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java设计模式--七大原则详解

Posted in Java/Android onJuly 21, 2021

设计模式

软件设计模式（Design pattern），又称设计模式，是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。

打个比方就像盖大厦和小木屋，当功能简单，函数和代码少时，我们能较轻松的直接上手；但如果是像大厦那样，功能复杂，需求可能变化且代码量大时，我们就不能直接上手就来，需要像建筑图纸那样提前规划设计，那设计模式就像软件(程序)的建筑图纸。

设计模式的目的是为了让软件(程序)具有更好的：

1.代码重用性

相同功能的代码，不用多次编写，降低冗余

2.可读性

编程规范性, 便于其他程序员的阅读和理解

3.可扩展性

当需要增加新的功能时，非常的方便，也称为可维护性

4.可靠性

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

模块内部紧密，但模块间依赖小，一者出错不影响他者

单一职责原则

单一职责原则(Single responsibility principle)，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

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

java设计模式--七大原则详解

接口隔离原则

接口隔离原则(Interface Segregation Principle)，即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：类A通过接口 I I I依赖类B，类C通过接口 I I I依赖类D，如果接口 I I I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。

java设计模式--七大原则详解

按隔离原则应当这样处理：将接口 I I I拆分为独立的几个接口，将类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。

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依赖倒转原则

依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)，依赖倒转(倒置)的中心思想是面向接口编程，所谓“倒转”是指抽象不应该依赖细节，而是细节应该依赖抽象。也就是高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象。因为相对于细节的多变性，抽象的东西要稳定的多。

比如有个Person类，可以接受Email、QQ和微信的消息。如果都为其提供一个专门的方法，就会让代码非常的冗余：

java设计模式--七大原则详解

可以引入一个IReceiver接口，让Person类依赖该接口。这样QQ、微信和Email各自实现IReceiver里面的方法即可：

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里氏替换原则

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)要求所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。也就是在继承关系中，子类尽量不要重写父类的方法。继承实际上让两个类耦合性增强了，特别是运行多态比较频繁的时，整个继承体系的复用性会比较差。比如一种极端情况：一个类继承了另一个类，但却重写了所有方法，那么继承的意义何在？说好的复用呢？

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解决方法是把原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类，在适当的情况下，可以通过聚合，组合，依赖等来代替。

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开闭原则

开闭原则(Open Closed Principle)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)。也就是当软件需要变化时，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。用抽象构建框架，用实现扩展细节。开闭原则是编程中最基础、最重要的设计原则。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。

举个违反开闭原则的例子：

矩形Retangle和圆形Circle继承了图形类Shape（提供方），画图类GraphicEditor（使用方）会调用相关属性。

java设计模式--七大原则详解

但是如果再新增一个三角形，就要在使用方GraphicEditor新增对应方法，修改地方较多，违背开闭原则。

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改进：把Shape做成抽象类并提供抽象方法draw，让子类去实现即可。当新增图形种类时，只需让新的图形类继承Shape，并实现draw方法即可。使用方的代码就不需要修改，满足开闭原则。

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迪米特法则

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，核心是降低类之间的耦合。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。避免与非直接朋友的耦合，只与直接的朋友通信，所谓的直接朋友是出现成员变量，方法参数，方法返回值中的类。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。

比如有学院员工类和学校员工类，然后各有一个管理类有可以获取其所有员工，学校员工管理类有方法打印全部员工。

java设计模式--七大原则详解

具体代码：

void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
		//获取到学院员工
		List<CollegeEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
		System.out.println("---学院员工---");
		for (CollegeEmployee e : list1) {
			System.out.println(e.getId());
		}
		//获取到学校总部员工
		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
		System.out.println("---学校员工---");
		for (Employee e : list2) {
			System.out.println(e.getId());
		}
	}

分析SchoolManager类，发现Employee和CollegeManager都是它的直接朋友（出现在参数和返回值中），但CollegeEmployee不是直接朋友，是以局部变量的形式，违背了迪米特原则。

改进：避免依赖CollegeEmployee，封装在CollegeManager中，对外提供public方法即可。

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void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
		sub.printEmployee();
		//获取到学校总部员工
		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
		System.out.println("---学校员工---");
		for (Employee e : list2) {
			System.out.println(e.getId());
		}
	}