JAVA设计模式七大原则

1.单一职责原则

1.1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，才可以在代码级违反单一职责原则；只有类中方法数量足够少，可以在方法级别保持单一职责原则

2.接口隔离原则

2.1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的接口上。

image.png

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。
按隔离原则应当这样处理：将接口Interface1拆分为独立的几个接口(这里我们拆分成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

2.2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.png

3.依赖倒转(倒置)原则

3.1基本介绍
依赖倒转原则(DependenceInversionPrinciple)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

3.2依赖关系传递的三种方式
1)接口传递
2)构造方法传递
3)setter方式传递

3.3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

4.1OO中的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。
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，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，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
3)问题提出：在编程中，如何正确的使用继承?=>里氏替换原则

4.2基本介绍
1)里氏替换原则(LiskovSubstitutionPrinciple)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。

5.迪米特法则

5.1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(DemeterPrinciple)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

5.2应用实例
1)有一个学校，下属有各个学院和总部，现要求打印出学校总部员工ID和学院员工的id
2)编程实现上面的功能,看代码演示
3)代码演示

package com.atguigu.principle.demeter;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
//客户端
public class Demeter1{
    public static void main(String[]args){
         //创建了一个SchoolManager对象 
        SchoolManager schoolManager=new SchoolManager();
        //输出学院的员工id和学校总部的员工信息 
       schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
    }
}

//学校总部员工类
class Employee{
    private String id;
    public void setId(String id){
        this.id=id;
    }
    public String getId(){
        return id;
    }
}
//学院的员工类
class CollegeEmployee{
    private String id;
    public void setId(String id){
        this.id=id;
    }
    public String getId(){
        return id;
    }
}
//管理学院员工的管理类
class CollegeManager{
    //返回学院的所有员工
    public List<CollegeEmployee> getAllEmployee(){
       List<CollegeEmployee> list=new ArrayList<CollegeEmployee>();
      for(inti=0;i<10;i++){
         //这里我们增加了10个员工到list
          CollegeEmployee emp=new CollegeEmployee();
          emp.setId("学院员工id="+i);
          list.add(emp);
      }
      return list;
   }
}
//学校管理类
//分析SchoolManager类的直接朋友类有哪些EmployeeCollegeManager
//CollegeEmployee不是直接朋友而是一个陌生类，这样违背了迪米特法则
class SchoolManager{
    //返回学校总部的员工
    public List<Employee> getAllEmployee(){
        List<Employee> list=new ArrayList<Employee>();
        for(inti=0;i<5;i++){
           //这里我们增加了5个员工到list
           Employee emp=new Employee();
           emp.setId("学校总部员工id="+i);
           list.add(emp);
        }
        returnlist;
   }
//该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
   void printAllEmployee(CollegeManager  sub){
    //分析问题
    //1.这里的CollegeEmployee不是SchoolManager的直接朋友
    //2.CollegeEmployee是以局部变量方式出现在SchoolManager
    //3.违反了迪米特法则//获取到学院员工
      List<CollegeEmployee> list1=sub.getAllEmployee();
      System.out.println("------------学院员工------------");
      for(CollegeEmployeee:list1){
        System.out.println(e.getId());
      }
      //获取到学校总部员工
      List<Employee> list2=this.getAllEmployee();
      System.out.println("------------学校总部员工------------");
      for(Employeee:list2){
         System.out.println(e.getId());
      }
   }
}

5.3应用实例改进
1)前面设计的问题在于SchoolManager中，CollegeEmployee类并不是SchoolManager类的直接朋友(分析)
2)按照迪米特法则，应该避免类中出现这样非直接朋友关系的耦合
3)对代码按照迪米特法则进行改进
4)代码演示

package com.atguigu.principle.demeter.improve;
import java.util.ArrayList;
importjava.util.List;
//客户端
public class Demeter1{
    public static void main(String[]args){
        System.out.println("~~~使用迪米特法则的改进~~~");
       //创建了一个SchoolManager对象 
        SchoolManager schoolManager=newSchoolManager();
        //输出学院的员工id和学校总部的员工信息 
        schoolManager.printAllEmployee(newCollegeManager());
    }
}
//学校总部员工类
class Employee{
   private String id;
   public void setId(Stringid){
        this.id=id;
   }
   publicStringgetId(){
       returnid;
   }
}

//学院的员工类
class CollegeEmployee{
   private String id;
   public void setId(Stringid){
       this.id=id;
   }
   public String getId(){
        return id;
    }
}

