员必须对他设计的模块应该对那种变化封闭做出抉择、他必须事先猜测出最有可能发生变化的变化种类，然后构建抽象来隔离那些变化。

软件设计原则在软件开发中，遵循一些基本的软件设计原则能够帮助开发者编写出高质量、可维护和易扩展的软件系统。

这些原则是指导开发人员的准则，旨在提高代码的质量、可读性和可维护性。

本文将介绍几个常见的软件设计原则。

一、单一责任原则（SRP）单一责任原则要求一个类或模块应该有且只有一个责任。

这意味着每个类或模块应该只有一个引起它变化的原因。

通过将功能分离到不同的类中，可以提高代码的可读性、可维护性和可复用性。

违反SRP的代码难以维护，当需求变化时，需要修改一个类可能会导致其他功能的故障。

二、开放封闭原则（OCP）开放封闭原则要求软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。

这意味着在添加新功能时，我们应该通过扩展已有的代码，而不是修改原有代码来实现。

通过抽象和接口，可以实现对扩展的支持，而不会影响现有代码的稳定性。

三、里氏替换原则（LSP）里氏替换原则是指任何基类可以被其子类替换，而程序的行为不变。

简单来说，子类必须能够替代父类并在不修改系统逻辑的情况下工作。

违反LSP会导致代码的脆弱性和可扩展性差，因为无法完全依赖基类的行为。

四、依赖倒置原则（DIP）依赖倒置原则要求高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。

这个原则强调通过面向接口编程而不是面向实现编程。

通过引入接口或抽象类，可以降低组件之间的耦合度，增加代码的灵活性和可测试性。

五、接口隔离原则（ISP）接口隔离原则要求客户端不应该依赖它不需要的接口。

一个类不应该强迫它的客户端实现那些它们用不到的接口。

违反ISP会导致接口庞大臃肿，增加了实现类的复杂性和代码冗余。

六、迪米特法则（LKP）迪米特法则，又称最少知识原则，要求一个对象应该对其他对象有最少的了解。

这意味着一个类应该尽量减少与其他类的耦合，只与朋友类进行交互，减少对其他类的依赖。

这样可以提高代码的可维护性和复用性。

综上所述，软件设计原则是开发人员在软件开发过程中应该遵循的准则。

软件产品可以被看作是由一系列具有特定功能的组件组成，作为一个完整的系统也可以被分解成一系列功能模块，这些模块之间的相互作用就形成了系统的所有功能。

所谓模块是指可组成系统的、具有某种确定独立功能的半自律性的子系统，可以通过标准的界面和其他同样的子系统按照一定的规则相互联系而构成的更加复杂的系统。

每个模块的研发和改进都独立于其他模块的研发和改进，每个模块所特有的信息处理过程都被包含在模块的内部，如同一个“黑箱”，但是有一个或数个通用的标准界面与系统或其他模块相互连接。

在软件的模块化开发过程中，把一个源代码的结构分割成一个元系统和一系列的模块。

元系统指的是一个能够保持系统运转的最小的系统。

模块是一个较大系统的独特的部件，它能够由设计者独立设计出来，同时又可以作为一个整体在系统中运转。

把一个大系统切割成互相独立的不同的小系统，可以使一些并不是经常见面的开发者减少必要的交流次数。

另外，一个旧版本的模块可以被新版的模块所替换，同时却又不影响整个系统的运转。

这样，在新模块中所增加的功能就可以及时在现存的系统中体现出来，同时也不需要更改系统中的其他模块。

高度模块化的源代码结构给软件开发者和使用者均带来了极大的好处。

开发者可以对具有某种特定功能的模块进行独立开发而不需要花时间去协调与其他模块之间的关系。

并且模块化开发不仅允许模块之间的水平开发，而且可以通过对类似模块之间的创新和竞争(开发新的模块或者对原有的模块进行改进)充分改善系统的功能。

另外，作为最终的用户来说，在安装系统的时候可以就个人的需求与偏好选择适合自己的模块。

模块化是复杂系统的一个共同特征，模块化的代码结构是由松散的组件构成的，是对一个系统完全意义上的分割，而不像完全集成的代码，各个组件之间存在很强的依赖关系，并不是完全通过界面来交换信息。

