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设计模式七大原则设计模式七大原则包括

wys521 2024-11-02 14:56:16 精选教程 35 ℃ 0 评论

《设计模式七大原则》

单一职责原则：
接口隔离原则：（Interface Segregation Principle）。
依赖倒转原则：（Dependence Inversion Principle）。
里氏替换原则：Liskov Substitution Principle。
开闭原则：Open Closed Principle 。
迪米特原则：（Demeter Principle）又叫最少知道原则。
合成复用原则：composite Resuse Principle）。

》》本文首发与公众号》》水啾的Java笔记。本文由本地MD比较直接粘贴而来，不想重新排版，如果发现有排版问题，请评论指出。好困啊。。。。。。

〇、概述

1、参考视频

参考视频：https://www.bilibili.com/video/BV1gJ411X7uN?p=6&t=991.1

2、设计模式的目的

目的：

代码重用性。
可读性。
可扩展性。
可靠性。
使程序呈现高内聚、低耦合的特性。

3、设计原则核心思想

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。
针对接口编程，而不是针对实现编程。
为了交互对象之间的松耦合设计。

一、单一职责原则：

1、单一职责原则介绍

单一职责原则：对类来说的，即一个类应该只负责一项职责。如果类A负责两个不同的职责：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 。

2、代码演示

案例：交通工具。

 //违法了单一职责原则。
 package cn.sj.DesignPatterns.oopPrinciplesSeven;
 
 /**
  * Author gzm
  * Date 2022/3/13/0013 22:51
  * Version 1.0
  * Description：oop七大原则之单一职责原则
  **/
 public class SingleResponsibility {
     public static void main(String[] args) {
         Vehicle vehicle = new Vehicle();
         //以下显然是不合理的。
         vehicle.run("摩托车");//摩托车在公路上跑
         vehicle.run("轮船");//轮船在公路上跑
         vehicle.run("飞机");//飞机在公路上跑
     }
 }
 
 //交通工具类，
 //违法了单一职责原则。应该分解该类。或者增加方法，不同类型工具对应不同的方法
 class Vehicle{
     public void run(String vehicle){
         System.out.println(vehicle+"在公路上跑");
     }
 }
 
 //分解Vehicle类，符合单一职责原则。
 class Roadvehicle{/*run...*/}
 class AirVehicle{/*run...*/}
 class WaterVehicle{/*run...*/}

3、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，才可以在代码级违法单一职责原则：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。

二、接口隔离原则：

1、基本介绍：

接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

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。
一张图：

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必须去实现它们不需要的方法。
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分别于它们需要的接口建立依赖关系。也就是采用“接口隔离原则”。

2、演示代码

演示不符合接口隔离原则

 package cn.sj.DesignPatterns.oopPrinciplesSeven.interfaceSegregation;
 
 /**
  * 演示不满足接口隔离原则
  * Author gzm
  * Date 2022/4/09/0009 8:58
  * Version 1.0
  * Description：
  **/
 public class InterfaceSegregationPrinciple {
     public static void main(String[] args) {
         A a = new A();
         Interface1 interface1_B = new B();
         a.depend1(interface1_B);
         a.depend2(interface1_B);
         a.depend3(interface1_B);
 
         D d = new D();
         Interface1 interface1_C = new C();
         d.depend3(interface1_C);
         d.depend4(interface1_C);
         d.depend5(interface1_C);
 
     }
 }
 
 interface Interface1 {
     void operation1();
     void operation2();
     void operation3();
     void operation4();
     void operation5();
 }
 
 class B implements Interface1 {
     @Override
     public void operation1() {System.out.println("B种的1方法。");}
     @Override
     public void operation2() {System.out.println("B种的2方法。");}
     @Override
     public void operation3() {System.out.println("B种的3方法。");}
     @Override
     public void operation4() {System.out.println("B种的4方法。");}
     @Override
     public void operation5() {System.out.println("B种的5方法。");}
 }
 
 class C implements Interface1 {
     @Override
     public void operation1() {System.out.println("C种的1方法。");}
     @Override
     public void operation2() {System.out.println("C种的2方法。");}
     @Override
     public void operation3() {System.out.println("C种的3方法。");}
     @Override
     public void operation4() {System.out.println("C种的4方法。");}
     @Override
     public void operation5() {System.out.println("C种的5方法。");}
 }
 
