「JAVA中级工程师」之设计模式6大原则

平时也许我们没有过多的注意到这些面试题对程序员工作的影响，但是确实是面试官经常要问的问题，以此来考核你是否使用过或者是否理解其原理。不可否认的是，如果面试前不做复习，大部分人是无法通过面试的，这就造成了面试题成了一种鸡肋，食之无味，弃之可惜。希望应聘者能遇到善解人意的面试官，也希望面试官能艺高人胆大的抛橄榄枝。

也许刚接触java时，你就已经听过设计模式这个概念了，因为设计模式本质上来说，它不是一种技术，它是一种哲学开发思维，学习设计模式的过程中也许很轻松，但难就难在你即便熟悉这个模式，你却不知道怎么用它，如何在你的代码中使用它。

所以在我们开始学习具体的设计模式之前，我们得先明白设计模式存在的意义？它所解决的是什么问题？为什么它能解决这些问题？明白这些问题，也许你学起来就会得心应手了。

设计模式的目标是为了安全，健壮，高复用，低耦合的维护或扩展大型架构系统的代码

1、开闭原则（Open Close Principle）

开闭原则的意思是：对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。简言之，是为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。

示例：假设我们开发了一个计算器，实现了加减乘除四个算法，计算器使用一段时间之后，客户想要新增平方的算法，这个时候也许你会直接在算法类中添加一个if来做判断，这个时候出现了一个问题，你只是因为要新增功能而修改了原本运行正常的代码，这可能会带来程序异常的风险，且随着功能的增加你的算法类代码会积累越来越多不易维护，不易阅读。

2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。LSP 是继承复用的基石，只有当派生类可以替换掉基类，且软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤就是抽象化，而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

示例：假设我们实现了一个跑步的方法，这个方法参数是某个人（比如小明，小红，小黑），由于方法参数和传递进来的参数类型要一致，所以参数如何设置为小明，那当你传小红时就会报错，所以你就得写三个相似的方法来对应三个参数。这显得代码特别冗余，阅读效率低下，维护难度十分高。这个时候我们选择修改小红，小明，小黑继承于Person类，Person是父类，子类继承之后也拥有父类的功能，且当参数为Person类时，该方法可以传递Person的任一子类，这就实现了同一方法传递不同子类实现不同功能。

3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

这个原则是开闭原则的基础，具体内容：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

示例：依赖倒转与里氏替换类似，很多时候，父类的功能并不能满足子类，好比孩子会开车，父亲并不一定也会开车，这时便可以用接口形式来补充。同一个参数传递不同实现类来实现同方法不同功能。

4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是：降低类之间的耦合度。由此可见，其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想，它强调降低依赖，降低耦合。

示例：假设我们现在要操作一个文件的增删改查，通常情况下你会把增删改查四个方法写在同一个接口内，实现类就需要四个方法都实现，高层模块在调用实现类的时候，会发现四个功能都可以调用，但用户也许只有查询的需求而已，或者只有查询的权限而已，代码污染为开发埋下漏洞。所以我们推荐将四个方法分别放在不同接口中，以实现不同接口来实现不同方法。低耦合开发。

5、迪米特法则，又称最少知道原则（Demeter Principle）

最少知道原则是指：一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。迪米特法则在运用过程中算是比较难的，哲学思想比较深刻，在我们生活中应该处处见到迪米特思想。迪米特法则告诉我们一个类只和朋友类交流，朋友类的定义是这样的：出现在成员变量、方法的输入输出参数中的类称为成员朋友类，而出现在方法体内部的类不属于朋友类。

示例：比如说打电话我们需要拨号，号码会发给基站，基站再拨给对方手机，这个号码提高到顶层模块来初始化就遵循了迪米特。这个号码使得我的手机和对方的手机是独立的，在不拨号的情况下，两部手机是没有任何联系，互不影响的。若是不遵循迪米特法则，两部手机一一对应，那我有三个朋友我就要买三部手机，这无法高效的复用手机，且由于手机间耦合太严重，对方手机坏了，我的手机也得换。

6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

合成复用原则是指：尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

示例：猫肯定是继承自动物类，但是猫分白猫，黑猫，黄猫，这个时候我们是否选择白猫继承于猫呢？这样便会导致特别多的猫类，复用性和维护性极差，因为猫的属性是一样的，只是颜色不一样而已，我们可以定义一个颜色类，在动物类中引入颜色类，极大减少子类的创建。

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