第3章 · 系统设计实践

架构设计原则 · 设计模式 · API规范 · 数据库范式

3.1 架构设计原则 (SOLID)

SOLID 是面向对象设计的五个基本原则，帮助构建可维护、可扩展的系统。

缩写	原则	核心思想
S	单一职责	一个类只负责一个功能领域
O	开闭原则	对扩展开放，对修改关闭
L	里氏替换	子类可替换父类且不破坏正确性
I	接口隔离	客户端不应依赖不需要的接口
D	依赖反转	依赖抽象而非具体实现

3.2 设计模式实战 (工厂 & 策略)

🔧 工厂模式

将对象创建逻辑封装，客户端通过工厂获取实例，符合开闭原则。

// 简单工厂示例 (Java风格)
public interface Payment {
    void pay(double amount);
}
public class Alipay implements Payment { ... }
public class WechatPay implements Payment { ... }
public class PaymentFactory {
    public static Payment create(String type) {
        if ("alipay".equals(type)) return new Alipay();
        else if ("wechat".equals(type)) return new WechatPay();
        throw new IllegalArgumentException();
    }
}

⚖️ 策略模式

定义一系列算法，将每个算法封装起来，使它们可以互相替换。

// 策略模式示意 (TypeScript)
interface DiscountStrategy {
    calculate(price: number): number;
}
class NoDiscount implements DiscountStrategy { ... }
class SeasonalDiscount implements DiscountStrategy { ... }
class Checkout {
    constructor(private strategy: DiscountStrategy) {}
    public compute(price: number) { return this.strategy.calculate(price); }
}

3.3 API 设计规范

遵循 RESTful 风格，资源路径、HTTP 动词、状态码、版本管理等。

规范项	推荐做法
URL 命名	复数名词，如 `/api/v1/users`
HTTP 方法	GET / POST / PUT / DELETE / PATCH
状态码	200, 201, 204, 400, 401, 404, 500
版本控制	URL 路径或请求头 `Accept: vnd.example.v2+json`
错误响应	统一结构 `{ "error": { "code":..., "message":... } }`

3.4 数据库设计范式

范式化减少数据冗余，提高数据完整性。常用三大范式。

第一范式 (1NF)：每列保持原子性，不可再分。
第二范式 (2NF)：满足1NF，且非主键列完全依赖于主键。
第三范式 (3NF)：满足2NF，且非主键列不传递依赖于主键。

范式	核心要求	典型反例
1NF	字段不可再分割	“地址”字段包含省市县
2NF	消除部分依赖	订单明细表依赖订单ID+商品ID
3NF	消除传递依赖	学生表依赖系ID，系名冗余