Introdução
SOLID é uma sigla para os primeiros cinco princípios do design orientado a objeto (OOD) criada por Robert C. Martin (também conhecido como Uncle Bob).
Nota: embora esses princípios sejam aplicáveis a várias linguagens de programação, o código de amostra contido neste artigo usará o PHP.
Esses princípios estabelecem práticas que contribuem para o desenvolvimento de software com considerações de manutenção e extensão à medida que o projeto cresce. A adoção dessas práticas também pode contribuir para evitar problemas de código, refatoração de código e o desenvolvimento ágil e adaptativo de software.
SOLID significa:
- S – Single-responsibility Principle (Princípio da responsabilidade única)
- O – Open-closed Principle (Princípio do aberto-fechado)
- L – Liskov Substitution Principle (Princípio da substituição de Liskov)
- I – Interface Segregation Principle (Princípio da segregação de interfaces)
- D – Dependency Inversion Principle (Princípio da inversão de dependência)
Neste artigo, cada princípio será apresentado individualmente para que você compreenda como o SOLID pode ajudá-lo(a) a melhorar como desenvolvedor(a).
Princípio da responsabilidade única
O Princípio da responsabilidade única (SRP) declara:
Uma classe deve ter um e apenas um motivo para mudar, o que significa que uma classe deve ter apenas uma função.
Por exemplo, considere um aplicativo que recebe uma coleção de formas — círculos e quadrados — e calcula a soma da área de todas as formas na coleção.
Primeiramente, crie as classes de formas e faça com que os construtores configurem os parâmetros necessários.
Para quadrados, será necessário saber o length (comprimento) de um lado:
class Square { public $length; public function construct($length) { $this->length = $length; } } Para os círculos, será necessário saber o radius (raio):
class Circle { public $radius; public function construct($radius) { $this->radius = $radius; } } Em seguida, crie a classe AreaCalculator e então escreva a lógica para somar as áreas de todas as formas fornecidas. A área de um quadrado é calculada pelo quadrado do comprimento. A área de um círculo é calculada por pi multiplicado pelo quadrado do raio.
class AreaCalculator { protected $shapes; public function __construct($shapes = []) { $this->shapes = $shapes; } public function sum() { foreach ($this->shapes as $shape) { if (is_a($shape, 'Square')) { $area[] = pow($shape->length, 2); } elseif (is_a($shape, 'Circle')) { $area[] = pi() * pow($shape->radius, 2); } } return array_sum($area); } public function output() { return implode('', [ '', 'Sum of the areas of provided shapes: ', $this->sum(), '', ]); } } Para usar a classe AreaCalculator, será necessário criar uma instância da classe, passar uma matriz de formas e exibir o resultado no final da página.
Aqui está um exemplo com uma coleção de três formas:
- um círculo com um raio de 2
- um quadrado com um comprimento de 5
- um segundo quadrado com um comprimento de 6
$shapes = [ new Circle(2), new Square(5), new Square(6), ]; $areas = new AreaCalculator($shapes); echo $areas->output(); O problema com o método de saída é que o AreaCalculator manuseia a lógica para gerar os dados.
Considere um cenário onde o resultado deve ser convertido em outro formato, como o JSON.
Toda a lógica seria manuseada pela classe AreaCalculator. Isso violaria o princípio da responsabilidade única. A classe AreaCalculator deve estar preocupada somente com a soma das áreas das formas fornecidas. Ela não deve se importar se o usuário quer JSON ou HTML.
Para resolver isso, crie uma classe separada chamada SumCalculatorOutputter e use essa nova classe para lidar com a lógica necessária para gerar os dados para o usuário:
class SumCalculatorOutputter { protected $calculator; public function __constructor(AreaCalculator $calculator) { $this->calculator = $calculator; } public function JSON() { $data = [ 'sum' => $this->calculator->sum(), ]; return json_encode($data); } public function HTML() { return implode('', [ '', 'Sum of the areas of provided shapes: ', $this->calculator->sum(), '', ]); } } A classe SumCalculatorOutputter funcionaria da seguinte forma:
$shapes = [ new Circle(2), new Square(5), new Square(6), ]; $areas = new AreaCalculator($shapes); $output = new SumCalculatorOutputter($areas); echo $output->JSON(); echo $output->HTML(); Agora, a lógica necessária para gerar os dados para o usuário é manuseada pela classe SumCalculatorOutputter.
Isso satisfaz o princípio da responsabilidade única.
Princípio do aberto-fechado
O Princípio do aberto-fechado (S.R.P.) declara:
Os objetos ou entidades devem estar abertos para extensão, mas fechados para modificação.
