设计模式
Posted weixin_42412601
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了设计模式相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
目录
1、前言
编写软件过程中，程序员面临着来自 耦合性，内聚性以及可维护性，可扩展性，重用性，灵活性 等多方面的挑战，设计模式是为了让程序(软件)，具有更好
- 1)代码重用性 (即：相同功能的代码，不用多次编写)
- 2)可读性 (即：编程规范性, 便于其他程序员的阅读和理解)
- 3)可扩展性 (即：当需要增加新的功能时，非常的方便，称为可维护)
- 4)可靠性 (即：当我们增加新的功能后，对原来的功能没有影响)
- 5)使程序呈现高内聚，低耦合的特性
2、设计模式的七大原则
设计模式原则，其实就是程序员在编程时，应当遵守的原则，也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)
设计模式常用的七大原则有:
1)单一职责原则
2)接口隔离原则
3)依赖倒转(倒置)原则
4)里氏替换原则
5)开闭原则
6)迪米特法则
7)合成复用原则
单一职责原则
基本介绍
对类来说的，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 的粒度分解为类A1，类A2
public class SingelResponsibility1
public static void main(String[] args)
Vehicle vehicle = new Vehicle();
vehicle.run("摩托车");
vehicle.run("汽车");
vehicle.run("飞机");
//交通工具
//方式1
//违反了单一职责原则
//解决的方式很简单，根据交通工具运行方法的不同，分解成不同的类即可
class Vehicle
public void run(String vehicle)
System.out.println(vehicle+" 在公路上运行。。。");
public class SingelResponsibility2
public static void main(String[] args)
RoadVehicle roadVehicle = new RoadVehicle();
roadVehicle.run("摩托车");
roadVehicle.run("汽车");
AirVehicle airVehicle=new AirVehicle();
airVehicle.run("飞机");
//方式二
//遵守了单一职责原则
//但是这样做的改动很大，即将类分解，同时修改客户端
class RoadVehicle
public void run(String vehicle)
System.out.println(vehicle+" 在公路上运行。。。");
class AirVehicle
public void run(String vehicle)
System.out.println(vehicle+" 在天空运行。。。");
public class SingelResponsibility3
public static void main(String[] args)
Vehicle2 vehicle = new Vehicle2();
vehicle.run("摩托车");
vehicle.run("汽车");
vehicle.runAir("飞机");
//方式三
//这种方式，没有对类的修改，只是增加方法
//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
class Vehicle2
public void run(String vehicle)
System.out.println(vehicle+" 在公路上运行。。。");
public void runAir(String vehicle)
System.out.println(vehicle+" 在空中运行。。。");
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
接口隔离原则
idea：安装PlantUML integration插件可以画UML图
https://www.jianshu.com/p/a6bd7e3048ef
接口隔离原则原则：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。
比如：一接口包含五个方法(1,2,3,4,5),如果B类和D类，去实现它，就得所有方法都实现，如果A类只是想用B类中的1,2,3方法，C类只是想用D类中的1,4,5方法，那么对于B类和D类来说，都有一些方法是不必要去实现的。
怎么办呢？
将接口拆分成三个接口，Inter1只包含方法1，因为方法1是A类和C类都要使用的；Inter2包含方法2,3，这个接口和Inter1接口组合，就能给A类使用了；Inter3包含方法4,5，这个接口和Inter1接口组合，就能给C类使用了。并且B类只需要实现Inter1和Inter2就行，D类只需要实现Inter1和Inter3就行
public class segregation2
public static void main(String[] args)
A1 a1 = new A1();
a1.depend1(new B1());
a1.depend2(new B1());
a1.depend3(new B1());
C1 c1 = new C1();
c1.depend1(new D2());
c1.depend4(new D2());
c1.depend5(new D2());
interface Inter1
void oper1();
interface Inter2
void oper2();
void oper3();
interface Inter3
void oper4();
void oper5();
class B1 implements Inter1,Inter2
@Override
public void oper1()
System.out.println("B实现了oper1");
@Override
public void oper2()
System.out.println("B实现了oper2");
@Override
public void oper3()
System.out.println("B实现了oper3");
class D2 implements Inter1,Inter3
@Override
public void oper1()
System.out.println("D实现了oper1");
@Override
public void oper4()
System.out.println("D实现了oper4");
@Override
public void oper5()
System.out.println("D实现了oper5");
class A1
public void depend1(Inter1 i)
i.oper1();
public void depend2(Inter2 i)
i.oper2();
public void depend3(Inter2 i)
i.oper2();
class C1
public void depend1(Inter1 i)
i.oper1();
public void depend4(Inter3 i)
i.oper4();
public void depend5(Inter3 i)
i.oper5();
现在就能理解这句话了，接口隔离原则原则：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。
依赖倒转原则
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
例如：
public class DependecyInversion
public static void main(String[] args)
