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设计模式七大原则
编写软件过程中，程序员面临着来自
耦合性，内聚性以及可维护性，可扩展性，重用性，灵活性 等多方面的挑战，设计模式是为了让程序(软件)，具有更好的：
代码重用性 (即：相同功能的代码，不用多次编写)可读性 (即：编程规范性, 便于其他程序员的阅读和理解)可扩展性 (即：当需要增加新的功能时，非常的方便，称为可维护)可靠性 (即：当我们增加新的功能后，对原来的功能没有影响)使程序呈现高内聚，低耦合的特性设计模式包含了面向对象的精髓，“懂了设计模式，你就懂了面向对象分析和设计（
OOA/D）的精要”设计模式原则，其实就是 程序员在编程时，应当遵守的原则，也是各种设计模式的基础。即设计模式为什么这样设计的依据。
设计模式常用的七大原则有:
单一职责原则接口隔离原则依赖倒转(倒置)原则里氏替换原则开闭原则迪米特法则合成复用原则
1. 单一职责原则
对类来说的， 即一个类应该只负责一项职责。
如类 A 负责两个不同职责：职责 1，职责 2。当职责 1 需求变更而改变 A 时，可能造成职责 2 执行错误，所以
需要将类 A 的粒度分解为 A1，A2从而满足单一职责原则。
违反单一职责原则
// 交通工具类
// 1. 在这里的 run 方法中， 违反了单一职责原则
// 2. 解决的方案非常的简单，根据交通工具运行方法不同，分解成不同类即可
class Vehicle {
public void run(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
}
}
遵守单一职责原则
//1. 遵守单一职责原则
//2. 但是这样做的改动很大，即将 类分解，同时修改客户端
class RoadVehicle {
public void run(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + "公路运行");
}
}
class AirVehicle {
public void run(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + "天空运行");
}
}
class WaterVehicle {
public void run(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + "水中运行");
}
}
改进后：
//1. 这种修改方法没有对原来的类做大的修改，只是增加方法
//2. 这里虽然没有在类这个级别上遵守单一职责原则，但是在方法级别上，仍然是遵守单一职责
class Vehicle {
public void run(String vehicle) {
//处理
System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
}
public void runAir(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + " 在天空上运行....");
}
public void runWater(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + " 在水中行....");
}
//...
}
单一职责原则细节
- 降低类的复杂度，一个类只负责一项职责。
- 提高类的可读性，可维护性
- 降低变更引起的风险
- 通常情况下，我们应当遵守单一职责原则，只有逻辑足够简单，才可以在代码级违反单一职责原则；只有类中方法数量足够少，可以在方法级别保持单一职责原则。
2. 接口隔离原则
- 客户端不应该依赖它不需要的接口，即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。
- 使用接口隔离原则拆分接口时，首先必须满足
单一职责原则，将一组相关的操作定义在一个接口中，且在满足高内聚的前提下，接口中的方法越少越好。- 可以在进行系统设计时采用定制服务的方式，即为不同的客户端提供宽窄不同的接口，只提供用户需要的行为，而隐藏用户不需要的行为。
3. 依赖倒转原则☆
- 高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象
- 抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象
依赖倒转(倒置)的中心思想是面向接口编程- 依赖倒转原则是基于这样的设计理念：相对于细节的多变性，抽象的东西要稳定的多。以抽象为基础搭建的架构比以细节为基础的架构要稳定的多。在 java 中，抽象指的是接口或抽象类，细节就是具体的实现类
- 使用 接口或抽象类 的目的是制定好 规范，而不涉及任何具体的操作，把展现细节的任务交给他们的实现类去完成。
违反依赖倒转原则
/*
*测试
*/
public class DependecyInversion {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.receive(new Email());
}
}
class Email {
public String getInfo() {
return "电子邮件信息: hello,world";
}
}
//完成 Person 接收消息的功能
class Person {
public void receive(Email email ) {
System.out.println(email.getInfo());
}
}
- 简单，比较容易想到
- 如果我们获取的对象是 微信，短信等等，则新增类，同时 Perons 也要增加相应的接收方法
- 解决思路：引入一个抽象的接口 IReceiver, 表示接收者, 这样 Person 类与接口 IReceiver 发生依赖。因为 Email, WeiXin 等等属于接收的范围，他们各自实现 IReceiver 接口就 可以了, 这样我们就符合依赖倒转原则。
遵守依赖倒转原则
public class DependecyInversion {
public static void main(String[] args) {
//客户端无需改变
Person person = new Person();
person.receive(new Email());
person.receive(new WeiXin());
}
}
//定义接口
interface IReceiver {
public String getInfo();
}
class Email implements IReceiver {
public String getInfo() {
return "电子邮件信息: hello,world";
}
}
//增加微信
class WeiXin implements IReceiver {
public String getInfo() {
return "微信信息: hello,ok";
}
}
class Person {
//这里我们是对接口的依赖
public void receive(IReceiver receiver ) {
System.out.println(receiver.getInfo());
}
}
依赖关系传递的三种方式
- 接口传递
- 构造方法传递
- setter 方式传递
依赖倒转原则的细节
- 低层模块尽量都要有抽象类或接口，或者两者都有，程序稳定性更好。
- 变量的声明类型尽量是抽象类或接口, 这样我们的变量引用和实际对象间，就存在 一个缓冲层，利于程序扩展
和优化- 继承时遵循 里氏替换原则。
4. 里氏替换原则
学习里氏替换原则之前我们需要先了解面向对象中的继承性：
- 继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法，实际上是在设定规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约，但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。
- 继承在给程序设计带来便利的同时， 也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来 侵入性，程序的可移植性降低，增加对象间的耦合性，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，必须考虑到所有的子类，并且父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能产生故障。
- 问题提出： 在编程中，如何正确的使用继承?
