1.1 开闭原则
定义：
一个软件实体（类、模块和函数）应该对扩展开放，对修改关闭。强调用抽象构建框架，用实现扩展细节。
举例：
首先创建一个课程接口：
public interface ICourse {
Integer getId();
String getName();
Double getPrice();
}
在创建一个具体的实现类，比如叫Java架构课程类：
public class JavaCourse implements ICourse {
private Integer id;
private String name;
private Double price;
public JavaCourse(Integer id, String name, Double price) {
this.id = id;
this.name = name;
this.price = price;
}
@Override
public Integer getId() {
return this.id;
}
@Override
public String getName() {
return this.name;
}
@Override
public Double getPrice() {
return this.price;
}
}
这时突然提了一个需求，比如课程的价格有变动，需要对getPrice()方法进行修改，如果直接去改动这个方法，则其它调用这个方法的代码可能存在风险。可以通过如下方式：
public class JavaDiscussCourse extends JavaCourse{
public JavaDiscussCourse(Integer id, String name, Double price) {
super(id, name, price);
}
public Double getOriginPrice() {
return super.getPrice();
}
public Double getPrice() {
return super.getPrice() * 0.61;
}
}
1.2 依赖倒置原则
定义：
设计代码结构时，高层模块不应该依赖底层模块，抽象不应该依赖细节。
举例：
Tom正在学两门课程， 分别是Java和Python：
public class Tom {
public void studyJavaCourse() {
System.out.println("Tom在学习Java课程");
}
public void studyPythonCourse() {
System.out.println("Tom在学习Python课程");
}
public static void main(String[] args) {
Tom tom = new Tom();
tom.studyJavaCourse();
tom.studyPythonCourse();
}
}
此时，他突然还想学AI，于是准备在Tom类里在家一个study方法，这样的方式真的太差劲了，Tom和课程耦合度太高。
如下从Tom抽象出课程接口，然后Tom面向接口调用课程，具体的实现类由调用层自己指定。这样不管增加多少课程，Tom都不需要管。
首先创建一个课程接口，里面只有一个可以获取自己的名称方法：
public interface ICourse {
public String getName();
}
在分别创建三个课程实现类
public class JavaCourse implements ICourse {
private String name;
public JavaCourse() {
this.name = "Java";
}
@Override
public String getName() {
return name;
}
}
public class PythonCourse implements ICourse {
private String name;
public PythonCourse() {
this.name = "Python";
}
@Override
public String getName() {
return name;
}
}
public class AiCourse implements ICourse {
private String name;
public AiCourse() {
this.name = "Ai";
}
@Override
public String getName() {
return name;
}
}
最后在修改Tom类，使其面向课程接口调用：
public class Tom {
public void study(ICourse course) {
System.out.println("Tom正在学习" + course.getName());
}
public static void main(String[] args) {
Tom tom = new Tom();
tom.study(new JavaCourse());
tom.study(new PythonCourse());
tom.study(new AiCourse());
}
}
1.3 单一职责原则
定义：
不要存在多于一个导致类变更的原因。
举例：
假如课程分成了直播课和录播课，直播课不能快进，录播课可以，很明显这两种课程功能职责已经不一样。下面展示一端看似好像不复杂的代码，但其实已经埋下了复杂的隐患：
public class Course {
public void study(String courseName) {
if("直播课".equals(courseName)) {
System.out.println(courseName + "不能快进");
} else {
System.out.println(courseName + "可以反复观看");
}
}
public static void main(String[] args) {
Course course = new Course();
course.study("直播课");
course.study("录播课");
}
}
这个时候，如果需求变了，假如现在要对课程加密，直播课和录播课的加密逻辑不一样，那修改的逻辑就会相互影响，充满了风险。所以我们需要对上面的代码进行解耦，可以分别创建LiveCourse和ReplayCourse：
public class LiveCourse {
public void study(String courseName) {
System.out.println(courseName + "不能快进");
}
}
public class ReplayCourse {
public void study(String courseName) {
System.out.println(courseName + "可以反复观看");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
LiveCourse liveCourse = new LiveCourse();
ReplayCourse replayCourse = new ReplayCourse();
liveCourse.study("直播课");
replayCourse.study("录播课");
}
}
1.4 接口隔离原则
定义：用多个专门的接口，而不适用单一的总接口。
举例：
先举一个不合适的例子，假如不遵从接口隔离原则，则设计的接口一般比较臃肿，比如如下的IAnimal接口：
public interface IAnimal {
void eat();
void fly();
void swim();
}
此时如果有两个接口的实现类，分别是Bird鸟类和Dog狗类，则将会出现和奇葩的问题。
public class Bird implements IAnimal {
@Override
public void eat() {
}
@Override
public void fly() {
}
@Override
public void swim() {
}
}
public class Dog implements IAnimal {
@Override
public void eat() {
}
@Override
public void fly() {
}
@Override
public void swim() {
}
}
什么问题，还没发现吗？仔细一看发现鸟居然有一个swim()，狗居然有一个fly()方法，你说奇怪不奇怪。所以啊，接口是需要细分的，在这里接口要针对不同的行为来细分，比如分别设计出IEatAnimal、IFlyAnimal和ISwimAnimal接口，那鸟和狗肯定都需要实现公共接口IEatAnimal，不然不饿死了嘛。除了实现公共接口，他们还需实现自己特有行为的接口，鸟实现IFlyAnimal接口，狗实现ISwimAnimal接口。
1.5 迪米特原则
定义：一个对象应该对其他对象保持最少的了解，尽量降低类与类之间的耦合度。
举例：
假如现在有个老板类Boss想要看看线上的课程数量，这个时候他去找到开发团队领导TeamLeader去进行统计，TeamLeader需要将结果给Boss。
public class Course {
}
public class TeamLeader {
