Java設計模式七種設計原則

一、設計模式的目的

       編寫軟件過程中,程序員面臨着來自耦合性內聚性以及可維護性可擴展性重用性靈活性等多方面的挑戰,設計模式是爲了讓程序( 軟件) ,具有更好

  1. 代碼重用性 (即:相同功能的代碼,不用多次編寫)
  2. 可讀性 (即:編程規範性, 便於其他程序員的閱讀和理解)
  3. 可擴展性 (即:當需要增加新的功能時,非常的方便,稱爲可維護)
  4. 可靠性 (即:當我們增加新的功能後,對原來的功能沒有影響)
  5. 使程序呈現高內聚低耦合的特性

分享金句:
       設計模式包含了面向對象的精髓,“懂了設計模式,你就懂了面向對象分析和設計(OOA/D)的精要” Scott Mayers 在其鉅著《Effective C++》就曾經說過:C++老手和 C++新手的區別就是前者手背上有很多傷疤

二、七種設計原則

2.1. 單一職責原則

2.1.1.基本介紹

對類來說的,即一個類應該只負責一項職責。如類A負責兩個不同職責 :職責1,職責2。當職責1需求變更而改變A時,可能造成職責2執行錯誤,所以需要將類A的粒度分解爲A1,A2

2.1.2.應用實例

       以交通工具案例講解

方式1:沒有遵守單一職責

public class SingleResponsibility1 {

	public static void main(String[] args) {
		Vehicle vehicle = new Vehicle();
		vehicle.run("摩托車");
		vehicle.run("汽車");
		vehicle.run("飛機");
	}

}

// 交通工具類
// 方式1
// 1. 在方式1 的run方法中,違反了單一職責原則
// 2. 解決的方案非常的簡單,根據交通工具運行方法不同,分解成不同類即可
class Vehicle {
	public void run(String vehicle) {
		System.out.println(vehicle + " 在公路上運行....");
	}
}

方式2:嚴格遵守了單一職責(類級別)

public class SingleResponsibility2 {

	public static void main(String[] args) {
		RoadVehicle roadVehicle = new RoadVehicle();
		roadVehicle.run("摩托車");
		roadVehicle.run("汽車");
		
		AirVehicle airVehicle = new AirVehicle();
		
		airVehicle.run("飛機");
	}

}

//方案2的分析
//1. 遵守單一職責原則
//2. 但是這樣做的改動很大,即將類分解,同時修改客戶端
//3. 改進:直接修改Vehicle 類,改動的代碼會比較少=>方案3

class RoadVehicle {
	public void run(String vehicle) {
		System.out.println(vehicle + "公路運行");
	}
}

class AirVehicle {
	public void run(String vehicle) {
		System.out.println(vehicle + "天空運行");
	}
}

class WaterVehicle {
	public void run(String vehicle) {
		System.out.println(vehicle + "水中運行");
	}
}

方式3:遵守了單一職責(方法級)

public class SingleResponsibility3 {

	public static void main(String[] args) {
		Vehicle2 vehicle2  = new Vehicle2();
		vehicle2.run("汽車");
		vehicle2.runWater("輪船");
		vehicle2.runAir("飛機");
	}
}


//方式3的分析
//1. 這種修改方法沒有對原來的類做大的修改,只是增加方法
//2. 這裏雖然沒有在類這個級別上遵守單一職責原則,但是在方法級別上,仍然是遵守單一職責
class Vehicle2 {
	public void run(String vehicle) {
		//處理
		
		System.out.println(vehicle + " 在公路上運行....");
		
	}
	
	public void runAir(String vehicle) {
		System.out.println(vehicle + " 在天空上運行....");
	}
	
	public void runWater(String vehicle) {
		System.out.println(vehicle + " 在水中行....");
	}
	
	//方法2.
	//..
	//..
	
