Day305.设计模式七大原则 -Java设计模式

Posted 2021-07-17 阿昌喜欢吃黄桃

七大设计原则

一、设计模式的目的

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)，具有更好的↓↓↓

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

二、设计模式七大原则

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

三、单一职责原则

1、 基本介绍

对类来说的，即一个类应该只负责一项职责。（一个类就管一件事）

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，这样子就违背了单一职责原则，所以需要将类 A 的粒度分解为 A1，A2，来对应A1对应职责1，A2对应职责2

比如一个Dao，负责user表的crud，但是现在这个Dao负责user表和order表的crud，因此不符合单一职责原则，要求拆分成userDAO和orderDao

2、 应用实例

• 案例1

一个交通工具类，代表任何交通工具，违反单一职责原则

//解决方案：根据交通方式运行方式不同，分解成不同的类
public class SingleResponsibility {
    public static void main(String[] args) {
        Vehicle vehicle = new Vehicle();
        vehicle.run("摩托车");
        vehicle.run("小汽车");
        vehicle.run("飞机");

    }
}

//交通工具类
class Vehicle{
    // run()方法违反 单一职责原则
    public void run(String vehicle){
        System.out.println(vehicle+"正在运行");
    }
}

• 案例2

遵守的单一职责原则，改动很大，类被分解，同时修改客户端

/******
 @author 阿昌
 @create 2021-06-20 19:30
 *******
 *      方案2：
 *             遵守的单一职责原则
 *             改动很大，类被分解，同时修改客户端          
 */
public class SingleResponsibility2 {
    public static void main(String[] args) {
        RoadVehicle roadVehicle = new RoadVehicle();
        roadVehicle.run("汽车");

        SkyVehicle skyVehicle = new SkyVehicle();
        skyVehicle.run("飞机");

        WaterVehicle waterVehicle = new WaterVehicle();
        waterVehicle.run("游轮");
    }
}

//路上交通工具类
class RoadVehicle{
    public void run(String item){
        System.out.println(item+":在公路上运行");
    }
}

//天上交通工具类
class SkyVehicle{
    public void run(String item){
        System.out.println(item+":在天上运行");
    }
}

//水上交通工具类
class WaterVehicle{
    public void run(String item){
        System.out.println(item+":在水上运行");
    }
}

• 方案3

这种修改类中的方法，对原来的类没有做大的修改，只是增加了方法

虽然在类的级别遵守单一职责，但是在方法上遵守了单一职责

/******
 @author 阿昌
 @create 2021-06-20 19:41
 *******
 *      1、这种修改类中的方法，对原来的类没有做大的修改，只是增加了方法
 *      2、虽然在类的级别遵守单一职责，但是在方法上遵守了单一职责
 */
public class SingleResponsibility3 {
    public static void main(String[] args) {
        Vehicle2 vehicle2 = new Vehicle2();
        vehicle2.runRoad("骑车");
        vehicle2.runSky("飞机");
        vehicle2.runWater("轮船");
    }
}

class Vehicle2{
    public void runRoad(String item){
        System.out.println(item+"在路上跑");
    }
    public void runSky(String item){
        System.out.println(item+"在天上跑");
    }
    public void runWater(String item){
        System.out.println(item+"在水上跑");
    }
}

3、单一职责原则注意事项和细节

• 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

• 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

四、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

• 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

---

• 代码演示

类 A 通过接口 Interface1 依赖类 B，类 C 通过接口 Interface1 依赖类 D，请编写代码完成此应用实例。

没有使用接口隔离原则代码：↓↓↓

//接口，且拥有5个方法
interface Interface1 {
    void method1();
    void method2();
    void method3();
    void method4();
    void method5();
}

//A类通过Interface1接口依赖(使用) B类，但只用到1,2,3方法
class A{
    public void depend1(Interface1 interface1){
         interface1.method1();
    }
    public void depend2(Interface1 interface1){
        interface1.method2();
    }
    public void depend3(Interface1 interface1){
        interface1.method3();
    }
}

//B类实现Interface1
class B implements Interface1 {
    @Override
    public void method1() {
        System.out.println("B 实现method1");
    }
    @Override
    public void method2() {
        System.out.println("B 实现method2");
    }
    @Override
    public void method3() {
        System.out.println("B 实现method3");
    }
    @Override
    public void method4() {
        System.out.println("B 实现method4");
    }
    @Override
    public void method5() {
        System.out.println("B 实现method5");
    }
}

//C类通过Interface1接口依赖(使用) D类，但只用到1,4,5方法
class C{
    public void depend1(Interface1 interface1){
        interface1.method1();
    }
    public void depend4(Interface1 interface1){
        interface1.method4();
    }
    public void depend5(Interface1 interface1){
        interface1.method5();
    }
}

//D类实现Interface1
class D implements Interface1{
    @Override
    public void method1() {
        System.out.println("D 实现method1");
    }
    @Override
    public void method2() {
        System.out.println("D 实现method2");
    }
    @Override
    public void method3() {
        System.out.println("D 实现method3");
    }
    @Override
    public void method4() {
        System.out.println("D 实现method4");
    }
    @Override
    public void method5() {
        System.out.println("D 实现method5");
    }
}

