Java 技术培训之设计模式七大原则

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 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

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

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

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1.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 A1，A2

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_java培训

2.接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

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

2) 先看一张图:

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3) 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。

4) 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，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

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

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3.依赖倒转原则

基本介绍

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

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

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

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4.里氏替换原则

OO 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_java视频

3) 问题提出：在编程中，如何正确的使用继承? => 里氏替换原则

基本介绍

1) 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。

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。

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

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解决方法

1) 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

2) 通用的做法是：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

5.开闭原则

基本介绍

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。

看下面一段代码

public class Test

{

public static void main(String[] args) {

}}

class GraphicEditor {

public void drawShape(Shape s) {

if (s.m_type == 1)

drawRectangle(s);

else if (s.m_type == 2)

drawCircle(s); }

public void drawRectangle(Shape r) {

System.out.println("矩形");

}

public void drawCircle(Shape r) {

System.out.println("圆形");

}}

class Shape {

int m_type; }

class Rectangle extends Shape {

Rectangle() {

super.m_type = 1;

}}

class Circle extends Shape {

Circle() {

super.m_type = 2;

}}

看一个画图形的功能。类图设计，如下:

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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

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

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6.迪米特法则

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(Demeter Principle)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。

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

7.合成复用原则（Composite Reuse Principle）

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

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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

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