	//...
}

2.1.3.單一職責原則注意事項和細節

  1. 降低類的複雜度,一個類只負責一項職責。
  2. 提高類的可讀性,可維護性。
  3. 降低變更引起的風險。
  4. 通常情況下,我們應當遵守單一職責原則,只有邏輯足夠簡單,纔可以在代碼級違反單一職責原則 ;
    只有類中方法數量足夠少,可以在方法級別保持單一職責原則。

2.2. 接口隔離原則(Interface Segregation Principle)

2.2.1.基本介紹

  1. 客戶端不應該依賴它不需要的接口,即一個類對另一個類的依賴應該建立在最小的接口上
  2. 先看一張UML圖
    實現接口(implements):用空心三角形+虛線來表示;
    依賴(Dependency):用虛線箭頭來表示,例如:動物與氧氣

    在這裏插入圖片描述
    類A通過接口Interface1依賴類B,類C通過接口Interface1依賴類D,如果接口Interface1對於類A和類C來說不是最小接口,那麼類B和類D必須去實現他們不需要的方法。

2.2.3. 傳統方法的問題和使用接口隔離原則改進

  1. 將接口Interface1拆分爲獨立的幾個接口,類A和類C分別與他們需要的接口建立依賴關係。也就是採用接口隔離原則
  2. 接口Interface1中出現的方法,根據實際情況拆分爲三個接口
    在這裏插入圖片描述

2.2.4.應用實例

方式1:沒有使用接口隔離原則的代碼

public class Segregation1 {
    public static void main(String[] args) {
    }
}

/**
 * 接口
 */
interface Interface1 {
    void operation1();
    void operation2();
    void operation3();
    void operation4();
    void operation5();
}

class B implements Interface1 {
    @Override
    public void operation1() {
        System.out.println(" B 實現了 operation1");
    }
    
    @Override
    public void operation2() {
        System.out.println(" B 實現了 operation2");
    }

    @Override
    public void operation3() {
        System.out.println(" B 實現了 operation3");
    }

    @Override
    public void operation4() {
        System.out.println(" B 實現了 operation4");
    }

    @Override
    public void operation5() {
        System.out.println(" B 實現了 operation5");
    }
}

class D implements Interface1 {

    @Override
    public void operation1() {
        System.out.println(" D 實現了 operation1");
    }

    @Override
    public void operation2() {
        System.out.println(" D 實現了 operation2");
    }

    @Override
    public void operation3() {
        System.out.println(" D 實現了 operation3");
    }

    @Override
    public void operation4() {
        System.out.println(" D 實現了 operation4");
    }

    @Override
    public void operation5() {
        System.out.println(" D 實現了 operation5");
    }
}

/**
 * A 類通過接口Interface1 依賴(使用)B類,但是隻會用到1,2,3方法
 */
class A {
    public void depend1(Interface1 interface1) {
        interface1.operation1();
    }

    public void depend2(Interface1 interface1) {
        interface1.operation2();
    }

    public void depend3(Interface1 interface1) {
        interface1.operation3();
    }
}

/**
 * C 類通過接口Interface1 依賴(使用)D類,但是隻會用到1,4,5方法
 */
class C {
    public void depend1(Interface1 interface1) {
        interface1.operation1();
    }

    public void depend4(Interface1 interface1) {
        interface1.operation4();
    }

    public void depend5(Interface1 interface1) {
        interface1.operation5();
    }
}

方式2:將接口Interface1拆分爲獨立的幾個接口,類A和類C分別與他們需要的接口建立依賴關係。也就是採用接口隔離原則。

public class Segregation1 {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		// 使用一把
		A a = new A();
		a.depend1(new B()); // A類通過接口去依賴B類
		a.depend2(new B());
		a.depend3(new B());

		C c = new C();
		c.depend1(new D()); // C類通過接口去依賴(使用)D類
		c.depend4(new D());
		c.depend5(new D());

	}

}

// 接口1
interface Interface1 {
	void operation1();

