Принципы объективно-ориентированного дизайна

Что такое SOLID
SOLID - это аббревиатура пяти основных принципов дизайна классов в объектно-ориентированном проектировании.
Аббревиатура была введена Робертом Мартином в начале 2000-х.
Рекомендую почитать:
Чистый код. Роберт Мартин

Основные принципы
Single responsibility - Принцип единственной обязанности
Open-closed - Принцип открытости/закрытости
Liskov substitution - Принцип подстановки Барбары Лисков
Interface segregation - Принцип разделения интерфейса
Dependency inversion - Принцип инверсии зависимостей

Single responsibility
Принцип единственной обязанности
Класс или модуль должны иметь одну и только одну причину измениться.

Пример нарушения принципа SRP
class Order
{
public void calculate(){ ... }
public void addItem(Product product){ ... }
public List
getItems(){ ... }
...
public void load(){ ... }
public void save(){ ... }
public void print(){ ... }
}

Как исправить
class Order
{
public void calculate();
public void addItem(Product product){ ... } public List
getItems(){ ... }
}
class OrderRepository
{
public Order load(int orderId){ ... }
public void save(Order order){ ... }
}
class OrderPrintManager
{
public void print(Order order){ ... }
}

Но...
Существует, например, паттерн Active Record, который нарушает принцип SRP
Active Record может быть успешно использован в небольших проектах с простой бизнес-логикой.
ActiveRecord post = Post.newRecord();
post.setData("title", "Happy Java Programming");
post.setData("body", "Java programming is fun.");
post.create();

Open-closed
Принцип открытости/закрытости
Объекты проектирования (классы, функции, модули и т.д.) должны быть открыты для расширения, но закрыты для модификации.
Это означает, что новое поведение должно добавляться только добавлением новых сущностей, а не изменением старых.

Пример нарушения OCP
class MessageSender {
…
public void send(String message, MessageType type){ if(type == MessageType.SMS) sendSMS(msg);
else
if(type == MessageType.EMAIL) sendEmail(msg);
}
}

Как исправить
Воспользуемся паттерном “Стратегия”
interface SendingStrategy {
void send(String message);
}
class MessageSender {
private SendingStrategy strategy;
public MessageSender(SendingStrategy strategy) {
this.strategy = strategy;
}
public void send(String message) {
this.strategy.send(message);
}
}

Как исправить(продолжение)
Конкретные стратегии отправки
class EmailSendingStrategy implements SendingStrategy {
@Override
public void send(String message) {
System.out.println("Sending Email: " + message);
}
}
class SMSSendingStrategy implements SendingStrategy {
@Override
public void send(String message) {
System.out.println("Sending SMS: " + message);
}
}

Liskov substitution
Принцип подстановки Барбары Лисков
Роберт С. Мартин определил этот принцип так: Функции, которые используют базовый тип, должны иметь возможность использовать подтипы базового типа не зная об этом.

Замещение
T
S
Объекты типа T могут быть замещены объектами типа S без каких-либо изменений желательных свойств этой программы

Нарушение принципа LSP
Circle-ellipse problem
Square-rectangle problem

Square-rectangle problem
Является ли класс Квадрат подклассом класса Прямоугольник?
Rectangle
Square
?

Класс Rectangle
class Rectangle {
private double width;
private double height;
public double getWidth() {
return width;
}
public void setWidth(double width) {
this.width = width;
}
public double getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(double height) {
this.height = height;
}
public String toString() {
return this.width + "x" + this.height;
}
}

Класс Square
class Square extends Rectangle {
public void setWidth(double width) {
this.setSide(width); }
public void setHeight(double height) {
this.setSide(height);
}
public void setSide(double side) {
super.setWidth(side);
super.setHeight(side);
}
}

В чем же проблема?
public class LiskovViolation {
public static void main(String[] args) {
Rectangle rectangle = new Square();
rectangle.setWidth(10);
System.out.println(rectangle); // 10.0x10.0
rectangle.setHeight(20);
System.out.println(rectangle); // 20.0x20.0 !!!! Should be 10.0x20.0
}
}

Как исправить
Если использовать концепцию неизменяемого объекта (immutable object), то принцип не будет нарушаться.
Необходимо убрать возможность изменения объекта после его создания.

Interface segregation
Принцип разделения интерфейса
Слишком «толстые» интерфейсы необходимо разделять на более маленькие и специфические, чтобы клиенты маленьких интерфейсов знали только о методах, которые необходимы им в работе.

“Толстый” интерфейс
Если среди методов интерфейса можно выделить группы методов, которые нужны определенным пользователям интерфейса, то скорее всего интерфейс “толстый”.
Такой интерфейс нужно разбить на более мелкие, которые будут выражать потребности конкретной группы пользователей интерфейса.

Пример нарушения ISP
interface Person {
void goToWork();
void withdrawSalary();
void eat();
}
Если мы захотим сделать реализацию, в которой единственным необходимым методом будет eat() придется реализовывать и все остальные методы

Как исправить
public interface Person {
void eat();
}
public interface Worker {
void goToWork(); void withdrawSalary();
}

Dependency inversion
Принцип инверсии зависимостей
Все взаимосвязи в программе должны поддерживаться с помощью абстракных классом или интерфейсов.

Нарушение принципа DIP
public class Crawler {
public void saveHtmlDocument() {
DomBasedHtmlParser parser = new DomBasedHtmlParser();
HtmlDocument document = parser.parseUrl("http://example.com/");
save(document, "index.html");
}
public void save(HtmlDocument htmlDocument, String pageName) {
// сохранение документа в файл
}
}
Экземпляр класса парсер создается внутри метода saveHtmlDocument() и не использует интерфейс, что делает невозможным использования другой реализации парсера и затрудняет тестирование.

Как исправить. Вариант 1
public class Crawler {
private HtmlParser parser;
public Crawler(HtmlParser parser) {
this.parser = parser;
}
public void saveHtmlDocument() {
HtmlDocument document = parser.parseUrl("http://example.com/");
save(document, "index.html");
}
public void save(HtmlDocument htmlDocument, String pageName) {
// сохранение документа в файл
}
}