Isso significa que uma classe deve ser extensível sem que seja modificada.
Vamos revisitar a classe AreaCalculator e focar no método sum(soma):
class AreaCalculator { protected $shapes; public function __construct($shapes = []) { $this->shapes = $shapes; } public function sum() { foreach ($this->shapes as $shape) { if (is_a($shape, 'Square')) { $area[] = pow($shape->length, 2); } elseif (is_a($shape, 'Circle')) { $area[] = pi() * pow($shape->radius, 2); } } return array_sum($area); } } Considere um cenário onde o usuário deseja a sum de formas adicionais, como triângulos, pentágonos, hexágonos, etc. Seria necessário editar constantemente este arquivo e adicionar mais blocos de if/else. Isso violaria o princípio do aberto-fechado.
Uma maneira de tornar esse método sum melhor é remover a lógica para calcular a área de cada forma do método da classe AreaCalculator e anexá-la à classe de cada forma.
Aqui está o método area definido em Square:
class Square { public $length; public function __construct($length) { $this->length = $length; } public function area() { return pow($this->length, 2); } } E aqui está o método area definido em Circle:
class Circle { public $radius; public function construct($radius) { $this->radius = $radius; } public function area() { return pi() * pow($shape->radius, 2); } } O método sum para AreaCalculator pode então ser reescrito como:
class AreaCalculator { // ... public function sum() { foreach ($this->shapes as $shape) { $area[] = $shape->area(); } return array_sum($area); } } Agora, é possível criar outra classe de formas e a passar ao calcular a soma sem quebrar o código.
No entanto, outro problema surge. Como saber que o objeto passado para o AreaCalculator é na verdade uma forma ou se a forma possui um método chamado area?
Programar em uma interface é uma parte integral do SOLID.
Crie uma ShapeInterface que suporte area:
interface ShapeInterface { public function area(); } Modifique suas classes de formas para implement (implementar) a ShapeInterface.
Aqui está a atualização para Square:
class Square implements ShapeInterface { // ... } E aqui está a atualização para Circle:
class Circle implements ShapeInterface { // ... } No método sum para AreaCalculator, verifique se as formas fornecidas são na verdade instâncias de ShapeInterface; caso contrário, lance uma exceção:
class AreaCalculator { // ... public function sum() { foreach ($this->shapes as $shape) { if (is_a($shape, 'ShapeInterface')) { $area[] = $shape->area(); continue; } throw new AreaCalculatorInvalidShapeException(); } return array_sum($area); } } Isso satisfaz o princípio do aberto-fechado.
Princípio da substituição de Liskov
O Princípio da substituição de Liskov declara:
Seja q(x) uma propriedade demonstrável sobre objetos de x do tipo T. Então q(y) deve ser demonstrável para objetos y do tipo S onde S é um subtipo de T.
Isso significa que cada subclasse ou classe derivada deve ser substituível pela classe sua classe base ou pai.
Analisando novamente a classe de exemplo AreaCalculator, considere uma nova classe VolumeCalculator que estende a classe AreaCalculator:
class VolumeCalculator extends AreaCalculator { public function construct($shapes = []) { parent::construct($shapes); } public function sum() { // logic to calculate the volumes and then return an array of output return [$summedData]; } } Lembre-se que a classe SumCalculatorOutputter se assemelha a isto:
class SumCalculatorOutputter { protected $calculator; public function __constructor(AreaCalculator $calculator) { $this->calculator = $calculator; } public function JSON() { $data = array( 'sum' => $this->calculator->sum(); ); return json_encode($data); } public function HTML() { return implode('', array( '', 'Sum of the areas of provided shapes: ', $this->calculator->sum(), '' )); } } Se você tentar executar um exemplo como este:
$areas = new AreaCalculator($shapes); $volumes = new VolumeCalculator($solidShapes); $output = new SumCalculatorOutputter($areas); $output2 = new SumCalculatorOutputter($volumes); Quando chamar o método HTML no objeto $output2, você irá obter um erro E_NOTICE informando uma conversão de matriz em string.
Para corrigir isso, em vez de retornar uma matriz do método de soma de classe VolumeCalculator, retorne $summedData:
class VolumeCalculator extends AreaCalculator { public function construct($shapes = []) { parent::construct($shapes); } public function sum() { // logic to calculate the volumes and then return a value of output return $summedData; } } O $summedData pode ser um float, duplo ou inteiro.
Isso satisfaz o princípio da substituição de Liskov.
Princípio da segregação de interfaces
O Princípio da segregação de interfaces declara:
Um cliente nunca deve ser forçado a implementar uma interface que ele não usa, ou os clientes não devem ser forçados a depender de métodos que não usam.