}

// 接口2
interface Interface2 {
	void operation2();
	void operation3();
}

// 接口3
interface Interface3 {
	void operation4();
	void operation5();
}

class B implements Interface1, Interface2 {
	public void operation1() {
		System.out.println("B 實現了 operation1");
	}

	public void operation2() {
		System.out.println("B 實現了 operation2");
	}

	public void operation3() {
		System.out.println("B 實現了 operation3");
	}

}

class D implements Interface1, Interface3 {
	public void operation1() {
		System.out.println("D 實現了 operation1");
	}

	public void operation4() {
		System.out.println("D 實現了 operation4");
	}

	public void operation5() {
		System.out.println("D 實現了 operation5");
	}
}

class A { // A 類通過接口Interface1,Interface2 依賴(使用) B類,但是隻會用到1,2,3方法
	public void depend1(Interface1 i) {
		i.operation1();
	}

	public void depend2(Interface2 i) {
		i.operation2();
	}

	public void depend3(Interface2 i) {
		i.operation3();
	}
}

class C { // C 類通過接口Interface1,Interface3 依賴(使用) D類,但是隻會用到1,4,5方法
	public void depend1(Interface1 i) {
		i.operation1();
	}

	public void depend4(Interface3 i) {
		i.operation4();
	}

	public void depend5(Interface3 i) {
		i.operation5();
	}
}

2.3. 依賴倒轉(倒置)原則(Dependence Inversion Principle)

2.3.1.基本介紹

       依賴倒轉原則是指 :

  1. 高層模塊不應該依賴底層模塊,二者都應該依賴其抽象。
  2. 抽象不應該依賴細節,細節應該依賴抽象。
  3. 依賴倒轉(倒置)的中心思想是面向接口編程。
  4. 依賴倒轉原則是基於這樣的設計理念 :相對於細節的多變性,抽象的東西要穩定的多。以抽象爲基礎搭建的架構比以細節爲基礎的架構要穩定的多。在java中,抽象指的是接口或抽象類,細節就是具體的實現類。
  5. 使用接口或抽象類的目的是制定好規範,而不涉及任何具體的操作,把展示細節的任務交給他們的實現類去完成。

2.3.2.應用實例

方式1:未使用依賴倒轉原則

public class DependecyInversion {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        person.receive(new Email());
    }
}

class Email {
    public String getInfo() {
        return "電子郵件信息 :hello,world";
    }
}

/**
 * 完成Person接收消息的功能
 * 方式1分析
 * 1.簡單,比較容易想到
 * 2.如果我們獲取的對象是微信,短信等等,則新增類,同時Persons也要增加相應的接收方法
 * 3.解決思路 :引入一個抽象的接口IReceiver,表示接收者,這樣Person類與接口IReceiver發生依賴
 * 因爲Email,微信等等屬於接收的範圍,他們各自實現IReceiver接口就ok,這樣我們就符合依賴倒轉原則
 */
class Person {
    public void receive(Email email) {
        System.out.println(email.getInfo());
    }
}

方式2:使用依賴倒轉原則,改進方式1

public class DependecyInversion {
    public static void main(String[] args) {
        // 客戶端無需改變
        Person person = new Person();
        person.receive(new Email());
        person.receive(new WeiXin());
    }
}

/**
 * 定義接口
 */
interface IReceiver {
    String getInfo();
}

class Email implements IReceiver{

    @Override
    public String getInfo() {
        return "電子郵件信息 :hello,world";
    }
}

/**
 * 增加微信
 */
class WeiXin implements IReceiver {

    @Override
    public String getInfo() {
        return "微信消息 :hello ok";
    }
}

/**
 * 方式2
 */
class Person {
    /**
     * 這裏是我們對接口的依賴
     * @param iReceiver
     */
    public void receive(IReceiver iReceiver) {
        System.out.println(iReceiver.getInfo());
    }
}

2.3.3.依賴關係傳遞的三種方法和應用案例

2.3.3.1.接口傳遞
public class DependencyPass {
	public static void main(String[] args) {
		ChangHong changHong = new ChangHong();
		OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
		openAndClose.open(changHong);
	}
}


// 方式1: 通過接口傳遞實現依賴
// 開關的接口
interface IOpenAndClose {
	public void open(ITV tv); //抽象方法,接收接口
}

interface ITV { //ITV接口
	public void play();
}
// 實現接口
class ChangHong implements ITV {

