Java设计模式之七大原则

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23种设计模式

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

  • 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,称为可维护性

  • 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(模块中的功能紧密,模块与模块之间的耦合度低,依赖性少)

分享金句: 设计模式包含了面向对象的精髓,“懂了设计模式,你就懂了面向对象分析和设计(OOA/D)的精要”Scott Mayers在其巨著《Effective C++》就曾经说过:C+t老手和C++新手的区别就是前者手背上有很多伤疤

七大原则

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

实现案例

方案二:一个交通工具类拆分为三个类 分别负责 陆地 水上 天空

  • 遵守单一职责原则
  • 但是这祥做的改动很大,即将类分解,同时修改客户端
  • 改进:直接修改Vehicle类,改动的代码会比较少=>==将单一原则下沉==

方案三:一个交通工具类当中有三个不同的方法

  • 这种修改方法没有对原来的类做大的修改,只是增加方法
  • 这里虽然没有在类这个级别上遵守单一职责原则,但是在方法级别上,仍然是遵守单一职责

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

接口隔离原则

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

接口隔离原则方案

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依赖倒转原则

基本介绍

  • 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去完成
package com.jxau.inversion;

public class DependencyInversion {
    public static void main(String[] args) {
        Person person=new Person();
        person.doGetInfo(new Email());
    }
}

class Email{

    public void info(){
        System.out.println("短信内容是......");
    }

}
//完成Person接收消息的功能
//方式1分析
//1。简单,比较容易想到
//2。如果我们获取的对象是微信,短信等等,则新增类,同时Perons也要增加相应的接收方法
//3。解决思路:引入一个抽象的接口IReceiver,表示接收者,这样Person类与接口IReceiver发生依赖
//因为Email,weiXin等等属于接收的范围,他们各自实观IReceiver接口就ok,这样我们就符号依赖倒转原则

class Person{

    public void doGetInfo(Email email){
        email.info();
    }

}

改进之后:

package com.jxau.inversion;

public class DependencyInversion {
    public static void main(String[] args) {
        Person person=new Person();
        person.doGetInfo(new Email());
        person.doGetInfo(new Weixin());
    }
}

interface Receviers{
    String info();
}

class Email implements Receviers{

    public String info(){
        return "短信内容是......";
    }

}

class Weixin implements Receviers{

    public String info(){
        return "微信内容是......";
    }

}

class Person{

    public void doGetInfo(Receviers receviers){

        System.out.println(receviers.info());
    }

}

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

里氏替换原则

基本介绍

==继承应当遵循里氏替换原则==

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。

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。

package com.jxau.ocp;

public class Ocp {
    public static void main(String[] args) {
        Drawingtool drawingtool=new Drawingtool();
        drawingtool.drawshop(new Rectangular());
        drawingtool.drawshop(new circular());
    }
}

// 使用方
class Drawingtool{

   public void drawshop(Graphics graphics){
       if(graphics.type==1){
           drawRectangular();
       }else if(graphics.type==2){
           drawCricular();
       }
   }

   private void drawRectangular(){
       System.out.println("绘制矩形");
   }
   private void drawCricular(){
       System.out.println("绘制圆形");
   }
}

class Graphics{
    int type;
}
class Rectangular extends  Graphics{
    public Rectangular() {
        super.type=1;
    }

}
class circular extends  Graphics{
    public circular() {
        super.type=2;
    }

}

改成符合ocp原则、符合依赖倒转、接口隔离原则:

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改满足了开闭原则

package com.jxau.ocp;

public class OcpImporve {
    public static void main(String[] args) {
        Drawingtool1 drawingtool=new Drawingtool1();
        drawingtool.drawshop(new Rectangular1());
        drawingtool.drawshop(new circular1());
        drawingtool.drawshop(new triangle());
    }
}

// 使用方
class Drawingtool1{

    public void drawshop(Graphics1 graphics){
        graphics.draw();
    }


}

abstract class Graphics1{

    public abstract void draw();
}
class Rectangular1 extends  Graphics1{

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制矩形");
    }
}
class circular1 extends  Graphics1{

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}
class triangle extends Graphics1{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制三角形");
    }
}

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,对无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由耦合关系,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。

案例:

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改进之后:

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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

合成复用原则

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

UMI类图

用于描述系统中的类(对象)本身的组成和类(对象)之间的各种静态关系。

类之间的关系:依赖、泛化(继承)、实现、关联、聚合与组合

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依赖关系

只要是在类中==用到了==对方,那么他们之间就存在依赖关系。如果没有对方,连编译都通过不了。

1)类中用到了对方

2)如果是类的成员属性

3) 如果是方法的返回类型

4)是方法接收的参数类型

5) 方法中使用到

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泛化关系

实际上就是继承关系,是依赖关系的特例

实现关系

实际上就是A类实现B类,是依赖关系的特例

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关联关系

关联关系实际上就是类与类之间的联系,他是依赖关系的特例

关联具有==导航性==:即双向关系或单向关系 有方向的

关系具有多重性:如“1”(表示有且仅有一个),“0...”(表示0个或者多个),“0,1”(表示0个或13%“n...m"(表示n到m个都可以), " m.…*”(表示至少m{个)。

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聚合关系

聚合关系(Aggregation)表示的是整体和部分的关系,整体与部分可以分开。聚合关系是关联关系的特例,所以他具有关联的导航性与多重性。是关联关系的特例

组合关系

也是整体与部分的关系,但是整体与部分==不可以==分开

但是如果在程序中Person实体中定义了对IDCard进行级联删除,即删除Person连同IDCard一起删除,那么IDCard和 Person就是组合了.(同生共死)

总结:

1、组合的对象实例化是在内部进行,而聚合是在外部进行

2、聚合的对象可以为null

3、组合的对象与整体不可分割,同生共死

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