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设计模式之根:七大设计原则





设计模式七大原则概念:

  • 设计模式原则,其实就是程序员在编译时,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)

设计模式的目的:编写软件过程中,程序员面临来自 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:


  • 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,便于其他程序员的阅读和理解)。
  • 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。
  • 可靠性(即:当我们增加新的功能后,对原来的功能没有影响)使程序呈现 高内聚,低耦合的特性。

设计模式常用的七大原则:


  • 单一职责原则
  • 接口隔离原则
  • 依赖倒转(倒置)原则
  • 里氏替换原则
  • 开闭原则
  • 迪米特原则
  • 合成复用原则(在一些地方不写这个原则)

1.1 单一职责原则


  • 对于类来说,即一个类应该只负责一项职责。如果A类负责两个不同的职责:职责1、职责2。当职责1发生变化而改变A时,可能会对职责2造成影响使职责2运行错误,所以需要将类A的粒度分解为A1、A2。
  • 如果在类中没有满足单一职责原则,在一个类的方法中遵守单一职责原则也是可以的(交通工具)
  • 标准的单一职责原则,是在类的级别上进行拆分,而不是方法级别。
  • 通常情况下,我们要遵守单一职责原则,只有当逻辑足够简单,才可以在代码级别违反单一职责原则;只有类中的方法数量足够少,可以在方法级别保持单一职责原则。
  • 优秀的代码中使用类来区分多个分支,而不使用 if...else if()....else(耦合度高)

1.2 接口隔离原则


  • 客户端不应该依赖它不需要接口,即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。
  • 处理方式:将接口Interface拆分为独立的几个接口,类A与类C分别与他们需要的接口建立依赖关系。这就是使用的接口隔离原则。

没有使用接口隔离原则时的实现类图:(此时A、C要实现接口里的所有方法)

详解设计模式之根:七大设计原则!!_单一职责原则

使用接口隔离原则时的实现类图:(此时将接口进行了拆分,A此时只需要实现它要使用的方法对应的接口即可,而不用将接口中的方法全部实现)

详解设计模式之根:七大设计原则!!_里氏替换原则_02

1.3 依赖倒转(倒置)原则


  • 在Java中,抽象是指接口或者抽象类,细节是指具体的实现类。
  • 高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象(接口、抽象类)。
  • 抽象类不应该依赖细节,细节应该依赖抽象类。
  • 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细节为基础的架构要稳定的多。
  • 使用接口或者抽象类的目的是制定好规范,而不涉及任何具体的操作,把展示细节的任务交给他们的实现类去完成。

注意:在一个类文件中可以声明其他类、接口,只是这些都不能使用public修饰。但是声明的这些类和方法还是可以被其他的类继承或者实现的。

依赖关系传递的三种方式


  • 接口传递
  • 构造方法传递
  • setter方式传递

依赖原则要注意的地方


  • 底层模块尽量都要有抽象类和接口,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和接口,这样我们的变量引用和实际对象间,就存在一个缓冲层,利于程序的扩展和优化。(就比如你和对象吵架,你先找丈母娘来劝说对象,而不是与对象直接沟通)
  • 继承时遵循 里氏替换原则。

1.4 里氏替换原则

  • 使用继承的时候,父类会对子类进行约束。并且如果父类中的方法发生改变的时候,可能会对所有的子类造成影响。

里氏替换原则


  • 里氏替换原则是在1988年麻省理工学院的一个姓李的女士提出的。
  • 所有引用基类的地方必须先是透明的使用其子类的对象。
  • 在继承中,遵循里氏替换原则,在子类中尽量不重写父类的方法。
  • 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。

解决问题的办法

  • 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、组合等关系替代。

1.5 开闭原则(ocp原则)


  • 开闭原则是编程中最基础、最重要的设计原则。
  • 一个软件的实体如类、模块和函数应该对扩展开放(针对提供方),对修改关闭(对使用者)。
  • 用抽象构建架构,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。
  • 编程中遵循其他原则,以及使用设计模式的的目的就是遵循开闭原则。

1.6 迪米特法则


  • 一个对象应该对其他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,对于依赖的类不管多么的复杂,都尽量将逻辑封装在类的内部。对外除了了提供public 方法,不对外泄露任何信息。
  • 迪米特法则还有个人更简单的定义:只与直接的朋友通信。
  • 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。耦合的方式有很多,依赖、关联、组合、聚合等。其中,我们称出现在成员变量、方法参数、方法的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,陌生的类不要以局部变量的形式出现在类的内部。

迪米特法则


  • 核心:降低类之间的耦合
  • 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。

1.7 合成复用原则

  • 基本介绍:尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。(依赖、聚合、组合)

详解设计模式之根:七大设计原则!!_单一职责原则_03


  • 找出应用中可能需要变化之处,把他们独立出来,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。
  • 为了交互对象间的松耦合设计而努力