陆.1.1 单一职责原则

01.什么是单一职责原则

单一职责原则，英文缩写SRP，全称Single Responsibility Principle。

原英文定义：

There should never be more than one reason for a class to change。

翻译：应该有且仅有一个原因引起类的变更。简而言之：

一个类，最好只负责一件事，只有一个引起它变化的原因。

02.对定义的详细分析

上面的定义不难理解，引起类变化的原因不能多于一个。也就是说每一个类只负责自己的事情，此所谓单一职责。

我们知道，在OOP里面高内聚、低耦合是软件设计追求的目标，而单一职责原则可以看做是高内聚、低耦合的引申。将职责定义为引起变化的原因，以提高内聚性，以此来减少引起变化的原因。职责过多，可能引起变化的原因就越多，这将是导致职责依赖，相互之间就产生影响，从而极大的损伤其内聚性和耦合度。单一职责通常意味着单一的功能，因此不要为类实现过多的功能点，以保证实体只有一个引起它变化的原因。

不管是从官方定义，还是对“单一职责”名称的解释，都能很好的理解单一职责原则的意义。其实在软件设计中，要真正用好单一职责原则并不简单，因为遵循这一原则最关键的地方在于职责的划分；而职责的划分是根据需求定的，同一个类（接口）的设计，在不同的需求里面，可能职责的划分并不一样。

为什么这么说呢？我们来看下面的例子。

03.用JAVA做一段OOP的示例

关于单一职责原则的原理，我们就不做过多的解释了。重点是职责的划分！重点是职责的划分！重点是职责的划分！重要的事情说三遍。下面根据一个示例场景来看看如何划分职责。

假定现在有如下场景：国际手机运营商那里定义了生产手机必须要实现的接口，接口里面定义了一些手机的属性和行为，手机生产商如果要生产手机，必须要实现这些接口。

1). 初始设计

我们首先以手机作为单一职责去设计接口，方案如下：

/// <summary>
/// 充电电源类
/// </summary>
public class ElectricSource{
}
public interface IMobilePhone
{
    //运行内存
    string RAM { get; set; }

    //手机存储内存
    string ROM { get; set; }

    //CPU主频
    string CPU { get; set; }

    //屏幕大小
    int Size { get; set; }

    //手机充电接口
    void Charging(ElectricSource oElectricsource);

    //打电话
    void RingUp();

    //接电话
    void ReceiveUp();

    //上网
    void SurfInternet();
}

然后我们的手机生产商去实现这些接口：

//具体的手机示例
public class MobilePhone:IMobilePhone
{
    public string RAM
    {
        get{throw new NotImplementedException();}
        set{throw new NotImplementedException();}
    }
    public string ROM
    {
        get{throw new NotImplementedException();}
        set{throw new NotImplementedException();}
    }
    public string CPU
    {
        get{throw new NotImplementedException();}
        set{throw new NotImplementedException();}
    }
    public int Size
    {
        get{throw new NotImplementedException();}
        set{throw new NotImplementedException();}
    }
    public void Charging(ElectricSource oElectricsource)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
    public void RingUp()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
    public void ReceiveUp()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
    public void SurfInternet()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

这种设计有没有问题呢？这是一个很有争议的话题。

单一职责原则要求一个接口或类只有一个原因引起变化，也就是一个接口或类只有一个职责，它就负责一件事情。原则上来说，我们以手机作为单一职责去设计，也是有一定的道理的，因为我们接口里面都是定义的手机相关属性和行为，引起接口变化的原因只可能是手机的属性或者行为发生变化，从这方面考虑，这种设计是有它的合理性的，如果你能保证需求不会变化或者变化的可能性比较小，那么这种设计就是合理的。

但实际情况我们知道，现代科技日新月异，科技的进步促使着人们不断在手机原有基础上增加新的属性和功能。比如有一天，我们给手机增加了摄像头，那么需要新增一个像素的属性，我们的接口和实现就得改吧，又有一天，我们增加移动办公的功能，那么我们的接口实现是不是也得改。由于上面的设计没有细化到一定的粒度，导致任何一个细小的改动都会引起从上到下的变化，有一种“牵一发而动全身”的感觉。所以需要细化粒度，下面来看看我们如何变更设计。

