Java设计模式之七大设计原则

2022-10-13 12:08:51

Java设计模式之七大设计原则

本文对Java设计模式中的七大设计原则进行汇总介绍,提炼最核心的概念。

设计模式总结笔记

一、设计模式七大原则

设计模式的目的:

  • 代码可重用性:相同功能的代码,不用多次编写。
  • 可读性:编程规范性,便于其他程序员的阅读和理解。
  • 可扩展性:当需要增加新的功能的时候,非常方便,称为可扩展性。
  • 可靠性:当我们新增功能后,对原来的功能没有影响。
  • 使程序呈现高内聚、低耦合特性。
1.1、单一职责原则:每个类只负责自己的事情,而不是变成万能的

不遵守单一职责原则:
在这里插入图片描述
对类来说的,就是一个类应该只负责一项职责。

比如:UserDao类,就只处理用户持久层的方法即可。

在类上遵守单一职责:
在这里插入图片描述
对方法来说,一个方法也只做一种事,或者一个类型的事。

在方法上遵守单一职责原则:
在这里插入图片描述
单一职责主要是降低类的复杂度,一个类只负责一项职责。
提高类的可读性和可维护性。
降低变更引起的风险。

1.2 接口隔离原则:各个类建立自己的专用接口,而不是建立万能接口

接口隔离,就是说一个类不要去依赖它不需要的接口,就是类之间的依赖应该建立在最小接口上。

比如:
在这里插入图片描述

各个类在不需要全部的方法的情况下,实现接口,就会导致实现不需要的方法,因此需要分解。
在这里插入图片描述
这样,只实现自己需要的就可以了。

1.3 依赖倒转原则:面向接口编程,而不是面向实现类

基本介绍:

  1. 高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象
  2. 抽象不应该依赖细节,细节(实现)应该依赖抽象
  3. 依赖倒转(倒置)的中心思想是面向接口编程
  4. 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
  5. 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

总结: 我们使用依赖倒转原则的目的就是使用接口或者抽象类去定义规范。我们只需要依赖接口就行了。需要实现拓展的功能直接交给子类去完成,接口可以实现统一管理。如下:

定义接口:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2a1h2yS0-1651080509536)(images/image-20220427180308801.png)]
子类实现:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fKsqHyMP-1651080509537)(images/image-20220427180325767.png)]
依赖接口:
/>[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-chF4mVov-1651080509537)(images/image-20220427180340243.png)]
使用:
/>[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PqRCte6v-1651080509538)(images/image-20220427180355592.png)]
依赖关系传递的三种方式和应用案例:

  1. 接口传递
  2. 构造方法传递
  3. setter方式传递

依赖倒转原则的注意事项和细节:

  1. 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.
  2. 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
  3. 继承时遵循里氏替换原则
1.4 里氏替换原则:继承父类而不去改变父类

基本介绍:

  1. 所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
  2. 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。
  3. 里氏替换原则告诉我们,继承实际上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。

/>  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3A3sg1sd-1651080509538)(images/image-20220427192445590.png)]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dxWLUTgK-1651080509539)(images/image-20220427192516205.png)]
在这里插入图片描述

1.5 开闭原则:拓展新类而不是修改旧类

基本介绍:

  1. 开闭原则是编程中最基础、最重要的设计原则。
  2. 一个软件实体类,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。
  3. 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。
  4. 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。

总结: 使用开闭原则,就是要灵活使用抽象类和接口。以绘制图形为例:

  • 声明抽象类:
    />   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UAhDrjMA-1651080509541)(images/image-20220428002706805.png)]

  • 让子类去实现
    />   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-E7ADUcpa-1651080509541)(images/image-20220428002732830.png)]

  • 使用基类去调用(多态)
    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YWs4zvzW-1651080509542)(images/image-20220428002830621.png)]

  • 调用

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WEFVL6kL-1651080509542)(images/image-20220428002848632.png)]

这样的实现,我们在拓展的时候只需要拓展新的类即可,不会对原有的类进行修改。遵守开闭原则。

总结: 其它设计原则的设计其实也是有遵守开闭原则的。

1.6 迪米特法则:无需直接交互的两个类,如果需要交互,使用中间者

基本介绍:

  1. 一个对象应该对其他对象保持最少的了解。
  2. 类与类关系越密切,耦合度越大。
  3. 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,不对外泄露任何信息。
  4. 迪米特法则还有一个更简单的定义: 只与直接的朋友通信。
  5. 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,我们称出现在成员变量,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。

总结: 如何很好的实现迪米特法则,把握核心点。

  • 类的直接朋友:出现在成员变量、方法参数、方法返回值中的类。
  • 类的非直接朋友:出现在局部变量中的类。

因此,迪米特法则就是要优化类的非直接朋友,一个类里面最好就是只有直接朋友,而没有非直接朋友,所以,遵守迪米特法则,直接将非直接朋友进行优化即可。

1.7 合成复用原则:优先组合,其次继承

总结: 原则是类之间尽量使用合成/集合的方式,而不是使用继承。
在这里插入图片描述

二、UML核心类图知识

2.1 类之间的关系

依赖: 只要在类中用到了对方,那么他们之间就存在依赖关系。谁依赖谁,箭头就指向谁。以下案例都可以表示依赖关系。(虚线加箭头)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lhiRVGst-1651486701686)(images/image-20220502174155080.png)]

总结:

  • 类中用到了对方
    • 类的成员属性
    • 方法的返回类型
    • 方法接收的参数类型
    • 方法中使用到

泛化(继承): 是依赖关系的特例。继承谁就指向谁。(实线+空心三角形)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-K4ljSKCY-1651486701687)(images/image-20220502175948249.png)]

实现: 实现就是实现接口,实现谁指向谁。(虚线+空心三角形)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uUNS53eT-1651486701687)(images/image-20220502180255254.png)]

关联: 是依赖关系的特例。(实线)

关联具有导航性:即单向关联、双向关联。

单向关联:A关联B B不关联A

双向关联:A关联B B关联A

聚合: 表示整体与部分之间的关系,整体与部分是可以分开的,具体到类中就是可以在需要的时候去设置这个对象。是关联关系的特例。(实线+空心菱形)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7zeypmqR-1651486701688)(images/image-20220502181109688.png)]

组合: 也是整体与部分的关系,(聚合关系的升级,是关系的加强)表示的是不可分离的关系,也就是直接将对象创建到类中。(实线+实心菱形)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GWpLssNF-1651486701689)(images/image-20220502181508620.png)]

  • 作者:清风学Java(毕设君)
  • 原文链接:https://blog.csdn.net/qq_49529322/article/details/124464503
    更新时间:2022-10-13 12:08:51