	@Override
	public void play() {
		System.out.println("長虹電視機,打開");
	} 
}
// 實現接口
class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
	public void open(ITV tv){
		tv.play();
	}
}

2.3.3.2.構造方法傳遞
public static void main(String[] args) {
	ChangHong changHong = new ChangHong();
	//通過構造器進行依賴傳遞
	OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose(changHong);
	openAndClose.open();
}

// 方式2: 通過構造方法依賴傳遞
interface IOpenAndClose {
	public void open(); //抽象方法
}
interface ITV { //ITV接口
	public void play();
}
class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
	public ITV tv; //成員
	public OpenAndClose(ITV tv){ //構造器
		this.tv = tv;
	}
	public void open(){
	this.tv.play();
	}
}

class ChangHong implements ITV {

	@Override
	public void play() {
		System.out.println("長虹電視機,打開");
	}
	 
}
2.3.3.3.setter方式傳遞
public static void main(String[] args) {
	ChangHong changHong = new ChangHong();
	//通過setter方法進行依賴傳遞
	OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
	openAndClose.setTv(changHong);
	openAndClose.open();
}

/ 方式3 , 通過setter方法傳遞
interface IOpenAndClose {
	public void open(); // 抽象方法

	public void setTv(ITV tv);
}

interface ITV { // ITV接口
	public void play();
}

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
	private ITV tv;

	public void setTv(ITV tv) {
		this.tv = tv;
	}

	public void open() {
		this.tv.play();
	}
}

class ChangHong implements ITV {

	@Override
	public void play() {
		System.out.println("長虹電視機,打開");
	}
	 
}

2.3.4.依賴倒轉原則的注意事項和細節

  1. 底層模塊盡力都要有抽象類或接口,或者兩者都有,程序穩定性更好。
  2. 變量的聲明類型儘量是抽象類或接口,這樣我們的變量引用和實際對象間,就存在一個緩存層,利於程序擴展和優化。
  3. 繼承時遵循里氏替換原則。

2.4. 里氏替換原則

2.4.1.OO(Object Oriented,面向對象)中的繼承性的思考和說明

  1. 繼承包含這樣一層含義 :父類中凡是已經實現好的方法,實際上是在設定規範和契約,雖然它不強制要求所有的子類必須遵循這些契約,但是如果子類對象對這些已經實現的方法任意修改,就會對整個繼承體系造成破壞。
  2. 繼承在給程序設計帶來便利的同時,也帶來類弊端。比如使用繼承會給程序帶來侵入性,程序的可移植性降低,增加對象間的耦合性,如果一個類被其他的類所繼承,則當這個類需要修改時,必須考慮到所有的子類,並且父類修改後,所有涉及到子類的功能都有可能產生故障。
  3. 問題提出 :在編程中,如何正確的使用繼承?=> 里氏替換原則

2.4.2.基本介紹

  1. 里氏替換原則(Liskov Substitution Principle)在1988年,由麻省理工學院的一位姓裏的女士提出的。
  2. 如果對每個類型爲T1的對象O1,都有類型爲T2的對象O2,使得以T1定義的所有程序P在所有的對象O1都代換成O2時,程序P的行爲沒有變化,那麼類型T2是類型T1的子類型。換句話說,所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類的對象。
  3. 在使用繼承時,遵循里氏替換原則,在子類中儘量不要重寫父類的方法。
  4. 里氏替換原則告訴我們,繼承實際上讓兩個類耦合性增強了,在適當的情況下,可以通過聚合組合依賴來解決問題。

2.4.3.一個程序引出的問題和思考

        閱讀以下程序,思考下問題和解決思路

public class Liskov {

	public static void main(String[] args) {
		A a = new A();
		System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
		System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));

		System.out.println("-----------------------");
		B b = new B();
		System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));//這裏本意是求出11-3
		System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
		System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
	}

