设计模式七大原则
1、设计模式的目的
道亦有道,术亦有术,在成长这件事上,吃经验无疑是速度最快的一种。而设计模式则是无数前辈们爬过的坑留下的经验总结,所以当值得细细精品。
在编写软件的过程中,无时不面临着来自耦合性、内聚性以及可维护性,可扩展性,重用性,灵活性等各方面的挑战。而设计模式的存在,则是为了让程序具有更好的:
- 代码重用性(即:相同功能的代码,不用多次编写)
- 可读性(即:编程规范性)
- 可扩展性(即:当需要增加新的功能时,非常方便)
- 可靠性(即: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
2、设计模式七大原则
设计模式原则也就是在编写程序时,应当遵守的原则,也就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。
- 单一职责原则
- 接口隔离原则
- 依赖倒转原则
- 里式替换原则
- 开闭原则
- 迪米特法则
- 合成复用原则
3、七大原则
3.1 单一职责原则
1、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
2、应用实例
以交通工具为例:
方式一:
只有run方法,违反了单一职责原则,对于不同的交通工具无法解决
class Vehicle {
public void run(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + "在公路上跑");
}
}
方式二:
按照不同的交通工具拆解成不同的类,即将类分解,但是改动比较大
class VehicleRoad {
public void run(String vehicleRoad) {
System.out.println(vehicleRoad + "在陆地上跑");
}
}
class VehicleAir {
public void run(String vehicleA) {
System.out.println(vehicleA + "在天上飞");
}
}
class VehicleWater {
public void run(String vehicleWater) {
System.out.println(vehicleWater + "在水里游");
}
}
方式三:
增加方法,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遵守单一职责
class Vehicle2 {
public void runRoad(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + "在公路上跑");
}
public void runAir(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + "在天上飞");
}
public void runWater(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + "在水里游");
}
}
3、单一职责原则细节
- 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
- 只有逻辑足够简单,才可以在代码级别违反单一职责原则;只有方法数量足够少,可以在方法级别保持单一职责原则
3.2 接口隔离原则
1、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上
2、实际案例
先看类图:
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,则类B和D必须实现它们不需要的方法。
按照接口隔离原则,将接口interface1拆分成独立的几个接口,类A和C分别与他们需要的接口建立依赖关系如下所示:
3.3 依赖倒转原则
1、基本介绍
依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)指:
- 高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象
- 抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象
- 依赖倒转的中心思想是面向接口编程
- 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
- 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
2、应用实例
完成Person接收信息的功能
方式一:
简单,比较容易想到
如果获取的是微信、短信等,则新增类,同时Person也要增加相应的接收方法
class Email{
public String getInfo(){
System.out.println("电子邮件");
}
}
class Person{
public void receive(Email email){
System.out.println(email.getInfo());
}
}
方式二:
引入一个抽象接口IReceiver,表示接收者,这样Person类与接口IReceiver发生依赖,扩展方便
interface IReceiver{
public String getInfo();
}
class Email implements IReceiver{
public String getInfo(){
return "电子邮件";
}
}
class Person{
public void receive(IReceiver receiver){
System.out.println(receiver.getInfo());
}
}
3、依赖关系传递的三种方式
接口传递
interface IOpenAndClose{
public void open(ITV itv);
}
interface ITV{
public void play();
}
class CHnagHong implements ITV{
@Override
public void play() {
System.out.println("长虹电视机,打开");
}
}
class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
@Override
public void open(ITV itv) {
itv.play();
}
}
构造方法传递
interface IOpenAndClose{
public void open();
}
interface ITV{
public void play();
}
class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
public ITV itv;
public OpenAndClose(ITV itv){
this.itv=itv;
}
@Override
public void open() {
itv.play();
}
}
通过setter方法传递
interface IOpenAndClose{
public void open();
public void setTv(ITV itv);
}
interface ITV{
public void play();
}
class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
private ITV itv;
@Override
public void setTv(ITV itv) {
this.itv=itv;
}
@Override
public void open() {
itv.play();
}
}
4、注意细节
- 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
- 继承时遵循里式替换原则
3.4 里式替换原则
1、继承带来的问题
- 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实现的方法任意修改,就会对整个继承体系造成破坏
- 继承会给程序带来侵入性,程序的移植性降低,增加对象间的耦合性,如果一个类被其它的类所继承,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
2、基本介绍
- 所有引用基类的地方必须能透明的使用其子类的对象
- 在使用继承时,遵循里式替换原则,在子类中尽量不要重写父类的方法
- 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
3.5 开闭原则
1、基本介绍
- 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
3.6 迪米特法则
1、基本介绍
- 一个对象应该对其它对象保持最少的了解
- 类与类关系越密切,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public方法,不对外泄露任何信息
- 迪米特法则简单定义:只与直接的朋友通信
- 直接的朋友:每个对象都会与其它对象有耦合关系,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。
3.7 合成复用原则
1、基本介绍
尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承
4、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
5、设计模式类型
设计模式大体上分为三种类型,共23种
创建型模式:单例模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式、工厂模式
结构型模式:适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式
行为型模式:模板方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)
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