文章目录
使用设计模式的目的
设计模式要哪些原则？
单一职责原则
基本介绍
单一职责原则需要注意的事项和细节
举例
接口隔离原则
基本介绍
依赖倒置原则
基本介绍
依赖倒置原则的主意事项和细节
举例
里氏替换原则
基本介绍
解决方法
举例
开闭原则
基本介绍
优点
举例
迪米特法则
基本介绍
迪米特法则注意事项和细节
举例
合成复用原则
基本介绍
设计原则核心思想
使用设计模式的目的
在编写软件过程中，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（说明：相同功能的代码，不用多次编写）
可读性（说明：编程的规范性，便于其他程序员的阅读和理解）
可扩展性（说明：当需要增加新的功能时，非常的方便，称为可维护）
可靠性 （说明：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，“懂得了设计模式，你就懂得了面向对象分析和设计（OOA/D）的精要”
设计模式要哪些原则？
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
依赖倒置原则
里氏替换原则
开闭原则
迪米特法则
合成复用原则
单一职责原则
基本介绍
对类来说，即一个类应该只负责一项职责，如 A 类负责两个不同的职责：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 A 类 的细粒度分解为 A1 和 A2
单一职责原则需要注意的事项和细节
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，才可以在方法级别保持单一职责原则
举例
package com.java.springtest.desginpattern;
/**
* 单一职责原则
*/
public class SinglePattern {
public static void main(String[] args) {
Vehicle vehicle = new Vehicle();
vehicle.runRoad("摩托车");
vehicle.runAir("飞机");
vehicle.runWater("轮船");
}
}
// 交通工具类
class Vehicle {
public void runRoad(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + " 在公路上运行");
}
public void runAir(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + " 在空中飞行");
}
public void runWater(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + " 在水中运行");
}
}
输出：
接口隔离原则
基本介绍
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
从图中分析：
类 A 通过接口 Interface1 依赖类B，类C 通过接口 Interface1 依赖类D，如果接口 Interface1 对于类A 和 类 C来说不是最小的接口，那么类B 和 类 D 必须去实现他们不需要的方法
按隔离原则应该是这样的：将接口 Interface1 拆分为几个独立的接口，类 A 和 类 C 分别于他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则
package com.java.springtest.desginpattern;
/**
* 接口隔离原则
*/
public class Segregation {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
a.depend1(new B()); // A 类通过接口去依赖 B类
a.depend2(new B());
a.depend3(new B());
C c = new C();
c.depend1(new D());
c.depend4(new D());
c.depend5(new D()); // A 类通过接口去依赖 B类
}
}
/**
* 定义一个 Interface1 接口，并定义以下方法
*/
interface Interface1 {
void operation1();
}
/**
* 定义一个 Interface2 接口，并定义以下方法
*/
interface Interface2 {
void operation2();
void operation3();
}
/**
* 定义一个 Interface3 接口，并定义以下方法
*/
interface Interface3 {
void operation4();
void operation5();
}
/**
* 实现 Interface1 中的所有方法
*/
class B implements Interface1,Interface2 {
@Override
public void operation1() {
System.out.println("B 中实现了 Opera1");
}
@Override
public void operation2() {
System.out.println("B 中实现了 Opera2");
}
@Override
public void operation3() {
System.out.println("B 中实现了 Opera3");
}
}
/**
* 实现 Interface1 中的所有方法
*/
class D implements Interface1,Interface3 {
@Override
public void operation1() {
System.out.println("D 中实现了 Opera1");
}
@Override
public void operation4() {
System.out.println("D 中实现了 Opera4");
}
@Override
public void operation5() {
System.out.println("D 中实现了 Opera5");
}
}
/**
* A 类通过接口 Interface1,2 依赖（使用）B类，但是只会使用到接口中的 1,2,3 方法
*/
class A {
public void depend1(Interface1 interface1) {
interface1.operation1();
}
public void depend2(Interface2 interface1) {
interface1.operation2();
}
public void depend3(Interface2 interface1) {
interface1.operation3();
}
}
/**
* A 类通过接口 Interface1 依赖（使用）D类，但是只会使用到接口中的 1,4,5 方法
*/
class C {
public void depend1(Interface1 interface1) {
interface1.operation1();
}
public void depend4(Interface3 interface1) {
interface1.operation4();
}
public void depend5(Interface3 interface1) {
interface1.operation5();
}
}
依赖倒置原则
基本介绍
依赖倒置原则是指：
高层模块不应该依赖低层模块，二者应该依赖其抽象
抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象
依赖倒置的中心思想是面向接口编程
依赖倒置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就是制定好规范，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
依赖倒置原则的主意事项和细节
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，便利于程序扩展和优化
继承时应该遵循里氏替换原则（下面会讲到）
举例
package com.java.springtest.desginpattern;
public class DependencyInversion {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.receive(new Email());
person.receive(new WeChat());
}
}
/**
* 定义一个接口
*/
interface IReceiver {
String getInfo();
}
class Email implements IReceiver {
public String getInfo() {
return "电子邮件信息：Hello Email";
}
}
class WeChat implements IReceiver {
@Override
public String getInfo() {
return "微信消息：Hello WeChat";
}
}
/**
* 完成 Person 接收消息的功能
*/
class Person {
// 这里是对解接口的依赖
public void receive(IReceiver iReceiver) {
System.out.println(iReceiver.getInfo());;
}
}
输出：
里氏替换原则
OO 中继承性的思考和说明
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的便利的同时，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的时候，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
基本介绍
里氏替换原则在 1988 年，由麻省理工学院的以为姓里氏的女士提出的