Person person = new Person();
person.receive(new Email());
class Email
public String getInfo()
return "电子邮件信息: hello,world";
//完成 Person 接收消息的功能
//方式 1 分析
//1. 简单，比较容易想到
//2. 如果我们获取的对象是 微信，短信等等，则新增类，同时 Perons 也要增加相应的接收方法
//3. 解决思路：引入一个抽象的接口 IReceiver, 表示接收者, 这样 Person 类与接口 IReceiver 发生依赖
// 因为 Email, WeiXin 等等属于接收的范围，他们各自实现 IReceiver 接口就 ok, 这样我们就符号依赖倒转原则
class Person
public void receive(Email email)
System.out.println(email.getInfo());
使用依赖倒转原则：
public class DependecyInversion
public static void main(String[] args)
Person person = new Person();
person.receive(new Email());
interface InReceiver
String getInfo();
class Email implements InReceiver
@Override
public String getInfo()
return "电子邮件信息: hello,world";
class Person
public void receive(InReceiver inReceiver)
System.out.println(inReceiver.getInfo());
里氏替换原则
1、里氏替换原则通俗的来讲就是：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。
2、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。
如何正确的使用继承? => 里氏替换原则
例如：
public class Liskov
public static void main(String[] args)
A a = new A();
System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
System.out.println("-----------------------");
B b = new B();
//这里本意是求出 11-3,但是因为B类重写了了该方法，导致func1方法的功能变了
System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));
System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
// A 类
class A
// 返回两个数的差
public int func1(int num1, int num2)
return num1 - num2;
// B 类继承了 A
// 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和 9 求和
class B extends A
//这里，重写了 A 类的方法, 可能是无意识
@Override
public int func1(int a, int b)
return a + b;
public int func2(int a, int b)
return func1(a, b) + 9;
使用里式替换原则改进：
public class Liskov
public static void main(String[] args)
A a = new A();
System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
System.out.println("-----------------------");
B b = new B();
System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));
System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
System.out.println("11-3=" + b.func3(11, 3));
//创建一个更加基础的基类
class Base
//把更加基础的方法和成员写到 Base 类
public int func1(int num1, int num2)
return 0;
;
// A 类
class A extends Base
//这里，重写了Base类的方法
@Override
public int func1(int num1, int num2)
return num1 - num2;
class B extends Base
//组合A类
A a=new A();
//这里，重写了Base类的方法
@Override
public int func1(int a, int b)
return a + b;
public int func3(int a, int b)
return this.a.func1(a,b);
开闭原则
1)开闭原则（Open Closed 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。
例子：
public class Ocp
public static void main(String[] args)
//使用看看存在的问题，每新加一个自类，使用方都需要改动代码！
GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
graphicEditor.drawShape(new Circle());
graphicEditor.drawShape(new Triangle());
//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(Shape s)
if (s.m_type == 1)
drawRectangle(s);
else if (s.m_type == 2)
drawCircle(s);
else if (s.m_type == 3)
drawTriangle(s);
//绘制矩形
public void drawRectangle(Shape r)
System.out.println(" 绘制矩形 ");
//绘制圆形
public void drawCircle(Shape r)
System.out.println(" 绘制圆形 ");
//绘制三角形
public void drawTriangle(Shape r)
System.out.println(" 绘制三角形 ");
//Shape 类，基类
class Shape
int m_type;
class Rectangle extends Shape
Rectangle()
super.m_type = 1;
class Circle extends Shape
Circle()
super.m_type = 2;
//新增画三角形
class Triangle extends Shape
Triangle()
super.m_type = 3;
改进：
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
public class Ocp
public static void main(String[] args)
//使用看看存在的问题
GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
graphicEditor.drawShape(new Circle());
graphicEditor.drawShape(new 智慧公路顶层设计方案