总结：第一，把一个系统分解成各个不同的子模块，不同的开发者专注于对其中某一模块的开发，一方面实现了劳动的分工，另一方面也提高了自由软件开发的效率。

一、 "开放－封闭"原则(OCP)Open-Closed Principle原则讲的是：一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。

优点：通过扩展已有软件系统，可以提供新的行为，以满足对软件的新的需求，使变化中的软件有一定的适应性和灵活性。

已有软件模块，特别是最重要的抽象层模块不能再修改，这使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。

例子：玉帝招安美猴王当年大闹天宫便是美猴王对玉帝的新挑战。

美猴王说："'皇帝轮流做，明年到我家。

'只教他搬出去，将天宫让于我！"对于这项挑战，太白金星给玉皇大帝提出的建议是："降一道招安圣旨，宣上界来…，一则不劳师动众，二则收仙有道也。

"换而言之，不劳师动众、不破坏天规便是"闭"，收仙有道便是"开"。

招安之道便是玉帝天庭的"开放－封闭"原则。

招安之法的关键便是不允许更改现有的天庭秩序，但允许将妖猴纳入现有秩序中，从而扩展了这一秩序。

用面向对象的语言来讲，不允许更改的是系统的抽象层，而允许更改的是系统的实现层。

二、 里氏代换原则（LSP）Liskov Substitution Principle（里氏代换原则）：子类型(subtype)必须能够替换它们的基类型。

白马、黑马反过来的代换不成立《墨子·小取》说："娣，美人也，爱娣，非爱美人也……"娣便是妹妹，哥哥喜爱妹妹，是因为两人是兄妹关系，而不是因为 妹妹是个美人。

因此，喜爱妹妹不等同于喜爱美人。

用面向对象语言描述，美人是基类，妹妹是美人的子类。

哥哥作为一个有"喜爱()"方法，接受妹妹作为参 数。

那么，这个"喜爱()"方法一般不能接受美人的实例。

一个违反LSP的简单例子（长方形和正方形）public class Rectangle{private long width;private long height;public void setWidth(long width){this.width = width;}public long getWidth(){return this.width;}public void setHeight(long height){this.height = height;}public long getHeight(){return this.height;}}public class Square{private long side;public void setSide(long side){this.side = side;}public long getSide(){return side;}}正方形不可以做长方形的子类using System;public class Rectangle{private long width;private long height;public void setWidth(long width){this.width = width;}public long getWidth(){return this.width;}public void setHeight(long height){this.height = height;}public long getHeight(){return this.height;}}public class Square : Rectangle{private long side;public void setWidth(long width){setSide(width);}public long getWidth(){return getSide();}public void setHeight(long height){setSide(height);}public long getHeight(){return getSide();}public long getSide(){return side;}public void setSide(long side){this.side = side;}}public class SmartTest{public void resize(Rectangle r){while(r.getHeight() >= r.getWidth() ){r.setWidth(r.getWidth() + 1);}}}在执行SmartTest的resize方法时，如果传入的是长方形对象，当高度大于宽度时，会自动增加宽度直到超出高度。

掌握软件设计的基本原则软件设计的基本原则是开发高质量软件的基础，它确保软件具有良好的可维护性、可扩展性和可重用性。

了解和掌握这些原则，可以帮助开发人员设计出更好的软件系统。

下面将介绍几个重要的软件设计原则。

一、单一职责原则（Single Responsibility Principle）单一职责原则是指一个类或模块只负责完成一个职责或功能。

如果一个类承担了过多的职责，那么它的耦合性将大大增加，不利于维护和扩展。

因此，设计时应尽量将功能划分清晰，使每个类或模块只负责一项职责。

二、开放封闭原则（Open-Closed Principle）开放封闭原则是指软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。

这意味着在添加新功能时，应该通过扩展已有的软件实体来实现，而不是修改已有的代码。

通过遵循开放封闭原则，可以有效地降低系统的维护成本，并提高系统的可扩展性。

三、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）里氏替换原则是指任何基类可以被它的子类所替代，而不改变系统的行为。

