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OOP和软件设计中的五大核心设计原则——SOLID原则

news 2025/5/23 22:24:04

这些原则共同目标是让代码更灵活、可维护、可复用，是设计模式（如工厂、策略模式）的基础理论支撑。

SOLID原则解析与对应实现

1. 单一职责原则 (SRP)

原则：一个类只负责一个功能。
核心思想：一个类应该只有一个引起它变化的原因（即只负责一项功能）。
通俗解释：
就像一个人只专注做一件事（例如厨师只管烹饪，服务员只管点餐），避免“万能类”导致代码难以维护。
应用：
- QListWidget 仅负责显示列表项。
- QScroller 仅负责处理滚动逻辑。
- 参数配置单独封装（如setupInertialScroll函数）。

// 职责分离：配置惯性滚动的逻辑单独封装
void setupInertialScroll(QAbstractScrollArea *scrollArea) {QScroller::grabGesture(scrollArea->viewport(), QScroller::TouchGesture);QScroller *scroller = QScroller::scroller(scrollArea->viewport());QScrollerProperties properties;properties.setScrollMetric(QScrollerProperties::DecelerationFactor, 0.2);scroller->setScrollerProperties(properties);
}// 主函数仅负责组装
int main() {QListWidget listWidget;setupInertialScroll(&listWidget); // 配置滚动逻辑// ... 添加列表项
}

2. 开闭原则 (OCP)

原则：对扩展开放，对修改关闭。
核心思想：软件实体（类、模块等）应对扩展开放，对修改关闭。
通俗解释：
就像乐高积木——通过添加新积木（扩展）来构建新功能，而不是拆掉旧积木（修改原有代码）。
应用：
- 通过继承或组合扩展滚动行为，而非修改现有类。
- 示例：自定义SmoothScrollArea类，继承QScrollArea并内置惯性逻辑。

class SmoothScrollArea : public QScrollArea {
public:explicit SmoothScrollArea(QWidget *parent = nullptr) : QScrollArea(parent) {QScroller::grabGesture(viewport(), QScroller::TouchGesture);QScrollerProperties properties;properties.setScrollMetric(QScrollerProperties::DecelerationFactor, 0.2);QScroller::scroller(viewport())->setScrollerProperties(properties);}
};// 使用扩展类，而非直接修改QScrollArea
SmoothScrollArea scrollArea;

3. 里氏替换原则 (LSP)

原则：子类必须能替换父类且行为一致。
核心思想：子类必须能够替换父类，且不破坏程序的正确性。
通俗解释：
“鸭子类型”——如果它走路像鸭子、叫声像鸭子，那它就应该能当鸭子用。子类不能违背父类的行为约定。
应用：
- SmoothScrollArea继承QScrollArea，确保所有父类方法仍有效。
- 避免重写核心方法（如event()），除非明确需要修改行为。

// 正确：子类不破坏父类行为
bool SmoothScrollArea::event(QEvent *event) {if (event->type() == QEvent::Scroll) {// 处理滚动事件，但不影响其他事件}return QScrollArea::event(event); // 确保父类逻辑仍执行
}

4. 接口隔离原则 (ISP)

原则：客户端不应依赖不需要的接口。
核心思想：客户端不应被迫依赖它不需要的接口。
通俗解释：
就像点餐时只选自己吃的菜，而不是被迫接受一份固定套餐（包含不需要的功能）。
应用：
- 若需要更灵活的滚动控制，将QScroller的配置拆分为独立接口。
- 示例：定义IScrollBehavior接口，允许动态切换滚动策略。

class IScrollBehavior {
public:virtual void applyScroll(QAbstractScrollArea *area) = 0;
};class InertialScroll : public IScrollBehavior {
public:void applyScroll(QAbstractScrollArea *area) override {QScroller::grabGesture(area->viewport(), QScroller::TouchGesture);// ... 参数配置}
};// 使用时注入行为
SmoothScrollArea area;
InertialScroll scrollBehavior;
scrollBehavior.applyScroll(&area);

5. 依赖倒置原则 (DIP)

原则：依赖抽象而非具体实现。
核心思想：
- 高层模块不应依赖低层模块，二者都应依赖抽象。
- 抽象不应依赖细节，细节应依赖抽象。
通俗解释：
就像电脑的USB接口（抽象）——鼠标、键盘（细节）都依赖USB标准，而不是电脑直接依赖具体设备。
应用：
- 高层模块（如主窗口）依赖IScrollBehavior接口，而非直接调用QScroller。

class MainWindow : public QMainWindow {
public:MainWindow(IScrollBehavior *scrollBehavior, QWidget *parent = nullptr) : QMainWindow(parent), m_scrollBehavior(scrollBehavior) {QListWidget *list = new QListWidget(this);m_scrollBehavior->applyScroll(list); // 通过接口配置滚动}
private:IScrollBehavior *m_scrollBehavior;
};// 依赖注入
InertialScroll inertialBehavior;
MainWindow window(&inertialBehavior);

最终代码结构（SOLID合规）

// 1. 抽象接口（ISP + DIP）
class IScrollBehavior {
public:virtual void apply(QAbstractScrollArea *area) = 0;
};// 2. 具体实现（SRP）
class InertialScroll : public IScrollBehavior {
public:void apply(QAbstractScrollArea *area) override {QScroller::grabGesture(area->viewport(), QScroller::TouchGesture);QScrollerProperties props;props.setScrollMetric(QScrollerProperties::DecelerationFactor, 0.2);QScroller::scroller(area->viewport())->setScrollerProperties(props);}
};// 3. 可扩展的滚动区域（OCP + LSP）
class SmoothScrollArea : public QScrollArea {
public:explicit SmoothScrollArea(IScrollBehavior *behavior, QWidget *parent = nullptr) : QScrollArea(parent) {behavior->apply(this);}
};// 4. 高层模块依赖抽象（DIP）
int main() {InertialScroll inertialBehavior;SmoothScrollArea scrollArea(&inertialBehavior);QListWidget listWidget;SmoothScrollArea listScroll(&inertialBehavior);// ... 显示窗口
}