如果对每个类型为 T1 的对象 o1 ，都有类型为 T2 的对象 o2 ，使得以 T1 定义的所有程序 P 在所有的对象 o1 都替换成 o2 时，程序 P 的行为没有发生变化，那么类型 T2 是类型 T1 的子类型。换句话说所有的引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象
在使用继承时，遵循里氏替换原则，在子类中 尽量 不要重写父类的方法
里氏替换原则告诉我们，继承实际上是让两个类耦合性增强了，在适当的情况下，可以通过聚合，组合，依赖来解决问题
解决方法
通用的做法是：原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类，原有的继承关系去掉，采用依赖，聚合，组合等关系代替
举例
package com.java.springtest.desginpattern;
public class Liskov {
public static void main(String[] args) {
A1 a1 = new A1();
System.out.println("11-3=" + a1.func1(11,3));
System.out.println("1-8=" + a1.func1(1,8));
System.out.println("---------------------------");
B1 b1 = new B1();
// 因为 B1 类不再继承 A1 类，因此调用者不会再认为func1是求减法了
System.out.println("11+3=" + b1.func1(11,3));
System.out.println("1+8=" + b1.func1(1,8));
System.out.println("11+3+9=" + b1.func2(11,3));
// 使用组合任然可以使用到 A1 的相关方法
System.out.println("11-3=" + b1.func3(11,3));
}
}
// 创建一个更加基础的基类
class Base {
// 把更加基础的方法和成员写到 Base 类
}
// A1 类
class A1 extends Base{
public int func1(int num1, int num2) {
return num1 - num2;
}
}
// B 类
// 增加了一个新的功能：完成两个数的相加，然后求和
class B1 extends Base {
private A1 a = new A1();
public int func1(int a, int b) {
return a + b;
}
public int func2(int a, int b) {
return func1(a,b) + 9;
}
public int func3(int a, int b) {
return this.a.func1(a,b);
}
}
开闭原则
基本介绍
开闭原则是编程汇中最基础。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
优点
优点是比较好的理解，简单易操作
缺点是违反了设计模式的 OPC 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的功能的时候，尽量不要修改代码，或者尽可能少修改代码
比如我们这时要新增一个图形种类，我们需要做修改的地方较多
举例
package com.java.springtest.desginpattern;
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());
}
}
// Shape 是一个基类
abstract class Shape {
int m_type;
public abstract void draw(); // 抽象方法
}
// 新增矩形类
class Rectangle extends Shape {
Rectangle() {
super.m_type = 1;
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("绘制矩形");
}
}
// 新增圆形类
class Circle extends Shape {
Circle() {
super.m_type = 2;
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("绘制圆形");
}
}
// 新增三角形类
class Triangle extends Shape {
Triangle() {
super.m_type = 3;
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("绘制三角形");
}
}
class OtherGraphic extends Shape {
OtherGraphic() {
super.m_type = 4;
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("绘制其他图形");
}
}
// 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来绘制不同的矩形
public void drawShape(Shape shape) {
shape.draw();
}
}
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
类与类关系关系越密切，耦合度越大
迪米特法则又叫 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，不对外泄露任何消息
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的对象有耦合关系，只要两个对象之间有耦合关系，我们就可以说这两个对象之间的朋友关系。耦合的方式有很多，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
迪米特法则注意事项和细节
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之间的（对象间）耦合关系，并不是要求完全没有依赖关系
举例
package com.java.springtest.desginpattern;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
// 客户端
public class Demeter {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个学校管理类
SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
// 调用打印方法
schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
}
}
// 学校总部员工
class Employee {
private String id;
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
}
// 学院的员工
class CollegeEmployee {
private String id;
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
}
// 管理学院员工的类
class CollegeManager {
// 返回学院的所有员工
public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<>();
// 这里增加了 10 个员工到 list 集合中
for (int i = 0; i < 10; i++) {
CollegeEmployee collegeEmployee = new CollegeEmployee();
collegeEmployee.setId("学院员工 id = " + i);
list.add(collegeEmployee);
}
return list;
}
// 输出员工信息
public void printEmployee() {
// 获取到学院员工
List<CollegeEmployee> allEmployee = getAllEmployee();
System.out.println("---------------分公司员工----------------");
for (CollegeEmployee collegeEmployee : allEmployee) {
System.out.println(collegeEmployee.getId());
}
}
}
class SchoolManager {
// 返回学校总部的员工
public List<Employee> getAllEmployee() {
List<Employee> list = new ArrayList<>();
// 这里增加 5 个员工到 list 集合中
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Employee employee = new Employee();
employee.setId("学校总部员工 id = " + i);
list.add(employee);
}
return list;
}
// 该方法完成输出学校总部和学院员工的信息
void printAllEmployee(CollegeManager collegeManager) {
collegeManager.printEmployee();
// 获取到学校总部员工
List<Employee> allEmployee1 = this.getAllEmployee();
System.out.println("----------------学校总部员工--------------");
for (Employee employee : allEmployee1) {
System.out.println(employee.getId());
}
}
}
输出：
合成复用原则
基本介绍
合成复用原则的意思是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承
设计原则核心思想
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