}

// A類
class A {
	// 返回兩個數的差
	public int func1(int num1, int num2) {
		return num1 - num2;
	}
}

// B類繼承了A
// 增加了一個新功能:完成兩個數相加,然後和9求和
class B extends A {
	//這裏,重寫了A類的方法, 可能是無意識
	public int func1(int a, int b) {
		return a + b;
	}

	public int func2(int a, int b) {
		return func1(a, b) + 9;
	}
}

        問題及解決方法

  1. 我們發現原來運行正常的相減功能發生類錯誤。原因就是類B無意中重寫父類的方法,造成原有功能出現錯誤。在實際編程中,我們常常會通過重寫父類的方法完成新的功能,這樣寫起來雖然簡單,但整個繼承體系的複用性會比較差。特別是運行多態比較頻繁的時候。
  2. 通用的做法是 :原來的父類和子類都繼承一個更通俗的基類,原有的繼承關係去掉,採用依賴、聚合、組合等關係代替。
  3. 改進方案。
    在這裏插入圖片描述
public class Liskov {

	public static void main(String[] args) {
		A a = new A();
		System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
		System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));

		System.out.println("-----------------------");
		B b = new B();
		//因爲B類不再繼承A類,因此調用者,不會再func1是求減法
		//調用完成的功能就會很明確
		System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));//這裏本意是求出11+3
		System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));// 1+8
		System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
		
		//使用組合仍然可以使用到A類相關方法
		System.out.println("11-3=" + b.func3(11, 3));// 這裏本意是求出11-3
		
	}

}

//創建一個更加基礎的基類
class Base {
	//把更加基礎的方法和成員寫到Base類
}

// A類
class A extends Base {
	// 返回兩個數的差
	public int func1(int num1, int num2) {
		return num1 - num2;
	}
}

// 增加了一個新功能:完成兩個數相加,然後和9求和
class B extends Base {
	//如果B需要使用A類的方法,使用組合關係
	private A a = new A();
	
	public int func1(int a, int b) {
		return a + b;
	}

	public int func2(int a, int b) {
		return func1(a, b) + 9;
	}
	
	//我們仍然想使用A的方法
	public int func3(int a, int b) {
		return this.a.func1(a, b);
	}
}

2.5. 開閉原則

2.5.1.基本介紹

  1. 開閉原則(Open Closed Principle)是編程中最基礎、最重要的設計原則;
  2. 一個軟件實體如類,模塊和函數應該對擴展開放(對提供方),對修改關閉(對使用方)。用抽象構建框架,用實現擴展細節。
  3. 當軟件需要變化時,儘量通過擴展軟件實體的行爲來實現變化,而不是通過修改已有的代碼來實現變化。
  4. 編程中遵循其它原則,以及使用設計模式的目的就是遵循開閉原則

2.5.2.看一段代碼

看一個畫圖形的功能。
類圖設計,如下 :
在這裏插入圖片描述

public class Ocp {
	public static void main(String[] args) {
		//使用看看存在的問題
		GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
		graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
		graphicEditor.drawShape(new Circle());
		graphicEditor.drawShape(new Triangle());
	}
}

//這是一個用於繪圖的類 [使用方]
class GraphicEditor {
	//接收Shape對象,然後根據type,來繪製不同的圖形
	public void drawShape(Shape s) {
		if (s.m_type == 1)
			drawRectangle(s);
		else if (s.m_type == 2)
			drawCircle(s);
		else if (s.m_type == 3)
			drawTriangle(s);
	}

	//繪製矩形
	public void drawRectangle(Shape r) {
		System.out.println(" 繪製矩形 ");
	}

	//繪製圓形
	public void drawCircle(Shape r) {
		System.out.println(" 繪製圓形 ");
	}
	
	//繪製三角形
	public void drawTriangle(Shape r) {
		System.out.println(" 繪製三角形 ");
	}
}