那就是里氏替换原则
基本介绍
里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)在 1988 年，由麻省理工学院的以为姓里的女士提出–所有引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。- 里氏代换原则可以通俗表述为：在软件中如果能够使用基类对象，那么一定能够使用其子类对象。把基类都替换成它的子类，程序将不会产生任何错误和异常，反过来则不成立，如果一个软件实体使用的是一个子类的话，那么它不一定能够使用基类。
- 里氏代换原则是实现开闭原则的重要方式之一，由于使用基类对象的地方都可以使用子类对象，因此在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义，而在运行时再确定其子类类型，用子类对象来替换父类对象。
- 使用里氏代换原则需要注意：
- 子类的多有方法必须在父类中声明，或者子类必须实现父类中声名的所有方法。
- 尽量把父类设计成抽象类或接口，让子类继承父类或实现父接口。增加一个新功能时，通过增加一个新的子类来实现。
5. 开闭原则☆
开闭原则（Open Closed Principle）是编程中最基础、最重要的设计原则。
- 一个软件实体如类，模块和函数应该 对扩展开放( 对提供方)，对 修改关闭( 对使用方)。用抽象构建框架，用实现扩展细节。
- 当软件需要变化时，尽量 通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是 通过修改已有的代码来实现变化。
- 编程中遵循其它原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。
违反了开闭原则
public class Ocp {
public static void main(String[] args) {
//使用看看存在的问题
GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
graphicEditor.drawShape(new Circle());
graphicEditor.drawShape(new Triangle());
}
}
//这是一个用于绘图的类 [使用方]
class GraphicEditor {
//接收Shape对象，然后根据type，来绘制不同的图形
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);
}
//绘制矩形
public void drawRectangle(Shape r) {
System.out.println(" 绘制矩形 ");
}
//绘制圆形
public void drawCircle(Shape r) {
System.out.println(" 绘制圆形 ");
}
//绘制三角形
public void drawTriangle(Shape r) {
System.out.println(" 绘制三角形 ");
}
}
//Shape类，基类
class Shape {
int m_type;
}
class Rectangle extends Shape {
Rectangle() {
super.m_type = 1;
}
}
class Circle extends Shape {
Circle() {
super.m_type = 2;
}
}
//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
Triangle() {
super.m_type = 3;
}
}
- 优点是比较好理解，简单易操作。
- 缺点是违反了设计模式的开闭原则，即对扩展开放(提供方)，对修改关闭(使用方)。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码.
- 比如我们这时要新增加一个图形种类 三角形，我们需要做如下修改，修改的地方较多。
遵循开闭原则
- 思路：把创建 Shape 类做成抽象类，并提供一个 抽象的 draw 方法，让 子类去实现即可，这样我们有新的图形种类时，只需要让新的图形类继承 Shape，并实现 draw 方法即可，使用方的代码就不需要修改 。
- 这样就满足了开闭原则
public class Ocp {
public static void main(String[] args) {
//使用看看存在的问题
GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
graphicEditor.drawShape(new Circle());
graphicEditor.drawShape(new Triangle());
graphicEditor.drawShape(new OtherGraphic());
}
}
//这是一个用于绘图的类 [使用方]
class GraphicEditor {
//接收Shape对象，调用draw方法
public void drawShape(Shape s) {
s.draw();
}
}
//Shape类，基类
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(" 绘制矩形 ");
}
}
class Circle extends Shape {
Circle() {
super.m_type = 2;
}
@Override
public void draw() {
System.out.println(" 绘制圆形 ");
}
}
//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
Triangle() {
super.m_type = 3;
}
@Override
public void draw() {
System.out.println(" 绘制三角形 ");
}
}
//新增一个图形
class OtherGraphic extends Shape {
OtherGraphic() {
super.m_type = 4;
}
@Override
public void draw() {
System.out.println(" 绘制其它图形 ");
}
}
6. 迪米特法则
基本介绍
- 一个对象应该对其他对象保持最少的了解
- 类与类关系越密切，耦合度越大
- 迪米特法则(Demeter Principle)又叫最少知道原则，即一个类 对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说，对于被依赖的类不管多么复杂，都尽量将逻辑封装在类的内部。对外除了提供的 public 方法，不对外泄露任何信息。
- 迪米特法则还有个更简单的定义：只与直接的朋友通信。
- 直接的朋友：每个对象都会与其他对象有耦合关系，只要两个对象之间有耦合关系，我们就说这两个对象之间是朋友关系。
- 耦合的方式很多，依赖，关联，组合，聚合等。其中，我们称出现成员变量， 方法参数， 方法返回值中的类为直接的朋友，而出现在 局部变量中的类不是直接的朋友。也就是说，陌生的类最好不要以局部变量的形式出现在类的内部。
迪米特法则细节
- 迪米特法则的核心是降低类之间的耦合
- 但是注意：由于每个类都减少了不必要的依赖，因此迪米特法则只是要求降低类间(对象间)耦合关系， 并不是要求完全没有依赖关系。
7. 合成复用原则
原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。
小结
- 找出应用中可能需要变化之处，把它们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。
- 针对接口编程，而不是针对实现编程。
为了交互对象之间的松耦合设计而努力。