Java设计模式七大原则

2022-09-29 11:17:19

设计模式七大原则

文章目录

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