作为一名合格的开发者，必须了解的编程原则有哪些？

目录

通用

• KISS (Keep It Simple Stupid)
• YAGNI
• 做最简单的事情
• 关注点分离
• 保持事情不再重复
• 为维护者写代码
• 避免过早优化
• 童子军军规
• 2021Java面试宝典

模块间/类

• 最小化耦合
• 迪米特法则
• 组合优于继承
• 正交性
• 稳健性原则
• 控制反转

模块/类

• 最大化聚合
• 里氏代换原则
• 开放/封闭原则
• 单一职责原则
• 隐藏实现细节
• 科里定律
• 封装经常修改的代码
• 接口隔离原则
• 命令查询分离

KISS

大多数系统如果保持简单而不是复杂，效果最好。

为什么

• 更少的代码可以花更少的时间去写，Bug更少，并且更容易修改。
• 简单是复杂的最高境界。
• 完美境地，非冗杂，而不遗。

YAGNI

YAGNI的意思是“你不需要它”：在必要之前不要做多余的事情。

为什么

• 去做任何仅在未来需要的特性，意味着从当前迭代需要完成的功能中分出精力。
• 它使代码膨胀；软件变得更大和更复杂。

怎么做

• 在当你真正需要它们的时候，才实现它们，而不是在你预见到你需要它们的时候。

做最简单的事情

为什么

• 仅有当我们只解决问题本身时，才能最大化地解决实际问题。

怎么做

• 扪心自问：“最简单的事情是什么？”。

关注点分离

关注点分离是一种将计算机程序分离成不同部分的设计原则，以便每个部分专注于单个关注点。例如，应用程序的业务逻辑是一个关注点而用户界面是另一个关注点。更改用户界面不应要求更改业务逻辑，反之亦然。

引用Edsger W. Dijkstra (1974)所说：

我有时将其称为“关注点分离”，即使这不可能完全做到，但它也是我所知道的唯一有效的思维整理技巧。这就是我所说的“将注意力集中在某个方面”的意思：这并不意味着忽略其他方面，只是对于从某一方面的视角公正地来看，另一方面是不相关的事情。

为什么

• 简化软件应用程序的开发与维护。
• 当关注点很好地分开时，各个部分可以被重用，并且可以独立开发和更新。

怎么做

• 将程序功能分成联系部分尽可能少的模块。

保持事情不再重复

在一个系统内，每一项认识都必须有一个单一的、明确的、权威的表示。

程序中的每一项重要功能都应该只在源代码中的一个地方实现。相似的函数由不同的代码块执行的情况下，抽象出不同的部分，将它们组合为一个函数通常是有益的。

为什么

• 重复（无意或有意的重复）会造成噩梦般的维护，保养不良和逻辑矛盾。
• 对系统中任意单个元素的修改不需要改变其他逻辑上无关的元素。
• 此外，相关逻辑的元素的变化都是可预测的和均匀的，因此是保持同步的。

怎么做

• 只在一个处编写业务规则、长表达式、if语句、数学公式、元数据等。
• 确定系统中使用的每一项认识的唯一来源，然后使用该源来生成该认识的适用实例（代码、文档、测试等）。
• 使用三法则（Rule of three）.

为维护者写代码

为什么

• 到目前为止，维护是任何项目中最昂贵的阶段。

怎么做

• _成为_维护者。
• 不论何时编写代码，要想着最后维护代码的人是一个知道自己住在哪里的暴力精神病人。
• 如果某个入门的人掌握了代码，他们就会从阅读和学习代码中获得乐趣，以这样的想法去编写代码和注释。
• 别让我想（Don’t make me think）.
• 使用最少惊讶原则（Principle of Least Astonishment）.

避免过早优化

引用Donald Knuth所说：

程序员浪费大量的时间来思考或担心程序的非关键部分的速度，而考研尝试这些优化实际上在调试和维护时有很强的负面影响。比如说在97%的开发时间，我们应该忽略低效率：过早的优化是万恶之源。然而，我们不应该在关键的3%中放弃我们的机会。

当然，需要理解什么是“过早”什么不是“过早”。

为什么

• 瓶颈在哪是未知的。
• 优化后，阅读和维护可能会更困难。

怎么做

• 使它运作，使它正确，使它更快（Make It Work Make It Right Make It Fast）
• 不要在你不需要的时候优化，只有在你发现一个瓶颈之后才能优化它。

最小化耦合

模块/组件之间的耦合是它们互相依赖的程度，较低的耦合更好。换句话说，耦合是代码单元“B”在未知的代码单元“A”更改后“被破坏”的几率。

为什么

• 一个模块的更改通常会导致其他模块的更改，产生涟漪效益。
• 由于模块间的依赖性增加，模块装配可能需要更多的工作和/或时间。
• 特定的模块可能难以重用和/或测试，因为必须包含相关模块。
• 开发人员可能害怕更改代码，因为他们不确定什么会收到影响。

怎么做

• 消除，最小化和降低必要关联的复杂性。
• 通过隐藏实现细节，减少耦合。
• 使用迪米特法则。

迪米特法则

不要和陌生人说话。

为什么

• 这通常会导致更紧密的耦合。
• 可能会暴露过多的实现细节。

怎么做

对象的方法只能调用以下方法：

1. 对象自身的方法。
2. 方法参数中的方法。
3. 方法中创建的任何对象的方法。
4. 对象的任何直接属性或字段的方法。

组合优于继承

为什么

• 类之间的耦合减少。
• 使用继承，子类很容易做出假设，并破坏里氏代换原则（LSP）。

怎么做

• 测试LSP（可替换性）以决定何时继承。
• 当存在“有”（或“使用”）的关系时使用组合，当存在“是”的关系时使用继承。

正交性

正交性的基本概念是，概念上不相关的东西在系统中不应该相关。

来源：Be Orthogonal

它越简单，设计越正交，异常就越少。这使得用编程语言学习、读写程序变得更容易。正交特征的含义是独立于环境；关键参数是对称性与一致性。

来源：Orthogonality

稳健性原则

坚持保守自己的作为，自由接受他人的作为。

合作的服务依赖于彼此的接口。通常，接口需要提升，导致另一端接收未指定的数据。如果接收到的数据没有严格遵守规范，那么简单的实现将仅拒绝合作。更复杂的实现却可以忽略它无法识别的数据。