//Shape類,基類
class Shape {
	int m_type;
}

class Rectangle extends Shape {
	Rectangle() {
		super.m_type = 1;
	}
}

class Circle extends Shape {
	Circle() {
		super.m_type = 2;
	}
}

//新增畫三角形
class Triangle extends Shape {
	Triangle() {
		super.m_type = 3;
	}
}

     以上方式的優缺點

  1. 優點是比較好理解,簡單易操作。
  2. 缺點是違反了設計模式的ocp原則,即對擴展開放(提供方),對修改關閉(使用方)。即當我們給類增加新功能的時候,儘量不修改代碼,或者儘可能少修改代碼。
  3. 比如我們這時要新增加一個圖形種類 三角形,我們需要做很多修改,修改的地方比較多。

     改進的思路分析

  • 把創建Shape類做成抽象類,並提供一個抽象的draw方法,讓子類去實現即可,這樣我們有新的圖形種類時,只需要讓新的圖形類繼承Shape,並實現draw方法即可,使用方的代碼就不需要修改 => 滿足了開閉原則
    改進後的代碼 :
public class Ocp {

	public static void main(String[] args) {
		GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
		graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
		graphicEditor.drawShape(new Circle());
		graphicEditor.drawShape(new Triangle());
		graphicEditor.drawShape(new OtherGraphic());
	}
	
}

//這是一個用於繪圖的類 [使用方]
class GraphicEditor {
	//接收Shape對象,調用draw方法
	public void drawShape(Shape s) {
		s.draw();
	}

	
}

//Shape類,基類
abstract class Shape {
	int m_type;
	
	public abstract void draw();//抽象方法
}

class Rectangle extends Shape {
	Rectangle() {
		super.m_type = 1;
	}

	@Override
	public void draw() {
		System.out.println(" 繪製矩形 ");
	}
}

class Circle extends Shape {
	Circle() {
		super.m_type = 2;
	}
	@Override
	public void draw() {
		System.out.println(" 繪製圓形 ");
	}
}

//新增畫三角形
class Triangle extends Shape {
	Triangle() {
		super.m_type = 3;
	}
	@Override
	public void draw() {
		System.out.println(" 繪製三角形 ");
	}
}

//新增一個圖形
class OtherGraphic extends Shape {
	OtherGraphic() {
		super.m_type = 4;
	}

	@Override
	public void draw() {
		System.out.println(" 繪製其它圖形 ");
	}
}

2.6. 迪米特法則

2.6.1.基本介紹

  1. 一個對象應該對其他對象保持最少的瞭解。
  2. 類與類關係越密切,耦合度越大。
  3. 迪米特法則(Demeter Principle)又叫最少知道原則,即一個類對自己依賴的類知道的越少越好。也就是說,對於被依賴的類不管多麼複雜,都儘量將邏輯封裝在類的內部。對外除了提供的public方法,不對外泄露任何信息。
  4. 迪米特法則還有個簡單的定義 :只與直接的朋友通信。
  5. 直接的朋友 :每個對象都會與其他對象有耦合關係,只要兩個對象之間有耦合關係,我們就說這兩個對象之間是朋友關係。耦合的方式很多,依賴、關聯組合、聚合等。其中,我們稱類中出現在:成員變量方法參數方法返回值中的對象爲該類直接的朋友,而出現在局部變量中的對象不是該類的直接的朋友。也就是說,陌生的對象最好不要以局部變量的形式出現在類的內部。

2.6.2.應用實例

       有一個學校,下屬有各個學院和總部,現要求打印出學校總部員工ID和學院員工的id。編程實現上面的功能。
       代碼演示:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//客戶端
public class Demeter1 {

	public static void main(String[] args) {
		//創建了一個 SchoolManager 對象
		SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
		//輸出學院的員工id 和  學校總部的員工信息
		schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
	}

}

//學校總部員工類
class Employee {
	private String id;

	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}

	public String getId() {
		return id;
	}
}


//學院的員工類
class CollegeEmployee {
	private String id;

	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}

	public String getId() {
		return id;
	}
}


//管理學院員工的管理類
class CollegeManager {
	//返回學院的所有員工
	public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
		List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
		for (int i = 0; i < 10; i++) { //這裏我們增加了10個員工到 list
			CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
			emp.setId("學院員工id= " + i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}
}

