在面向?qū)ο缶幊填I(lǐng)域中，單一功能原則（Single responsibility principle）規(guī)定每個(gè)類都應(yīng)該有且僅有一個(gè)單一的功能，并且該功能應(yīng)該由這個(gè)類完全封裝起來。

在面向?qū)ο缶幊讨?，SOLID 是五個(gè)設(shè)計(jì)原則的首字母縮寫，旨在使軟件設(shè)計(jì)更易于理解、靈活和可維護(hù)。這些原則是由美國軟件工程師和講師羅伯特·C·馬丁(Robert Cecil Martin)提出的許多原則的子集，在他2000年的論文《設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)模式》中首次提出。

SOLID 原則包含：

• S：單一功能原則（single-responsibility principle）
• O：開閉原則（open-closed principle）
• L：里氏替換原則（Liskov substitution principle）
• I：接口隔離原則（Interface segregation principle）
• D：依賴反轉(zhuǎn)原則（Dependency inversion principle）

本文我們來介紹單一功能原則。

單一功能原則

在面向?qū)ο缶幊填I(lǐng)域中，單一功能原則（Single responsibility principle）規(guī)定每個(gè)類都應(yīng)該有且僅有一個(gè)單一的功能，并且該功能應(yīng)該由這個(gè)類完全封裝起來。所有它的（這個(gè)類的）服務(wù)都應(yīng)該嚴(yán)密的和該功能平行（功能平行，意味著沒有依賴）。

這個(gè)術(shù)語由羅伯特·C·馬?。≧obert Cecil Martin）在他的《敏捷軟件開發(fā)，原則，模式和實(shí)踐》一書中的一篇名為『面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則』的文章中提出。馬丁表述該原則是基于《結(jié)構(gòu)化分析和系統(tǒng)規(guī)格》一書中的內(nèi)聚原則（Cohesion）之上的。

馬丁把功能（職責(zé)）定義為：“改變的原因”，并總結(jié)出一個(gè)類或者模塊應(yīng)該有且只有一個(gè)改變的原因。一個(gè)具體的例子就是，想象有一個(gè)用于編輯和打印報(bào)表的模塊。這樣的一個(gè)模塊存在兩個(gè)改變的原因。第一，報(bào)表的內(nèi)容可以改變（編輯）。第二，報(bào)表的格式可以改變（打?。＿@兩方面的改變會(huì)因?yàn)橥耆煌钠鹨蚨l(fā)生：一個(gè)是本質(zhì)的修改，一個(gè)是表面的修改。單一功能原則認(rèn)為這兩方面的問題事實(shí)上是兩個(gè)分離的功能，因此他們應(yīng)該分離在不同的類或者模塊里。把具有不同的改變原因的事物耦合在一起的設(shè)計(jì)是糟糕的。

保持一個(gè)類專注于單一功能點(diǎn)的一個(gè)重要的原因是，它可以使類更加的健壯。回顧上面的例子，如果有一個(gè)對于報(bào)表“編輯”流程的修改，那么將存在極大的危險(xiǎn)性，因?yàn)榧僭O(shè)這兩個(gè)功能存在于同一個(gè)類中，修改報(bào)表的“編輯”流程會(huì)導(dǎo)致公共狀態(tài)或者依賴關(guān)系的改變，從而可能使“打印”功能的代碼無法正常運(yùn)行。

C# 示例

例如，考慮這樣一個(gè)應(yīng)用程序，它接受一組形狀（圓形和正方形），并計(jì)算該列表中所有形狀的面積之和。

首先，創(chuàng)建形狀類，并通過構(gòu)造函數(shù)設(shè)置所需的參數(shù)。

對于正方形，需要知道它的邊長：

/// <summary>
/// 正方形
/// </summary>
class Square
{
    public Square(double length)
    {
        SideLength = length;
    }
    public double SideLength { get; init; }
}

對于圓形，需要它的半徑：

/// <summary>
/// 圓形
/// </summary>
class Circle
{
    public Circle(double radius)
    {
        Radius = radius;
    }

    public double Radius { get; init; }
}

接下來，創(chuàng)建 AreaCalculator 類，然后編寫邏輯以計(jì)算所有提供的形狀的面積。正方形的面積是用邊長的平方計(jì)算的，圓的面積由 π 乘以半徑的平方來計(jì)算的。