 /**
  * A类通过接口interface1依赖（使用）到B类中的1、2、3 方法。
  */
 class A {
     public void depend1(Interface1 interface1 ){interface1.operation1();}
     public void depend2(Interface1 interface1 ){interface1.operation2();}
     public void depend3(Interface1 interface1 ){interface1.operation3();}
 }
 /**
  * D类通过接口interface1依赖（使用）到C类中的3、4、5 方法。
  */
 class D {
     public void depend4(Interface1 interface1 ){interface1.operation4();}
     public void depend5(Interface1 interface1 ){interface1.operation5();}
     public void depend3(Interface1 interface1 ){interface1.operation3();}
 }

改进为符合接口隔离原则：将接口1拆分。

三、依赖倒转原则：

1、基本介绍

依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle），也叫依赖倒置原则，是指：

高层模块不应该依赖底层模块，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
依赖倒装原则是基于这样的设计理念：相对于细节的多变性，抽象的东西要稳定得多。以抽象为基础搭建的架构比以细节为基础的架构要稳定得多。在java中，抽象指的是接口或抽象类，细节就是具体地实现类。
使用接口或抽象类的目的是指定好规范，而不涉及任何具体的操作，把展现细节的任务交给它们的实现类去完成。

2、代码演示

 package cn.sj.DesignPatterns.oopPrinciplesSeven;
 
 /**
  * 演示不符合依赖倒转原则
  * Author gzm
  * Date 2022/4/09/0009 10:52
  * Version 1.0
  * Description：
  **/
 public class DependenceInversion {
     public static void main(String[] args) {
         System.out.println("方式1，不符合依赖倒转原则");
         Person1 person1 = new Person1();
         person1.receive(new Email1());  //方式1不符合依赖倒转原则的电子右键信息。。
         System.out.println("============================");
         System.out.println("方式2，符合依赖倒转原则");
         Person2 person2 = new Person2();
         person2.receive(new Email2());  //方式2，符合依赖倒转原则的电子右键
         person2.receive(new WeXin());  //方式2，符合依赖倒转原则的微信
     }
 }
 
 class Email1{
     public String getInfo(){
         return "方式1不符合依赖倒转原则的电子右键信息。。";
     }
 }
 
 /**
  * 方式1，比较简单，但是不稳定。如果要接受信息的来源是微信或者短信，那么Person也要增加响应的方法。
  */
 class Person1{
     public void receive(Email1 email){
         System.out.println(email.getInfo());
     }
 }
 
 /**
  * 方式2 ，引入一个接口IReceive，类Person2与接口IReceive发生依赖。Email、WeXin等各自实现IReceive接口。
  */
 interface IReceive{
     String getInfo();
 }
 class Email2 implements IReceive{
     @Override
     public String getInfo() {
         return "方式2，符合依赖倒转原则的电子右键";
     }
 }
 class WeXin implements IReceive{
     @Override
     public String getInfo(){
         return "方式2，符合依赖倒转原则的微信";
     }
 }
 class Person2{
     public void receive(IReceive iReceive){
         System.out.println(iReceive.getInfo());
     }
 }

3、依赖关系传递的三种方式

3.1 接口传递

 //接口传递
 
 /**
 * 开关的接口
 */
 interface IOpenAndClose {
     public void open(ITV tv);//抽象方法，接收接口
 }
 
 /*
 * ITV接口
 */
 interface ITV {
     public void play();
 }
 
 /**
 * 实现接口
 */
 class OpenAndCloseImpl implements IOpenAndClose {
     public void open(ITV tv){
         tv.play();
     }
 }

3.2 构造方法传递

 package cn.sj.DesignPatterns.oopPrinciplesSeven;
 