---

2、接口隔离原则的改进

• 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

• 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

• 接口 Interface1 中出现的方法，根据实际情况拆分为三个接口

• 代码演示

//接口1
interface Interface1 {
    void method1();
}

//接口2
interface Interface2 {
    void method2();
    void method3();
}

//接口3
interface Interface3 {
    void method4();
    void method5();
}

//A类通过Interface1接口依赖(使用) B类，但只用到1,2,3方法
class A{
    public void depend1(Interface1 interface1){
        interface1.method1();
    }
    public void depend2(Interface2 interface2){
        interface2.method2();
    }
    public void depend3(Interface2 interface2){
        interface2.method3();
    }
}

//B类实现Interface1、Interface2
class B implements Interface1,Interface2 {
    @Override
    public void method1() {
        System.out.println("B 实现method1");
    }

    @Override
    public void method2() {
        System.out.println("B 实现method2");
    }

    @Override
    public void method3() {
        System.out.println("B 实现method3");
    }
}

//C类通过Interface1接口依赖(使用) D类，但只用到1,4,5方法
class C{
    public void depend1(Interface1 interface1){
        interface1.method1();
    }
    public void depend4(Interface3 interface3){
        interface3.method4();
    }
    public void depend5(Interface3 interface3){
        interface3.method5();
    }
}

//D类实现Interface1
class D implements Interface1,Interface3{
    @Override
    public void method1() {
        System.out.println("D 实现method1");
    }

    @Override
    public void method4() {
        System.out.println("D 实现method4");
    }

    @Override
    public void method5() {
        System.out.println("D 实现method5");
    }
}

• 人话版：

一个类通过接口去依赖另一个类，希望依赖的接口是最小的，接口里面有很多方法；

用不到的就进行隔离，那个隔离的手法就是：把个接口进行拆分，方法分开，拆成多个接口，拆成最小的

五、依赖倒转原则

1、 基本介绍

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

• 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(倒置)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(子类)去完成

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2、应用实例

• 方案一： 传统写法
  1、简单，容易实现想到

  2、如果我们获取的对象是微信、短信等的类，那则要新增微信类，且Person类中也需要增加相应的接收方法

//测试
public class DependecyInversion {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        person.receive(new Email());
    }
}

class Email{
    public String getInfo(){
        return "电子信息：hello!阿昌你好";
    }
}

class Person{
    public void receive(Email email){
        System.out.println(email.getInfo());
    }
}

解决方案

引入一个抽象的接口IReceiver，表示接受者，这样Person类与这个IReceiver发生依赖

因为Email，微信，等等属于接收范围，他们各自实现IReceiver接口即可，这样就可以符合依赖倒转原则

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• 方案二： 依赖倒转原则

//测试
public class DependecyInversion2 {
    public static void main(String[] args) {
        Person2 person = new Person2();
        person.receive(new Email2());
        person.receive(new Wenxin());
    }
}

class Email2 implements IReceiver{
    @Override
    public String getInfo(){
        return "电子信息：hello!阿昌你好";
    }
}

//如果新增一个微信类，只需要实现IReceiver接口类即可
class Wenxin implements IReceiver{
    @Override
    public String getInfo() {
        return "微信信息：hello!阿昌你好";
    }
}

class Person2{
    public void receive(IReceiver iReceiver){
        System.out.println(iReceiver.getInfo());
    }
}

//定义接口
interface IReceiver{
    String getInfo();
}

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3、依赖关系传递的三种方式和应用案例

• 接口传递

通过方法传入接口

• 构造方法传递应用案例代码

通过构造器给类的成员变量赋值

• setter 方式传递

4、依赖倒转原则的注意事项和细节

• 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

• 继承时遵循里氏替换原则

六、里氏替换原则

1、OO 中的继承性的思考和说明

• 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。

• 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

• 问题提出：在编程中，如何正确的使用继承? => 里氏替换原则

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2、基本介绍

• 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。

• 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。

• 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

• 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。

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3、一个程序引出的问题和思考

该看个程序, 思考下问题和解决思路

public class Liskov {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub 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));//这里本意是求出 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{
    public int func1(int num1,int num2){
        return num1-num2;
    }
}

//B类
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 num1, int num2) {
        return num1+num2;
    }
    public int func2(int num1,int num2){
        return func1(num1,num2)+1;
    }
}

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4、解决方法

• 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

• 通用的做法：

  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.

//创建更加基础的积累
//把更基础的方法和成员，写到Base
class Base{}

//A类
class A extends Base{
    public int func1(int num1,int num2){
        return num1-num2;
    }
}

//B类
class B extends Base{
    //如果B类需要使用到A类的方法，通过组合关系
    private A a = new A();

    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1+num2面向对象(OOP)七大原则

 面向对象(OOP)七大原则
 Prince2七大原则
 面向对象七大原则
 面向对象的七大原则
 OOP七大原则