//管理学院员工的管理类
class CollegeManager{
     //返回学院的所有员工 
     public List<CollegeEmployee> getAllEmployee(){
         List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
         for(inti=0;i<10;i++){
         //这里我们增加了10个员工到list
              CollegeEmployee emp=new CollegeEmployee();
              emp.setId("学院员工id="+i);
              list.add(emp);
         }
         return list;
    }
    //输出学院员工的信息
    public void printEmployee(){
        //获取到学院员工
        List<CollegeEmployee> list1=getAllEmployee();
        System.out.println("------------学院员工------------");
        for(CollegeEmployeee:list1){
            System.out.println(e.getId());
         }
    }
}
//学校管理类
//分析SchoolManager类的直接朋友类有哪些Employee、CollegeManager
//CollegeEmployee不是直接朋友而是一个陌生类，这样违背了迪米特法则
class SchoolManager{
   //返回学校总部的员工
    public List<Employee> getAllEmployee(){
        List<Employee> list=new ArrayList<Employee>();
        for(inti=0;i<5;i++){
            //这里我们增加了5个员工到 list
            Employee  emp=new Employee();
            emp.setId("学校总部员工id="+i);
            list.add(emp);
        }
        returnlist;
    }
          //该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
    void printAllEmployee(CollegeManagersub){
    //分析问题
    //1.将输出学院的员工方法，封装到 
       CollegeManagersub.printEmployee();
       //获取到学校总部员工
       List<Employee> list2=this.getAllEmployee();
       System.out.println("------------学校总部员工------------");
       for(Employeee:list2){
          System.out.println(e.getId());
       }
    }
}

5.4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

6.合成复用原则(Composite Reuse Principle)

6.1基本介绍
原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承

image.png

6.2设计原则核心思想
1)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。
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

7.开闭原则

7.1基本介绍
1)开闭原则（OpenClosedPrinciple）是编程中最基础、最重要的设计原则,是核心原则。
2)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。
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。

7.2看一个画图形的功能

image.png

package com.atguigu.principle.ocp;
public class Ocp{
    public static void main(String[]args){
    //使用看看存在的问题        
        GraphicEditor graphicEditor=new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(newRectangle());
        graphicEditor.drawShape(newCircle());
        graphicEditor.drawShape(newTriangle());
    }
}
//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，来绘制不同的图形
    public void drawShape(Shapes){
        if(s.m_type==1)
            drawRectangle(s);
        elseif(s.m_type==2)
            drawCircle(s);
        elseif(s.m_type==3)
            drawTriangle(s);
   }
//绘制矩形
public void drawRectangle(Shaper){
    System.out.println("绘制矩形")
}
//绘制圆形
public void drawCircle(Shaper){
    System.out.println("绘制圆形");
}
//绘制三角形
public void drawTriangle(Shaper){
    System.out.println("绘制三角形");}
}
//Shape类，基类classShape{intm_type;}
class RectangleextendsShape{
    Rectangle(){
       super.m_type=1;
   }
}

class CircleextendsShape{
    Circle(){
        super.m_type=2;
    }
}

//新增画三角形
classTriangleextendsShape{
   Triangle(){
     super.m_type=3;
   }
}

7.3方式1的优缺点
1)优点是比较好理解，简单易操作。
2)缺点是违反了设计模式的ocp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功能的时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码.
3)比如我们这时要新增加一个图形种类三角形，我们需要做如下修改，修改的地方较多

7.4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

package com.atguigu.principle.ocp.improve;
public class Ocp{
    public static void main(String[]args){
//使用看看存在的问题    
        GraphicEditor graphicEditor=new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(newRectangle());
        graphicEditor.drawShape(newCircle());
        graphicEditor.drawShape(newTriangle());
        graphicEditor.drawShape(newOtherGraphic());
    }
}

//这是一个用于绘图的类[使用方]
class GraphicEditor{
//接收Shape对象，调用draw方法
   public void drawShape(Shapes){
      s.draw();
   }
}

//Shape类，基类
abstract class Shape{
    int m_type;
    public abstract void draw();
    //抽象方法
}
class Rectangle extends Shape{
    Rectangle(){
        super.m_type=1;
    }
    @Override
    public void draw(){
    //TODOAuto-generatedmethodstub
          System.out.println("绘制矩形");
     }
}

class Circle extends Shape{
    Circle(){
        super.m_type=2;
    }
    @Override
    public void draw(){
        //TODOAuto-generatedmethodstub
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}

//新增画三角形
class Triangle extends Shape{
    Triangle(){
        super.m_type=3;
    }
    @Override
    public void draw(){
        //TODOAuto-generatedmethodstub
        System.out.println("绘制三角形");
    }
}

//新增一个图形
class OtherGraphic extends Shape{
    OtherGraphic(){
        super.m_type=4;
    }
    @Override
    public void draw(){
        //TODOAuto-generatedmethodstub
        System.out.println("绘制其它图形");
    }
}

总结打油诗一首：
职责单一降风险，最小接口负担小。
依赖抽象缓冲层，子类透明勿重写。
最少依赖少耦合，合成聚合不继承。
扩展开放要提供，修改关闭使用方。