2). 二次变更

我们将接口细化：

　　//手机属性接口
public interface IMobilePhoneProperty
{
    //运行内存
    string RAM { get; set; }

    //手机存储内存
    string ROM { get; set; }

    //CPU主频
    string CPU { get; set; }

    //屏幕大小
    int Size { get; set; }

    //摄像头像素
    string Pixel { get; set; }
}

//手机功能接口
public interface IMobilePhoneFunction
{
    //手机充电接口
    void Charging(ElectricSource oElectricsource);

    //打电话
    void RingUp();

    //接电话
    void ReceiveUp();

    //上网
    void SurfInternet();

    //移动办公
    void MobileOA();
}

实现类：

//手机属性实现类
public class MobileProperty:IMobilePhoneProperty
{
    public string RAM
    {
        get{ throw new NotImplementedException();}
        set{ throw new NotImplementedException();}
    }
    public string ROM
    {
        get{ throw new NotImplementedException();}
        set{ throw new NotImplementedException();}
    }
    public string CPU
    {
        get{ throw new NotImplementedException();}
        set{throw new NotImplementedException();}
    }
    public int Size
    {
        get{throw new NotImplementedException();}
        set{throw new NotImplementedException();}
    }
    public string Pixel
    {
        get{throw new NotImplementedException();}
        set{throw new NotImplementedException();}
    }
}

//手机功能实现类
public class MobileFunction:IMobilePhoneFunction
{
    public void Charging(ElectricSource oElectricsource)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
    public void RingUp()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
    public void ReceiveUp()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
    public void SurfInternet()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
    public void MobileOA()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

//具体的手机实例
public class HuaweiMobile
{
    private IMobilePhoneProperty m_Property;
    private IMobilePhoneFunction m_Func;
    public HuaweiMobile(IMobilePhoneProperty oProperty, IMobilePhoneFunction oFunc)
    {
        m_Property = oProperty;
        m_Func = oFunc;
    }
}

对于上面题的问题，这种设计能够比较方便的解决，如果是增加属性，只需要修改IMobilePhoneProperty和MobileProperty即可；如果是增加功能，只需要修改IMobilePhoneFunction和MobileFunction即可。貌似完胜第一种解决方案。那么是否这种解决方案就完美了呢？答案还是看情况。原则上，我们将手机的属性和功能分开了，使得职责更加明确，所有的属性都由IMobilePhoneProperty接口负责，所有的功能都由IMobilePhoneFunction接口负责，如果是需求的粒度仅仅到了属性和功能这一级，这种设计确实是比较好的。反之，如果粒度再细小一些呢，那我们这种职责划分是否完美呢？比如我们普通的老人机只需要一些最基础的功能，比如它只需要充电、打电话、接电话的功能，但是按照上面的设计，它也要实现IMobilePhoneFunction接口，某一天，我们增加了一个新的功能玩游戏，那么我们就需要在接口上面增加一个方法PlayGame()。可是我们老人机根本用不着实现这个功能，可是由于它实现了该接口，它的内部实现也得重新去写。从这点来说，以上的设计还是存在它的问题。

那么，我们如何继续细化接口粒度呢？

3). 最终成型

接口细化粒度设计如下：

//手机基础属性接口
public interface IMobilePhoneBaseProperty
{
    //运行内存
    string RAM { get; set; }

    //手机存储内存
    string ROM { get; set; }

    //CPU主频
    string CPU { get; set; }

    //屏幕大小
    int Size { get; set; }
}

//手机扩展属性接口
public interface IMobilePhoneExtentionProperty
{
    //摄像头像素
    string Pixel { get; set; }
}

//手机基础功能接口
public interface IMobilePhoneBaseFunc
{
    //手机充电接口
    void Charging(ElectricSource oElectricsource);

    //打电话
    void RingUp();

    //接电话
    void ReceiveUp();
}

//手机扩展功能接口
public interface IMobilePhoneExtentionFunc
{
    //上网
    void SurfInternet();