 /**
  * 构造方法传递
  *
  * Author gzm
  * Date 2022/4/09/0009 11:32
  * Version 1.0
  * Description：
  **/
 public class ThreeTypesDependencies {
     public static void main(String[] args) {
         OpenAndCloseImpl openAndClose = new OpenAndCloseImpl(new ITV() {
             @Override
             public void play() {
                 System.out.println("开关接口");
             }
         });
         openAndClose.open();
     }
 }
 
 /**
  * 开关的接口
  */
 interface IOpenAndClose {
     public void open();
 }
 
 /*
  * ITV接口
  */
 interface ITV {
     public void play();
 }
 
 /**
  * 实现接口
  */
 class OpenAndCloseImpl implements IOpenAndClose {
     private ITV tv;
     public OpenAndCloseImpl(ITV tv){
         this.tv = tv;
     }
 
     public void open(){
         tv.play();
         System.out.println("构造方法传递");
     }
 }

3.3 setter方式传递

 //通过setter方式传递
 
 /**
  * 开关的接口
  */
 interface IOpenAndClose {
     public void open();
     public void setTv(ITV tv);
 }
 
 /*
  * ITV接口
  */
 interface ITV {
     public void play();
 }
 
 /**
  * 实现接口
  */
 class OpenAndCloseImpl implements IOpenAndClose {
     private ITV tv;
     public void setTv(ITV tv){
         this.tv = tv;
     }
     public void open(){
         tv.paly();
     }
 }

4 依赖倒转原则的注意事项和细节

底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。
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。Fu obj = new new Zi。
继承时遵循里斯替换原则。

四、里氏替换原则：

1、OOP中的继承性的思考和说明

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，虽然它不能强制要求所有的子类必须遵循这些规范，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。
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，所有涉及到的子类的功能都有可能产生故障。
那么在继承中，如何正确的使用击沉？==》里氏替换原则。

2、里氏替换原则介绍

里氏替换原则，Liskov Substitution Principle。
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都替换成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地对象。
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。
继承实际上让两个类的耦合性增强了，在适当的情况下，可以通过聚合、组合、依赖来解决问题。

3、代码演示

一个没有遵循里斯替换原则的代码

 package cn.sj.DesignPatterns.oopPrinciplesSeven;
 
 /**
  * 一个没有遵循里氏替换原则的例子
  *
  * Author gzm
  * Date 2022/4/11/0011 22:03
  * Version 1.0
  **/
 public class NoLisKov {
 
     public static void main(String[] args){
         A a = new A();
         System.out.println("11-3=" + a.fun1(11,3));
         System.out.println("12-9=" + a.fun1(12,8));
 
         B b = new B();
         System.out.println("11-3=" + b.fun1(11,3));
         System.out.println("12-9=" + b.fun1(12,8));
         System.out.println("11+3+9=" + b.fun2(11,3));
     }
 }
 
 class A {
     public int fun1(int num1, int num2){
         return num1 - num2 ;
     }
 }
 
 class B extends A {
     public int fun1(int a ,int b){
         return a + b;
     }
     public int fun2(int a ,int b){
         return fun1(a,b) + 9;
     }
 }

修改为遵循里氏替换原则的代码：

 package cn.sj.DesignPatterns.oopPrinciplesSeven;
 
 /**
  * 说明：一个遵循了里氏替换原则的例子
  * B类不要继承A类，而是采用组合、集合、依赖。
  * Author gzm
  * Date 2022/4/11/0011 22:29
  * Version 1.0
  **/
 public class IsLisKov {
     //因为B类不再继承A类，因此调用者调用方法时就会很明确要调用谁。
 }
 
 class Bass {
 
 }
 class A2 extends Bass {
     public int fun1(int num1, int num2){
         return num1 - num2 ;
     }
 }
 
 class B2 extends Bass {
     //组合。
     private final A2 a2= new A2();
     public int fun3(int a, int b){
         return this.a2.fun1(a,b);
     }
 
     public int fun1(int a ,int b){
         return a + b;
     }
     public int fun2(int a ,int b){
         return fun1(a,b) + 9;
     }
 }

