低级设计（LLD）是软件开发中的一个关键阶段，它弥合了高级设计和实际实现之间的差距。高层设计侧重于架构蓝图，而 LLD 则处理如何实现每个组件、类或功能以满足整个系统的要求。

简单来说，LLD 涉及设计类、方法、接口以及它们之间的交互，确保代码高效、可维护和可扩展。对于软件工程师来说，这是一项基本技能，尤其是在构建需要健壮、可重用且易于随时间修改的系统时。

本博客将向您介绍底层设计中涉及的关键概念、原则和技术，并展示它们如何帮助您编写更好、更易于维护的代码。

我们想到的第一个问题是：

为什么底层设计很重要？

1. 可维护性：经过深思熟虑的设计使维护、扩展和调试代码变得更加容易。糟糕的设计会导致技术债务，使未来的变更成本高昂。
2. 可扩展性：良好的LLD可确保您的代码在性能和随着系统发展而支持新功能方面具有可扩展性。
3. 可重用性：精心设计的组件可以在系统的不同部分或完全不同的项目中重用。
4. 清晰度：通过明确的设计，工程师可以了解系统的各个部分如何组合在一起，从而使协作更容易。

为了弥合 LLD 概念和实际代码之间的差距，让我们通过以下步骤分解设计低级图的过程：

第一步：面向对象原则
第 2 步：坚实的原则
第三步：设计模式

面向对象原则

面向对象编程概念的 4 个支柱是开始学习底层设计的必备条件。我已经在简短的结帐博客中介绍了这个概念

坚实的原则

S：单一职责原则 (SRP)

• 每个代码单元应该只有一个职责。
• 单元可以是类、模块、函数或组件。
• 保持代码模块化并减少紧密耦合。

示例：想象一个处理用户身份验证和日志记录的类。如果我们需要改变日志记录的工作方式，我们最终也会修改身份验证类。这违反了建议零售价。相反，我们应该有两个单独的类：一个用于用户身份验证，另一个用于日志记录，因此每个类都有一个职责。

O：开闭原则（OCP）

• 代码单元应该对扩展开放，但对修改关闭。
• 通过添加新代码而不是修改现有代码来扩展功能。
• 在基于组件的系统（如 React 前端）中很有用。

示例：考虑一个通过信用卡处理付款的付款处理系统。如果您需要添加对 PayPal 的支持，您应该通过添加用于 PayPal 付款的新类来扩展它，而不是修改现有代码。这确保了现有系统保持稳定，同时允许添加新功能。

L：里氏替换原理（LSP）

• 子类应该可以替代它们的基类。
• 基类中的功能应该可供所有子类使用。
• 如果子类不能使用基类的功能，则它不应该位于基类中。

示例：如果我们有一个 Bird 类，它有一个方法 Fly()，并且我们创建了一个不能飞的子类 Penguin，这违反了 LSP。 Penguin 类不应继承 Fly()，因为它会改变预期的行为。相反，应该重构 Bird 类以处理可以和不能以不同方式飞行的鸟类。

I：接口隔离原则（ISP）

• 提供多个特定接口而不是几个通用接口。
• 客户不应该依赖他们不使用的方法。

示例：假设我们有一个接口 Animal，其方法为 Fly()、swim() 和 walk()。实现 Animal 的 Dog 类将被迫定义 Fly()，而它并不需要。为了遵守 ISP，我们应该将 Animal 接口拆分为更小的接口，例如 Flyable、Swimmable 和 Walkable，以避免在类上强制使用不相关的方法

D：依赖倒置原则（DIP）

• 依赖于抽象，而不是具体的类。
• 使用抽象来解耦系统各部分之间的依赖关系。
• 避免使用接口或抽象在代码单元之间直接调用。

示例：在电子商务应用程序中，如果结账流程（高级模块）直接依赖于 PayPal（低级模块）等特定支付网关，则更改支付网关需要修改结账流程。通过引入抽象，例如 PaymentProcessor 接口，结帐流程可以使用任何付款方式，而无需了解 PayPal 或任何其他服务的具体信息。

设计模式

设计模式是针对软件设计中出现的常见问题的经过验证的解决方案。它们是开发人员可以遵循的最佳实践，可以有效、系统地解决特定的设计问题。设计模式不是重新发明轮子，而是提供了解决重复出现问题的标准方法。

设计模式可以分为三种类型：

1. 创建模式：处理对象创建

   • 工厂设计模式
   • 抽象工厂设计模式
   • Builder设计模式
   • 原型设计模式
   • 单例设计模式

2. 结构模式：处理对象组合和关系

   • 适配器模式
   • 桥梁图案
   • 复合模式
   • 装饰模式
   • 立面图案
   • 享元模​​式
   • 代理模式

3. 行为模式：处理对象交互和责任

   • 责任链模式
   • 命令模式
   • 解释器模式
   • 调解者模式
   • 纪念品图案
   • 观察者模式
   • 状态模式
   • 策略模式
   • 模板方法模式
   • 访客模式

现在我们已经通过探索 SOLID 原则奠定了基础，并介绍了设计模式的广阔前景，我们准备好深入研究了！在即将推出的系列中，我将通过实际示例和现实场景来分解每种设计模式。无论您是刚刚开始设计之旅还是希望提高自己的技能，这些模式都将帮助您编写更清晰、更具可扩展性的代码。请继续关注下一篇博客，我们将一步步揭开第一个设计模式！

如果您已经做到了这一步，请不要忘记点赞❤️，并在下面发表评论以提出任何问题或想法。您的反馈对我来说至关重要，我很乐意听到您的来信！