//學校管理類

//分析 SchoolManager 類的直接朋友類有哪些 Employee、CollegeManager
//CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一個陌生類,這樣違背了 迪米特法則 
class SchoolManager {
	//返回學校總部的員工
	public List<Employee> getAllEmployee() {
		List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
		
		for (int i = 0; i < 5; i++) { //這裏我們增加了5個員工到 list
			Employee emp = new Employee();
			emp.setId("學校總部員工id= " + i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}

	//該方法完成輸出學校總部和學院員工信息(id)
	void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
		
		//分析問題
		//1. 這裏的 CollegeEmployee 不是  SchoolManager的直接朋友
		//2. CollegeEmployee 是以局部變量方式出現在 SchoolManager
		//3. 違反了 迪米特法則 
		
		//獲取到學院員工
		List<CollegeEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
		System.out.println("------------學院員工------------");
		for (CollegeEmployee e : list1) {
			System.out.println(e.getId());
		}
		//獲取到學校總部員工
		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
		System.out.println("------------學校總部員工------------");
		for (Employee e : list2) {
			System.out.println(e.getId());
		}
	}
}

     應用實例改進

  1. 前面設計的問題在於SchoolManager中,CollegeEmployee類並不是SchoolManager類的直接朋友(分析)
  2. 按照迪米特法則,應該避免類中出現這樣非直接朋友關係的耦合
  3. 對代碼按照迪米特法則進行改進。
  4. 代碼演示:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//客戶端
public class Demeter1 {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("~~~使用迪米特法則的改進~~~");
		//創建了一個 SchoolManager 對象
		SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
		//輸出學院的員工id 和  學校總部的員工信息
		schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());

	}

}


//學校總部員工類
class Employee {
	private String id;

	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}

	public String getId() {
		return id;
	}
}


//學院的員工類
class CollegeEmployee {
	private String id;

	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}

	public String getId() {
		return id;
	}
}


//管理學院員工的管理類
class CollegeManager {
	//返回學院的所有員工
	public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
		List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
		for (int i = 0; i < 10; i++) { //這裏我們增加了10個員工到 list
			CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
			emp.setId("學院員工id= " + i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}
	
	//輸出學院員工的信息
	public void printEmployee() {
		//獲取到學院員工
		List<CollegeEmployee> list1 = getAllEmployee();
		System.out.println("------------學院員工------------");
		for (CollegeEmployee e : list1) {
			System.out.println(e.getId());
		}
	}
}

//學校管理類
class SchoolManager {
	//返回學校總部的員工
	public List<Employee> getAllEmployee() {
		List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
		
		for (int i = 0; i < 5; i++) { //這裏我們增加了5個員工到 list
			Employee emp = new Employee();
			emp.setId("學校總部員工id= " + i);
			list.add(emp);
		}
		return list;
	}

	//該方法完成輸出學校總部和學院員工信息(id)
	void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
		
		//分析問題
		//1. 將輸出學院的員工方法,封裝到CollegeManager
		sub.printEmployee();
	
		//獲取到學校總部員工
		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
		System.out.println("------------學校總部員工------------");
		for (Employee e : list2) {
			System.out.println(e.getId());
		}
	}
}

2.6.3.迪米特法則注意事項和細節

  • 迪米特法則的核心是降低類之間的耦合
  • 但是注意 :由於每個類都減少了不必要的依賴,因此迪米特法則只是要求降低類間(對象間)耦合關係,並不是要求完全沒有依賴關係。

2.7. 合成複用原則(Composite Reuse Principle)

2.7.1.基本介紹

  • 原則是儘量使用合成/聚合的方式,而不是使用繼承。

在這裏插入圖片描述

三、設計原則核心思想

  1. 找出應用中可能需要變換之處,把它們獨立出來,不要和那些需要變化的代碼混在一起。
  2. 針對接口編程,而不是針對實現編程。
  3. 爲了交互對象之間的松耦合設計而努力。
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