五、开闭原则：

1、基本介绍

开闭原则，Open Closed Principle ，是编程中最基础、最重要的设计原则。
一个程序实体如类，模块和函数应该对扩展开放【对提供方来说的】、对修改关闭【对使用方来说的】。用抽象构建框架，用实现扩展细节。
当程序需要变化时，尽量通过扩展程序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。
编程中遵循其他原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。

2、代码演示

代码1，一个没有遵循开闭原则的例子。
优点是比较容易理解，简单易操作。
缺点是违反了设计模式的ocp原则。比如要增加一个图形类，就需要在代码中修改较多的地方。

package cn.sj.DesignPatterns.oopPrinciplesSeven;

/**
 * 说明：一个没有遵循开闭原则的例子
 * <p>
 * Author gzm
 * Date 2022/4/12/0012 22:27
 * Version 1.0
 **/
public class NoOpenClosedPrinciple {
    public static void main(String[] args) {
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
    }
}

/**
 * 这是一个用于绘图的类，使用方。
 */
class GraphicEditor{
    //接收 Shape 对象，然后根据Shape的子类绘出不同的图形。
    public void drawShape(Shape shape){
        if (shape.m_type == 1){
            drawRectangle(shape);
        }else if(shape.m_type == 2){
            drawCircle(shape);
        }
    }
    public void drawRectangle(Shape shape){
        System.out.println("绘制矩形");
    }
    public void drawCircle(Shape shape){
        System.out.println("绘制圆形");
    }
    //如果要增加新功能比如增加一个新图形，就要大修代码。
}

/**
 * 基类，提供者之一
 */
class Shape{
    int m_type;
}

/**
 * 矩形，提供者之一
 */
class Rectangle extends Shape {
    Rectangle(){
        super.m_type = 1;
    }
}

/**
 * 圆形，提供者之一
 */
class Circle extends Shape{
    Circle(){
        super.m_type = 2;
    }
}

改进的思路：把创建 Shape类做成抽象类，并提供一个抽象的方法draw方法，让子类去实现即可。这样当我们需要新的图形时，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。

package cn.sj.DesignPatterns.oopPrinciplesSeven;

/**
 * 说明：一个遵循开闭原则的例子，是 NoOpenClosedPrinciple 的改进.
 * <p>
 * Author gzm
 * Date 2022/4/12/0012 22:56
 * Version 2.0
 **/
public class IsOpenClosedPrinciple {
    public static void main(String[] args) {
        GraphicEditor2 graphicEditor2 = new GraphicEditor2();
        graphicEditor2.drawShape2(new Rectangle2());
        graphicEditor2.drawShape2(new Circle2());
        graphicEditor2.drawShape2(new Triangle2());
    }
}
/**
 * 这是一个用于绘图的类，使用者。
 */
class GraphicEditor2{
    //接收 Shape 对象，然后根据Shape的子类绘出不同的图形。
    public void drawShape2(Shape2 shape){
        shape.draw();
    }

}

/**
 * 基类，提供者之一
 */
abstract class Shape2{
    int m_type;

    public abstract void draw();
}

/**
 * 矩形，提供者之一
 */
class Rectangle2 extends Shape2 {
    Rectangle2(){
        super.m_type = 1;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("实现基类Shape2中的抽象方法绘制了矩形。");
    }
}

/**
 * 圆形，提供者之一
 */
class Circle2 extends Shape2{
    Circle2(){
        super.m_type = 2;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("实现基类Shape2中的抽象方法绘制了圆形。");
    }
}

/**
 * 新增的三角形，提供者之一
 */
class Triangle2 extends Shape2{

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("实现基类Shape2中的抽象方法绘制了三角形。");
    }
}

3、开闭原则的细节

六、迪米特法则：

1、基本介绍

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。
迪米塔法则（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，对于依赖的类不管多复杂，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。
迪米特法则还有个更简单的定义：只与直接的朋友通信。
直接的朋友【directFriends】：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，我们称出现在成员变量、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，陌生的朋友不要以局部变量的形式出现在类的内部。