糟糕的示范

class AreaCalculator
{
    private List<object> _shapes;

    public AreaCalculator(List<object> shapes)
    {
        _shapes = shapes;
    }
    /// <summary>
    /// 計(jì)算所有形狀的面積總和
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public double Sum()
        List<double> areas = new List<double>();
        foreach (var item in _shapes)
        {
            if (item is Square s)
            {
                areas.Add(Math.Pow(s.SideLength, 2));
            }
            else if (item is Circle c)
                areas.Add(Math.PI * Math.Pow(c.Radius, 2));
        }
        return areas.Sum();
    public string Output()
        return $"Sum of the areas of provided shapes: {Sum()}";
}

要使用 AreaCalculator 類，您需要實(shí)例化這個(gè)類，并傳入一個(gè)形狀列表，并顯示其輸出。

在此，我們傳入一個(gè)三個(gè)形狀的列表：一個(gè)半徑為 2 的圓，一個(gè)邊長為 5 的正方形，一個(gè)邊長為 6 的正方形。

static void Main(string[] args)
{
    var shapes = new List<object> {
            new Circle(2),
            new Square(5),
            new Square(6)
    };

    var areas = new AreaCalculator(shapes);
    Console.WriteLine(areas.Output());
}

運(yùn)行程序，您會(huì)看到如下的輸出：

Sum of the areas of provided shapes: 73.56637061435917

輸出正常，但這并不符合單一功能原則。因?yàn)?AreaCalculator 類既計(jì)算了所有形狀的面積之和，又處理了輸出數(shù)據(jù)的格式。

考慮這樣一個(gè)場景，假如想要輸出轉(zhuǎn)換為另一種格式呢，如 JSON。我們就需要去修改 AreaCalculator 類，這樣本來是為了修改輸出數(shù)據(jù)的格式，卻可能會(huì)影響到計(jì)算的邏輯，這明顯違反了單一功能原則。

正確的示范

AreaCalculator 類應(yīng)該只關(guān)心計(jì)算提供的形狀的面積之和，不應(yīng)該關(guān)心輸出什么格式。

下面我們來做一些修改，刪除 AreaCalculator 類中的 Output 方法：

class AreaCalculator
{
    private List<object> _shapes;

    public AreaCalculator(List<object> shapes)
    {
        _shapes = shapes;
    }
    /// <summary>
    /// 計(jì)算所有形狀的面積總和
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public double Sum()
        List<double> areas = new List<double>();
        foreach (var item in _shapes)
        {
            if (item is Square s)
            {
                areas.Add(Math.Pow(s.SideLength, 2));
            }
            else if (item is Circle c)
                areas.Add(Math.PI * Math.Pow(c.Radius, 2));
        }
        return areas.Sum();
}

并新增一個(gè) SumCalculatorOutputter 類來專門處理輸出格式的邏輯：

class SumCalculatorOutputter
{
    protected AreaCalculator _calculator;

    public SumCalculatorOutputter(AreaCalculator calculator)
    {
        _calculator = calculator;
    }
    public string String()
        return $"Sum of the areas of provided shapes: {_calculator.Sum()}";
    public string JSON()
        var data = new { Sum = _calculator.Sum() };
        return System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(data);
}

此時(shí)我們再來修改一下 Main 中的調(diào)用：

static void Main(string[] args)
{
    var shapes = new List<object> {
            new Circle(2),
            new Square(5),
            new Square(6)
    };

    var areaCalculator = new AreaCalculator(shapes);
    var outputer = new SumCalculatorOutputter(areaCalculator);
    Console.WriteLine(outputer.JSON());
    Console.WriteLine(outputer.String());
}

運(yùn)行程序，輸出結(jié)果如下：

{"Sum":73.56637061435917}
Sum of the areas of provided shapes: 73.56637061435917

現(xiàn)在，AreaCalculator 類處理計(jì)算邏輯，SumCalculatorOutputter 類處理輸出格式，它們各司其職，遵循了單一功能原則。

總結(jié)

本文我介紹了 SOLID 原則中的單一功能原則（single-responsibility principle），并通過 C# 代碼示例簡明地詮釋了它的含意和實(shí)現(xiàn)，希望對您有所幫助。

參考文檔：

https://www.digitalocean.com/community/conceptual_articles/s-o-l-i-d-the-first-five-principles-of-object-oriented-design

到此這篇關(guān)于C# 實(shí)例解釋面向?qū)ο缶幊讨械膯我还δ茉瓌t的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C# 面向?qū)ο缶幊淘瓌t內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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