Java设计模式七大原则

2022-09-29 11:17:19

设计模式七大原则

1. 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.

对应实例

方案 1
package cn.personalweb.principle.singleresponsibility;/**
 * @program: DesignPattern
 * @description: 单一原则
 * @author: lizheng
 * @create: 2020-08-19 10:02
 **/publicclassSingleResponsibility1{publicstaticvoidmain(String[] args){// TODO Auto-generated method stub
        Vehicle vehicle=newVehicle();
        vehicle.run("摩托车");
        vehicle.run("汽车");
        vehicle.run("飞机");}}// 交通工具类// 方式 1// 1. 在方式 1 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classVehicle{publicvoidrun(String vehicle){
        System.out.println(vehicle+"在公路上运行....");}}
方案 2
package cn.personalweb.principle.singleresponsibility;/**
 * @program: DesignPattern
 * @description: 单一原则
 * @author: lizheng
 * @create: 2020-08-19 10:02
 **/publicclassSingleResponsibility2{publicstaticvoidmain(String[] args){// TODO Auto-generated method stub
        RoadVehicle roadVehicle=newRoadVehicle();
        roadVehicle.run("摩托车");
        roadVehicle.run("汽车");

        AirVehicle airVehicle=newAirVehicle();

        airVehicle.run("飞机");}}//方案 2 的分析// 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// 3. 改进:直接修改 Vehicle 类,改动的代码会比较少=>方案 3classRoadVehicle{publicvoidrun(String vehicle){
        System.out.println(vehicle+"公路运行");}}classAirVehicle{publicvoidrun(String vehicle){
        System.out.println(vehicle+"天空运行");}}classWaterVehicle{publicvoidrun(String vehicle){
        System.out.println(vehicle+"水中运行");}}
方案 3
package cn.personalweb.principle.singleresponsibility;/**
 * @program: DesignPattern
 * @description: 单一原则
 * @author: lizheng
 * @create: 2020-08-19 10:02
 **/publicclassSingleResponsibility3{publicstaticvoidmain(String[] args){// TODO Auto-generated method stub
        Vehicle3 vehicle3=newVehicle3();
        vehicle3.runRoad("摩托车");
        vehicle3.runRoad("汽车");
        vehicle3.runWater("轮船");
        vehicle3.runAir("飞机");}}//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classVehicle3{publicvoidrunRoad(String vehicle){
        System.out.println(vehicle+"公路运行");}publicvoidrunAir(String vehicle){
        System.out.println(vehicle+"天空运行");}publicvoidrunWater(String vehicle){
        System.out.println(vehicle+"水中运行");}}

单一职责原则注意事项和细节

  1. 降低类的复杂度,一个类只负责一项职责
  2. 提高类的可读性,可维护性
  3. 降低变更引起的风险
  4. 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,才可以在代码级别违反单一职责原则;只有类中的方法的数量足够少,可以在方法方法级别保持单一职责原则

2. 接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

基本介绍

  1. 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接口上

  2. 如图

    image-20200819104959559
  3. 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 来说不是最小接口,那么类 B 和类 D 必须去实现他们不需要的方法。

  4. 隔离原则应该这样处理

    将接口Interface1拆分为独立的几个接口(这里拆分成 3 个接口),类 A 和类 C 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则。

应传统方法的问题和使用接口隔离原则改进

  1. 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 来说不是最小接口,那么类 B 和类 D 必须去实现他们不需要的方法

  2. 将接口 Interface1 拆分为独立的几个接口,类 A 和类 C 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口 隔离原则

  3. 接口 Interface1 中出现的方法,根据实际情况拆分为三个接口

    image-20200819110620899

3. 依赖倒转(倒置)原则

基本介绍

依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)是指:

  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,抽象的东西要更稳定。以抽象为基础搭建的架构比以细节为基础的架构要稳定得多。在 java 中,抽象是指接口或抽象类,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,把展示细节的任务交给他们的实现类去完成。

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


4. 里氏替换原则

OO 中继承性的思考和说明

  1. 继承包含这样一层含义:父类中凡是已经实现好的方法,实际上是设定规范和契约,虽然它不强制要求所有的子类必须遵守这些契约,但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改,就会对整个继承体造成破坏。
  2. 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,如果一个类被其他类所继承,则当这个类需要修改时,必须要考虑所有的子类,并且父类修改后,所涉及的子类的功能可能产生故障。
  3. 问题提出:在编程中,如何正确地使用继承? --》 里氏替换原则

基本介绍

  1. 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的。

  2. 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 代换成 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,所有引用基类的地 方必须能透明地使用其子类的对象

  3. 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

  4. 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。

解决办法

  1. 我们发现原来运行正常的相减功能发生了错误。原因就是类 B 无意中重写了父类的方法,造成原有功能出现错误。在实际编程中,我们常常会通过重写父类的方法完成新的功能,这样写起来虽然简单,但整个继承体系的复用性会比较差。特别是运行多态比较频繁的时候.

  2. 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.

  3. 改进方案

    image-20200820084813510

    classBextendsBase{//如果 B 需要使用 A 类的方法,使用组合关系private A a=newA();publicintfunc2(int a,int b){returnfunc1(a, b)+9;}//我们仍然想使用 A 的方法publicintfunc3(int a,int b){returnthis.a.func1(a, b);}}

5. 开闭原则

基本介绍

  1. 开闭原则(Open Close Principle)是编程中最基础、最重要的设计原则
  2. 一个软件实体,如类、模块和函数应该对扩展方开发(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. 编程中遵循其他的原则,以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则

改进的思路分析

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 -> 满足了开闭原则


6. 迪米特法则

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(Demeter Principle)又叫最少知道原则,即一类对自己依赖的类知道得越少越好。也就是说,对于被依赖的类不管有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,比如依赖、关联、组合和聚合等。其中,我们称出现在成员变量、方法参数和方法返回值中的类为直接的朋友,而出现局部变量中的类不是直接朋友。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

  1. 迪米特法则的核心是降低类之间的耦合

  2. 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

基本介绍

原则是尽量使用合成或聚合的方式,而不是继承

设计原则核心思想

  1. 找出应用中可能需要的变化之处,把它们独立出来,不要和那些不需要变化的代码混合在一起。
  2. 针对接口编程,而不是针对实现编程
  3. 为了交互对象之间的松耦合设计而努力

本文来自尚硅谷 Java 设计模式课程笔记。

  • 作者:JustToFaith
  • 原文链接:https://blog.csdn.net/qq_43914736/article/details/108141124
    更新时间:2022-09-29 11:17:19