2、代码演示

有一个学校，下属有各个学院和总部，现要求打印出学校总部员工ID和学院员工的id。

package cn.sj.DesignPatterns.oopPrinciplesSeven;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 说明：一个不符合迪米特法则的例子。
 * <p>
 * Author gzm
 * Date 2022/4/13/0013 22:17
 * Version 1.0
 **/
public class NoDemeterPrinciple {
    public static void main(String[] args) {
        SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
        schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
    }
}

/**
 * 学校总部员工。
 */
class Employee{
    private String id;
    public void setId(String id){
        this.id = id;
    }
    public String getId(){
        return id;
    }
}

/**
 * 学院员工
 */
class CollegeEmployee{
    private String id;
    public void setId(String id){
        this.id = id;
    }
    public String getId(){
        return id;
    }
}

/**
 * 管理学院员工的管理类。
 */
class CollegeManager{
    public List<CollegeEmployee> getAllEmployee(){
        //返回学院的所有员工。
        List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
            emp.setId("学院员工id= "+i);
            list.add(emp);
        }
        return list;
    }
}

/**
 * 学校管理类
 */
class SchoolManager{
    public List<Employee> getAllEmployee(){
        List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Employee emp = new Employee();
            emp.setId("学校总部员工id= "+i);
            list.add(emp);
        }
        return list;
    }

    //CollegeEmployee 不是 SchoolManager 的直接朋友。出现在局部变量中，违反了迪米特法则。
    public void printAllEmployee(CollegeManager sub){
        List<CollegeEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
        System.out.println("------学院员工-------");
        for (CollegeEmployee e : list1) {
            System.out.println(e.getId());
        }

        List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
        System.out.println("------学校总部员工-------");
        for (Employee e : list2) {
            System.out.println(e.getId());
        }

    }
}

改进：将输出学院员工的方法封装到学院员工管理类中。你怎么做的，你去做就可以了，你不用让我知道你怎么做。

3、迪米特法则的注意事项

迪米特法则的核心是降低类之间的耦合。
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的耦合关系，并不是要求完全没有依赖关系。

七、合成复用原则：

合成复用原则（composite Resuse Principle）：尽量使用合成、聚合的方式，而不是继承。

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设计模式七大原则设计模式七大原则包括

《设计模式七大原则》

〇、概述

1、参考视频

2、设计模式的目的

3、设计原则核心思想

一、单一职责原则：

1、单一职责原则介绍

2、代码演示

3、注意事项和细节

二、接口隔离原则：

1、基本介绍：

2、演示代码

三、依赖倒转原则：

1、基本介绍

2、代码演示

3、依赖关系传递的三种方式

3.1 接口传递

3.2 构造方法传递

3.3 setter方式传递

4 依赖倒转原则的注意事项和细节

四、里氏替换原则：

1、OOP中的继承性的思考和说明

2、里氏替换原则介绍

3、代码演示

五、开闭原则：

1、基本介绍

2、代码演示

3、开闭原则的细节

六、迪米特法则：

1、基本介绍

2、代码演示

3、迪米特法则的注意事项

七、合成复用原则：

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设计模式七大原则 设计模式七大原则包括

《设计模式七大原则》

〇、 概述

1、参考视频

2、设计模式的目的

3、设计原则核心思想

一、单一职责原则：

1、单一职责原则介绍

2、代码演示

3、注意事项和细节

二、接口隔离原则：

1、基本介绍：

2、演示代码

三、依赖倒转原则：

1、基本介绍

2、代码演示

3、依赖关系传递的三种方式

3.1 接口传递

3.2 构造方法传递

3.3 setter方式传递

4 依赖倒转原则的注意事项和细节

四、里氏替换原则：

1、OOP中的继承性的思考和说明

2、里氏替换原则介绍

3、代码演示

五、开闭原则：

1、基本介绍

2、代码演示

3、开闭原则的细节

六、迪米特法则：

1、基本介绍

2、代码演示

3、迪米特法则的注意事项

七、合成复用原则：

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〇、概述

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