为什么

• 为了能够提高服务，你需要确保提供者可以进行更改以支持新的需求，同时对现有客户端造成最小的破坏。

怎么做

• 向其他机器（或同一机器上的其他程序）发送指令或数据的代码应该完全符合规范，但接受输入的代码应接受不一致的输入，只要其意义明确。

控制反转

控制反转又被称为好莱坞原则，“不要打电话给我们，我们会打电话给你”。它是一种设计原则，计算机程序的自定义编写部分从通用框架接收控制流。控制反转具有强烈的含义，即可重用代码和特定于问题的代码是独立开发的，即使它们在应用程序中一同工作。

为什么

• 控制反转用于提高程序的模块性，使其具有可扩展性。
• 将任务的执行与实现分离。
• 将模块集中在其设计任务上。
• 使模块不受关于其他系统如何执行其任务的假设约束，而是依赖于约定。
• 以防止模块更换时出现副作用。

怎么做

• 使用工厂模式
• 使用服务定位器模式
• 使用依赖注入
• 使用依赖查找
• 使用模板方法模式
• 使用策略模式

最大化聚合

单个模块/组件的聚合性是其职责形成有意义的单元的程度，越高的聚合性越好。

为什么

• 增加了理解模块的难度。
• 增加了维护系统的难度，因为域中逻辑的更改会影响多个模块，并且一个模块的更改需要相关模块的更改。
• 由于大多数应用程序不需要模块提供的随机操作集，因此重用模块的难度增加。

怎么做

• 与组相关的功能共享一项职责（例如在一个类中）。

里氏代换原则

里氏代换原则（LSP）完全是关于对象的预期行为：

程序中的对象应该可以替换为其子类型的实例，而不会改变该程序的正确性。

开放/封闭原则

软件实体（例如类）应对扩展是开放的，但对修改是封闭的。也就是说，这样的实体可以允许在不改变其源代码的情况下修改其行为。

为什么

• 通过最小化对现有代码的修改来提高可维护性和稳定性

怎么做

• 编写可以扩展的类（而不是可以修改的类）
• 只暴露需要更换的活动部分，隐藏其他所有部分。

单一职责原则

一个类不应该有多个修改的原因。

长话版：每个类都应该有一个单独的职责，并且该职责应该完全由该类封装。职责可以定义为修改的原因，一次类或模块应该有且仅有一个修改的原因。

为什么

• 可维护性：仅有一个模块或类中需要修改。

怎么做

• 使用 科里定律.

隐藏实现细节

软件模块通过提供接口来隐藏信息（即实现细节），而不泄露任何不必要的信息。

为什么

• 当实现更改时，客户端使用的接口不必更改。

怎么做

• 最小化类和成员的可访问性。
• 不要公开成员数据。
• 避免将私有实现细节放入类的接口中。
• 减少耦合以隐藏更多实现细节。

科里定律

科里定律是关于为任何特定代码选择一个明确定义的目标：仅做一件事。

• Curly’s Law: Do One Thing
• The Rule of One or Curly’s Law

封装经常修改的代码

一个好的设计可以辨别出最有可能改变的热点，并将它们封装在API之后。当预期的修改发生时，修改会保持在局部。

为什么

• 在发生更改时，最小化所需的修改。

怎么做

• 封装API背后不同的概念。
• 将可能不同的概念分到各自的模块。

接口隔离原则

将臃肿的接口减少到多个更小更具体的客户端特定接口中。接口应该比实现它的代码更依赖于调用它的代码。

为什么

• 如果类实现了不需要的方法，则调用方需要了解该类的方法实现。例如，如果一个类实现了一个方法，但只是简单的抛出异常，那么调用方将需要知道实际上不应该调用这个方法。

怎么做

• 避免臃肿的接口。类不应该实现任何违反单一职责原则的方法。

童子军军规

美国童子军有一条简单的军规，我们可以使用到我们的职业中：“离开营地时比你到达时更干净”。根据童子军军规，我们应该至终保持代码比我们看到时更干净。

为什么

• 当对现有代码库进行更改时，代码质量往往会降低，从而积累技术债务。根据童子军军规，我们应该注意每一个提交（Commit）的质量。无论规模有多小，技术债务都会受到不断重构的抵制。

怎么做

• 每次提交都要确保它不会降低代码库的质量。
• 任何时候，如果有人看到一些代码不够清楚，他们就应该抓住机会在那里修复它。

命令查询分离

命令查询分离原则规定，每个方法都应该是执行操作的命令，或者是向调用者返回数据但不能同时做两件事的查询。提问不应该改变答案。

利用这个原则，程序员可以更加自信地进行编码。查询方法可以在任何地方以任何顺序使用，因为它们不会改变状态。而使用命令，你必须更加小心。

为什么

• 通过将方法清晰地分为查询和命令，程序员可以在不了解每个方法的实现细节的情况下，更加自信地编码。

怎么做

• 将每个方法实现为查询或命令。2021Java面试宝典
• 对方法名使用命名约定，该方法名表示该方法是查询还是命令。