SOLID设计原则与工厂模式

在面向对象设计领域里，SOLID 是非常经典的设计原则，可以认为它是道，设计模式是术，只有深刻理解了道，才能用好术。下面简单总结一下 SOLID 原则：

• Single Responsibility Principle: 每个类只能有一个被修改的原因
• Open-Close Principle: 对扩展开发，对修改关闭
• Liskov’s Substitution Principle: 派生类必须能够完全替换基类 Liskov’s Substitution Principle(LSP)
• Interface Segregation Principle：客户端不应该被强制依赖他们不需要使用的接口
• Dependency Inversion Principle: 高层次的模块不应该依赖低层次的模块, 双方都应该依赖抽象。抽象不应该依赖具体细节。细节应该依赖抽象。Dependency Inversion Principle

下面以工厂模式为例，说明一下 SOLID 原则在设计模式里的体现：
工厂模式属于创建型模式，主要分三种：

• 简单工厂模式
• 工厂方法模式
• 抽象工厂模式

个人觉得第三种模式使用场景较少且比较鸡肋，主要介绍前两种。
先来看下简单工厂模式：

public abstract class Operation{
    private double value1;
    private double value2;

    public double getValue1() {return value1;}

    public void setValue1(double value1) {this.value1 = value1;}

    public double getValue2() {return value2;}

    public void setValue2(double value2) {this.value2 = value2;}
    
    protected abstract double getResult();}
public class OperationAdd extends Operation {
    @Override
    protected double getResult(){return getValue1() + getValue2();}
}
public class OperationMinus extends Operation {
    @Override
    protected double getResult(){return getValue1() - getValue2();}
}
public class OperationMul extends Operation {
    @Override
    protected double getResult(){return getValue1() * getValue2();}
}
public class OperationFactory{public static Operation createOperation(String operation){
        Operation operation = null;
        switch(operation){
            case "+":
                operation = new OperationAdd();
                break;
            case "-":
                operation = new OperationMinus();
                break;
            case "*":
                operation = new OperationMul();
                break;
            default:
                throw new UnsupportedOperationException("Unsupported Operation:" + operation);
        }
        return operation;
    }
}

首先，我们必须令 Operation 的派生类遵循 Liskov’s Substitution Principle，才能放心的说，无论我们在工厂中创建出哪种 Operation 的派生类，都能够利用多态替换其后对 Operation 的引用。
其次，工厂模式返回抽象类，使调用工厂的高层模块依赖 Operation 这个抽象类而不是其某个具体的派生类，这满足了 Dependency Inversion Principle。
但是，OperationFactory 类中包含了所有 Operation 派生类的创建，后面如果不断的需要增加新的 Operation 派生类，就需要不断的修改 OperationFactory，这违反了 Open-Close Principle，就需要引入工厂方法模式：

public interface IFactory {Operation CreateOption();
}
public class AddFactory implements IFactory {public Operation CreateOption() {return new OperationAdd();
    }
}
public class MulFactory implements IFactory {public Operation CreateOption() {return new OperationMul();
    }
}
public class SubFactory implements IFactory {public Operation CreateOption() {return new OperationSub();
    }
}

这样每当有新的 Operation 派生类，只需要对应新建新的工厂类就可以了，这其实也是将工厂类与其调用者用抽象层隔离了。但要注意这也会因为创建过多的类而难以管理。