    //移动办公
    void MobileOA();

    //玩游戏
    void PlayGame();
}

实现类和上面类似：

//手机基础属性实现
public class MobilePhoneBaseProperty : IMobilePhoneBaseProperty
{

    public string RAM
    {
        get{throw new NotImplementedException();}
        set{throw new NotImplementedException();}
    }

    public string ROM
    {
        get{throw new NotImplementedException();}
        set {throw new NotImplementedException();}
    }

    public string CPU
    {
        get{throw new NotImplementedException();}
        set{ throw new NotImplementedException();}
    }

    public int Size
    {
        get{ throw new NotImplementedException();}
        set{ throw new NotImplementedException();}
    }
}

//手机扩展属性实现
public class MobilePhoneExtentionProperty : IMobilePhoneExtentionProperty
{

    public string Pixel
    {
        get{ throw new NotImplementedException();}
        set{ throw new NotImplementedException();}
    }
}

//手机基础功能实现
public class MobilePhoneBaseFunc : IMobilePhoneBaseFunc
{
    public void Charging(ElectricSource oElectricsource)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }

    public void RingUp()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }

    public void ReceiveUp()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

//手机扩展功能实现
public class MobilePhoneExtentionFunc : IMobilePhoneExtentionFunc
{

    public void SurfInternet()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }

    public void MobileOA()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }

    public void PlayGame()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

此种设计能解决上述问题，细分到此粒度，这种方案基本算比较完善了。能不能算完美？这个得另说。接口的粒度要设计到哪一步，取决于需求的变更程度，或者说取决于需求的复杂度。

04.JavaScript示例：万能函数

接着，我们暂且抛开JAVA语言和OOP，从JavaScript函数的角度来讨论单一职责原则。

还记得吗？新手程序员我们往往很喜欢写“功能超级强大的、复杂的万能函数”，以体现自己的编程能力之不俗。

//这是一个功能“超级强大”的函数
function aBigFunc(param){
    if(param == 0 ){
        //这里有一坨上百行的代码，执行任务   
    }else if(param == 1){
        //另一坨上百行的代码，执行任务
    }else if(param ==3){
        //又一坨代码，执行任务
    }else if{
        //最后一坨代码，执行任务
    }
}

上面这种多功能函数，理论上只要敢写if分支，什么任务都完成，俗称“万能函数”。几乎每一个程序员都写过万能函数。万能函数确实能解决问题，而且看上去似乎很强大，甚至还能让总体代码的行数更少一点儿。很多新手程序员包括笔者刚学编程时，也常常以此为借口堂而皇之地大写特写万能函数。

然而，当我们需要修改、新增功能的时候，或者我们接手维护别人的万能函数时，这些万能函数动辄几百行的代码，经常会让我们自己读得头晕眼花，往往是新写的代码只要几分钟，阅读代码却花掉十几分钟；而且随着项目工程变大，代码行数的增加，耗费在读代码上的时间会越来越多。良好的习惯是这样的，将万能函数拆分成功能单一的函数：

function doQuestA(){
    //执行任务A
}
function doQuest(){
    //执行任务
}
function doQuest(){
    //执行任务
}
function doQuest(){
    //执行任务
}

function doQuest(param){
    if(param==0)doQuestA();
    else if(param==1)doQuestB();
    else if(param==2)doQuestC();
    else if(param==3)doQuestD();
}

优化之后，复杂的万能函数被分割成很多小函数，以前复杂的细节代码被一个个函数隐藏起来。这样我们以后修改/新增这个做任务的函数时候，就可以避免被细节牵绊，大大降低出错的概率；还可以利用IDE的一些语法结构分析功能，很快速地找到具体的函数位置进行添加/修改，无需耗费大量的时间查找、阅读复杂的代码。

05.总结

使用单一职责原则时，没有最合理，只有最合适。理解单一职责原则，最重要的就是掌握好职责划分的粒度，而粒度则取决于需求的粒度。

06.参考文献

https://en.wikipedia.org/wiki/Single-responsibility_principle https://zhuanlan.zhihu.com/p/24198903

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