public void checkNumberOfCourses(List<Course> coursesList) {
System.out.println("目前已发布的课程数量是：" + coursesList.size());
}
}
public class Boss {
public void checkNumberOfCourses(TeamLeader teamLeader) {
List<Course> coursesList = new ArrayList<>();
for(int i=0; i<20; i++) {
coursesList.add(new Course());
}
teamLeader.checkNumberOfCourses(coursesList);
}
}
如果是按上面的方法来完成课程数量统计，想必老板Boss早把开发团队领导TeamLeader炒掉了吧，为啥？很明显老板招人肯定是给他干活，他自己安排一件事，最希望的结果是你去干，我啥都不管，最后给我一个结果就行，你们说是不是，一个简单的事情都干不好怎么能不被炒，哈哈。看看下面的代码，一个合格的TeamLeader总是能表现的优秀（老板少操心）：
public class TeamLeader {
public void checkNumberOfCourses() {
List<Course> coursesList = new ArrayList<>();
for(int i=0; i<20; i++) {
coursesList.add(new Course());
}
System.out.println("目前已发布的课程数量是：" + coursesList.size());
}
}
public class Boss {
public void checkNumberOfCourses(TeamLeader teamLeader) {
teamLeader.checkNumberOfCourses();
}
}
1.6 里式替换原则
定义：一个软件实体如果适用于一个父类，那么一定适用于子类。
隐含意思：子类可以扩展父类，但是不能改变父类原有功能。
（1）子类可以实现父类的抽象方法，但不能覆盖父类的非抽象方法。
（2）子类可以添加新的方法。
（3）重载父类时，方法的入参要比父类方法的输入参数更宽松。
（4）重载父类时，方法的出参要比父类方法的输出参数更严格。
在1.1描述开闭原则时，增加了一个获取父类属性的方法，还重写了父类的非抽象方法，很明显违背了里式替换原则。
举例：
正方形是一种特殊的长方形。
首先创建一个父类Rectangle：
public class Rectangle {
private long height;
private long weight;
public long getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(long height) {
this.height = height;
}
public long getWeight() {
return weight;
}
public void setWeight(long weight) {
this.weight = weight;
}
}
违背里式替换原则创建一个正方形Square类：
public class Square extends Rectangle {
private long length;
public long getLength() {
return length;
}
public void setLength(long length) {
this.length = length;
}
public long getHeight() {
return getLength();
}
public void setHeight(long height) {
setLength(height);
}
public long getWeight() {
return getLength();
}
public void setWeight(long weight) {
setLength(weight);
}
}
最后在测试类中创建resize()方法，长方形的宽应该大于等于高，我们让高一直增长，直到高和宽相等变成正方形：
public class Test {
public static void resize(Rectangle rectangle) {
while(rectangle.getWeight() >= rectangle.getHeight()) {
rectangle.setHeight(rectangle.getHeight() + 1);
System.out.println("width：" + rectangle.getWeight() + " ，height：" + rectangle.getHeight());
}
System.out.println("resize方法结束" + "\nwidth：" + rectangle.getWeight() + " ，height：" + rectangle.getHeight());
}
public static void main(String[] args) {
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.setHeight(10);
rectangle.setWeight(20);
resize(rectangle);
}
}
现在将Rectangle类替换成子类Square。
public class Test {
public static void resize(Rectangle rectangle) {
while(rectangle.getWeight() >= rectangle.getHeight()) {
rectangle.setHeight(rectangle.getHeight() + 1);
System.out.println("width：" + rectangle.getWeight() + " ，height：" + rectangle.getHeight());
}
System.out.println("resize方法结束" + "\nwidth：" + rectangle.getWeight() + " ，height：" + rectangle.getHeight());
}
public static void main(String[] args) {
Square square = new Square();
square.setHeight(10);
square.setWeight(20);
resize(square);
}
}
上面代码运行时出现死循环，为啥？这个应该不用我解释了吧，因为重写了父类非抽象方法，使长方形的宽高始终相等，所以while就死了呗。
下面演示一个遵循里式替换原则的案例。
只需稍稍改动一下正方形类，使其不覆盖父类非抽象方法。
public class Square extends Rectangle {
private long length;
public long getLength() {
return length;
}
public void setLength(long length) {
this.length = length;
}
}
这个时候运行Test类，将Rectangle换成Square是不会报错的。
1.7 合成复用原则
定义：尽量使用对象组合/聚合而不是继承来达到软件复用。
继承叫白箱复用，因为实现细节暴露给子类了。
组合/聚合叫黑箱复用，因为无法获取到组合对象的实现细节。
举例：
下面举一个合成复用原则的案例。
public abstract class DBConnection {
public abstract String getConnection();
}
public class MySQLConnection extends DBConnection {
@Override
public String getConnection() {
return "MySQL数据库连接";
}
}
public class OracleConnection extends DBConnection {
@Override
public String getConnection() {
return "Oracle数据库连接";
}
}
public class ProductDao {
private DBConnection dbConnection;
public void setDbConnection(DBConnection dbConnection) {
this.dbConnection = dbConnection;
}
public void addProduct() {
String conn = dbConnection.getConnection~~~~();
System.out.println("使用" + conn + "增加产品");
}
}
1.8 设计原则总结
理想与现实总是不能画上等号，为毛？因为现实开发中要考虑人力、时间、成本、质量等种种因素，不能只追求完美。适当的场景遵循合适的设计原则才是力求最好的标准，所以鱼和熊掌不可兼得。