也就是说，父类可以被所有子类无差别地使用，而不会出现错误或异常。

遵循里氏替换原则可以增强系统的扩展性和复用性，使得软件具有更好的可靠性。

四、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）接口隔离原则强调客户端不应该依赖它不需要的接口。

一个类或模块应该只依赖于它需要的方法，而不应该依赖于不需要的方法。

借助接口隔离原则，可以减少接口之间的耦合，提高系统的灵活性和可维护性。

五、依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle）依赖倒置原则是指高层模块不应该依赖于低层模块，而是应该依赖于抽象。

抽象不应该依赖于具体实现细节，而是应该依赖于细节的抽象。

通过依赖倒置原则，可以降低模块之间的耦合度，提高系统的稳定性和可测试性。

总结：掌握软件设计的基本原则对于开发高质量软件非常重要。

软件工程中的软件设计模式与原则软件设计是软件工程中至关重要的一环，良好的设计能够使软件系统具备良好的可维护性、可扩展性和可重用性。

在软件设计的过程中，软件设计模式和原则被广泛应用，以帮助开发人员解决常见的设计问题并提供可靠、灵活、高效的解决方案。

一、单一职责原则单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）要求一个类只负责一个职责或功能，即一个类应该只有一个引起它变化的原因。

这样做可以使类的结构更加清晰，便于理解和维护。

当一个类承担过多的职责时，任何一个职责的变化都可能对其他职责造成影响，严重时可能导致系统的不稳定。

二、开放封闭原则开放封闭原则（Open-Closed Principle，OCP）指明软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。

这意味着在增加新功能或需求时，不应该修改已有的代码，而是通过扩展来实现。

通过使用抽象和接口，可以在不修改现有代码的基础上进行功能的扩展和变化。

三、里氏替换原则里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）要求子类必须能够替换其父类并且不影响程序的正确性。

也就是说，在程序中使用基类的地方，可以任意替换为其子类，而不会引起任何错误或异常。

这一原则在继承和多态的设计中非常重要，可以提高系统的灵活性和可扩展性。

四、依赖倒置原则依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）要求高层模块不应该依赖于低层模块的具体实现，而应该依赖于抽象。

抽象是指接口或抽象类，定义了高层模块和低层模块之间的契约。

通过依赖倒置原则，可以减少模块间的直接依赖关系，增强系统的灵活性和可维护性。

五、接口隔离原则接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）要求客户端不应该强迫依赖于其不需要的接口。

一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

关于软件设计原则软件设计原则是指在软件开发过程中遵循的一些基础准则和规范，旨在提高软件的可读性、可维护性和可扩展性。

本文将介绍一些常见的软件设计原则，包括单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则、接口隔离原则和迪米特法则。

单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）要求一个类应该只有一个引起其变化的原因。

换句话说，一个类应该只负责一项职责。

这样做可以让类的设计更加简单、可读性更高，并且当需要进行修改时，不会影响到其他模块的功能。

开放封闭原则（Open-Closed Principle，OCP）要求软件实体应该对扩展开放，对修改关闭。

也就是说，当需要添加新功能时，应该通过扩展现有的代码来实现，而不是修改原有的代码。

这样可以减少代码的耦合度，提高代码的可维护性。

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）要求子类必须能够替换其父类，并且替换后的程序不会产生任何错误或异常。

这样可以确保使用父类的地方都能够正常使用子类，提高代码的可扩展性。

依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）要求高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。

也就是说，应该通过接口或抽象类来定义各个模块之间的依赖关系，而不是通过具体的实现类。

这样可以减少模块间的耦合度，提高代码的灵活性。

接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）要求一个类对其他类的依赖应该建立在最小的接口上，而不是依赖于一个庞大而复杂的接口。

这样可以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性，避免出现冗余的代码。

迪米特法则（Law of Demeter，LoD）要求一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解，不和陌生人说话。

也就是说，一个对象应该只和其直接的朋友通信，不应该了解更多其他对象的细节。