设计模式 - 七大设计原则

Posted 2022-12-02 eamonzzz

概述

简单介绍一下七大设计原则：
开闭原则：是所有面向对象设计的核心，对扩展开放，对修改关闭
依赖倒置原则：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体
单一职责原则：一个接口只负责一件事情，只能有一个原因导致类变化
接口隔离原则：使用多个专门的接口，而不是使用一个总接口
迪米特法则（最少知道原则）：只和朋友交流（成员变量、方法输入输出参数），不和陌生人说话，控制好访问修饰符
里氏替换原则：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能
合成复用原则：尽量使用对象组合(has-a)/聚合(contanis-a)，而不是继承关系达到软件复用的目的

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单一职责原则

定义

单一职责(Simple Responsibility Pinciple，SRP)是指不要存在多于一个导致类变更 的原因。

假设我们有一个 Class 负责两个职责，一旦发生需求变更，修改其中一个职责的逻辑代码，有可能会导致另一个职责的功能发生故障。这样一来，这个 Class 存在两个导 致类变更的原因。如何解决这个问题呢?我们就要给两个职责分别用两个 Class 来实现， 进行解耦。后期需求变更维护互不影响。这样的设计，可以降低类的复杂度，提高类的 可读性，提高系统的可维护性，降低变更引起的风险。总体来说就是一个 Class/Interface/Method 只负责一项职责。

示例

接下来我们参考《设计模式之禅》一书中所提到关于用户信息管理的示例来举例：

新建用户信息IUserInfo类：

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 下午4:07
 */
public interface IUserInfo 
    void setUserID(String userID);
    String getUserID();
    void setPassword(String password);
    String getPassword();
    void setUserName(String userName);
    String getUserName();
    boolean changePassword(String oldPassword);
    boolean deleteUser();
    void mapUser();
    boolean addOrg(int orgID);
    boolean addRole(int roleID);

用户信息维护类图：

如果像这样子来设计，即使是一个初级程序员也可以看出这个解耦设计得有问题，用户的属性和用户的行为没有分离开。应该把用户的信息抽离成为一个BO，把行为抽离成为一个Biz（业务逻辑）。然后我们修改这个接口。
创建 IUserBo 类：

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 下午4:18
 */
public interface IUserBO 
    void setUserID(String userID);
    String getUserID();
    void setPassword(String password);
    String getPassword();
    void setUserName(String userName);
    String getUserName();

创建 IUserBiz 类：

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 下午4:18
 */
public interface IUserBO 
    void setUserID(String userID);
    String getUserID();
    void setPassword(String password);
    String getPassword();
    void setUserName(String userName);
    String getUserName();

职责划分后的类图：

我们将IUserInfo拆分为了IUserBo和IUserBiz。我们就实现了两个类的单一职责,也就是让引起他们变化原因只有一种,并且让相关性强的内容聚合在一个类内部。

但是，我们在实际开发中会项目依赖，组合，聚合这些关系，还有还有项目的规模，周期，技术人员的水平，对进度的把控，很多类都不符合单一职责。但是，我们在编写代码的过程，尽可能地让接口和方法保持 单一职责，对我们项目后期的维护是有很大帮助的。

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接口隔离原则

定义

接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)是指用多个专门的接口，而不使 用单一的总接口，客户端不应该依赖它不需要的接口。这个原则指导我们在设计接口时 应当注意一下几点:

1. 一个类对一类的依赖应该建立在最小的接口之上。
2. 建立单一接口，不要建立庞大臃肿的接口。
3. 尽量细化接口，接口中的方法尽量少(不是越少越好，一定要适度)。

接口隔离原则符合我们常说的高内聚低耦合的设计思想，从而使得类具有很好的可读性、 可扩展性和可维护性。我们在设计接口的时候，要多花时间去思考，要考虑业务模型，包括以后有可能发生变更的地方还要做一些预判。所以，对于抽象，对业务模型的理解 是非常重要的。

示例

下面我们来看一段代码，写一个动物行为的抽象:

IAnimal 接口：

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 下午4:56
 */
public interface IAnimal 
    void eat();
    void fly();
    void swim();

Bird 类实现:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 下午4:57
 */
public class Bird implements IAnimal 
    public void eat() 
    

    public void fly() 
    

    public void swim() 
    

Dog 类实现:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 下午4:57
 */
public class Dog implements IAnimal 
    public void eat() 
    

    public void fly() 
    

    public void swim() 
    

可以看出，Bird 的 swim()方法可能只能空着，Dog 的 fly()方法显然不可能的。这时候，我们针对不同动物行为来设计不同的接口，分别设计 IEatAnimal，IFlyAnimal 和 ISwimAnimal 接口，来看代码:

IEatAnimal 接口：

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 下午4:59
 */
public interface IEatAnimal 
    void eat();

IFlyAnimal 接口：

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 下午5:01
 */
public interface IFlyAnimal 
    void fly();

ISwimAnimal 接口：

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 下午5:02
 */
public interface ISwimAnimal 
    void swim();

Dog 只实现 IEatAnimal 和 ISwimAnimal 接口:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 下午4:57
 */
public class Dog implements IEatAnimal,ISwimAnimal 

    public void eat() 

    

    public void swim() 

    

来看下两种类图的对比，还是非常清晰明了的:

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