Ainda utilizando o exemplo anterior do ShapeInterface, você precisará suportar as novas formas tridimensionais Cuboid e Spheroid, e essas formas também precisarão ter o volume calculado.
Vamos considerar o que aconteceria se você modificasse a ShapeInterface para adicionar outro contrato:
interface ShapeInterface { public function area(); public function volume(); } Agora, qualquer forma criada deve implementar o método volume, mas você sabe que os quadrados são formas planas que não têm volume, de modo que essa interface forçaria a classe Square a implementar um método sem utilidade para ela.
Isso violaria o princípio da segregação de interfaces. Ao invés disso, você poderia criar outra interface chamada ThreeDimensionalShapeInterface que possui o contrato volume e as formas tridimensionais poderiam implementar essa interface:
interface ShapeInterface { public function area(); } interface ThreeDimensionalShapeInterface { public function volume(); } class Cuboid implements ShapeInterface, ThreeDimensionalShapeInterface { public function area() { // calculate the surface area of the cuboid } public function volume() { // calculate the volume of the cuboid } } Essa é uma abordagem muito mais vantajosa, mas uma armadilha a ser observada é quando sugerir o tipo dessas interfaces. Ao invés de usar uma ShapeInterface ou uma ThreeDimensionalShapeInterface, você pode criar outra interface, talvez ManageShapeInterface, e implementá-la tanto nas formas planas quanto tridimensionais.
Dessa forma, é possível ter uma única API para gerenciar todas as formas:
interface ManageShapeInterface { public function calculate(); } class Square implements ShapeInterface, ManageShapeInterface { public function area() { // calculate the area of the square } public function calculate() { return $this->area(); } } class Cuboid implements ShapeInterface, ThreeDimensionalShapeInterface, ManageShapeInterface { public function area() { // calculate the surface area of the cuboid } public function volume() { // calculate the volume of the cuboid } public function calculate() { return $this->area(); } } Agora, na classe AreaCalculator, substitua a chamada do método area por calculate e verifique se o objeto é uma instância da ManageShapeInterface e não da ShapeInterface.
Isso satisfaz o princípio da segregação de interfaces.
Princípio da inversão de dependência
O princípio da inversão de dependência declara:
As entidades devem depender de abstrações, não de implementações. Ele declara que o módulo de alto nível não deve depender do módulo de baixo nível, mas devem depender de abstrações.
Esse princípio permite a desestruturação.
Aqui está um exemplo de um PasswordReminder que se conecta a um banco de dados MySQL:
class MySQLConnection { public function connect() { // handle the database connection return 'Database connection'; } } class PasswordReminder { private $dbConnection; public function __construct(MySQLConnection $dbConnection) { $this->dbConnection = $dbConnection; } } Primeiramente, o MySQLConnection é o módulo de baixo nível, enquanto o PasswordReminder é de alto nível. No entanto, de acordo com a definição de D em SOLID, que declara Dependa de abstrações e não de implementações, Esse trecho de código acima viola esse princípio, uma vez que a classe PasswordReminder está sendo forçada a depender da classe MySQLConnection.
Mais tarde, se você alterasse o mecanismo do banco de dados, também teria que editar a classe PasswordReminder e isso violaria o princípio do aberto-fechado.
A classe PasswordReminder não deve se importar com qual banco de dados seu aplicativo usa. Para resolver esses problemas, programe em uma interface, uma vez que os módulos de alto e baixo nível devem depender de abstrações:
interface DBConnectionInterface { public function connect(); } A interface possui um método de conexão e a classe MySQLConnection implementa essa interface. Além disso, em vez de sugerir o tipo diretamente da classe MySQLConnection no construtor do PasswordReminder, você sugere o tipo de DBConnectionInterface. Sendo assim, independentemente do tipo de banco de dados que seu aplicativo usa, a classe PasswordReminder poderá se conectar ao banco de dados sem problemas e o princípio do aberto-fechado não será violado.
class MySQLConnection implements DBConnectionInterface { public function connect() { // handle the database connection return 'Database connection'; } } class PasswordReminder { private $dbConnection; public function __construct(DBConnectionInterface $dbConnection) { $this->dbConnection = $dbConnection; } } Esse código estabelece que tanto os módulos de alto quanto de baixo nível dependem de abstrações.
Conclusão
Neste artigo, os cinco princípios do Código SOLID foram-lhe apresentados. Projetos que aderem aos princípios SOLID podem ser compartilhados com colaboradores, estendidos, modificados, testados e refatorados com menos complicações.
Continue seu aprendizado lendo sobre outras práticas para o desenvolvimento de software ágil e adaptativo.