2.设计模式七大原则
黯相望。断鸿声里,立尽斜阳。
——柳永《玉蝴蝶》
设计模式七大原则
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)
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”设计模式原则,其实就是 程序员在编程时,应当遵守的原则,也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。
设计模式常用的七大原则有:
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
迪米特法则
合成复用原则
1. 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
从而满足单一职责原则。
违反单一职责原则
1 | // 交通工具类 |
遵守单一职责原则
1 | //1. 遵守单一职责原则 |
改进后:
1 | //1. 这种修改方法没有对原来的类做大的修改,只是增加方法 |
单一职责原则细节
- 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。
2. 接口隔离原则
- 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。
- 使用接口隔离原则拆分接口时,首先必须满足
单一职责原则
,将一组相关的操作定义在一个接口中,且在满足高内聚的前提下,接口中的方法越少越好。- 可以在进行系统设计时采用定制服务的方式,即为不同的客户端提供宽窄不同的接口,只提供用户需要的行为,而隐藏用户不需要的行为。
3. 依赖倒转原则☆
- 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。
违反依赖倒转原则
1 | /* |
- 简单,比较容易想到
- 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
- 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,他们各自实现 IReceiver 接口就 可以了, 这样我们就符合依赖倒转原则。
遵守依赖倒转原则
1 | public class DependecyInversion { |
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
依赖倒转原则的细节
- 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。
- 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- 继承时遵循 里氏替换原则。
4. 里氏替换原则
学习里氏替换原则之前我们需要先了解面向对象中的继承性:
- 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和契约,虽然它不强制要求所有
的子类必须遵循这些契约,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,所有涉及到子类的功能都有可能产生故障。- 问题提出: 在编程中,如何正确的使用继承?
那就是里氏替换原则
基本介绍
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–所有引用基类(父类)的地方必须能透明地使用其子类的对象。- 里氏代换原则可以通俗表述为:在软件中如果能够使用基类对象,那么一定能够使用其子类对象。把基类都替换成它的子类,程序将不会产生任何错误和异常,反过来则不成立,如果一个软件实体使用的是一个子类的话,那么它不一定能够使用基类。
- 里氏代换原则是实现开闭原则的重要方式之一,由于使用基类对象的地方都可以使用子类对象,因此在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义,而在运行时再确定其子类类型,用子类对象来替换父类对象。
- 使用里氏代换原则需要注意:
- 子类的多有方法必须在父类中声明,或者子类必须实现父类中声名的所有方法。
- 尽量把父类设计成抽象类或接口,让子类继承父类或实现父接口。增加一个新功能时,通过增加一个新的子类来实现。
5. 开闭原则☆
开闭原则(Open Closed Principle)是编程中 最基础、最重要的设计原则。
- 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。- 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。
- 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。
违反了开闭原则
1 | public class Ocp { |
- 优点是比较好理解,简单易操作。
- 缺点是违反了设计模式的开闭原则,即对扩展开放(提供方),对修改关闭(使用方)。即当我们给类增加新功能的
时候,尽量不修改代码,或者尽可能少修改代码.- 比如我们这时要新增加一个图形种类 三角形,我们需要做如下修改,修改的地方较多。
遵循开闭原则
- 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 。- 这样就满足了开闭原则
1 | public class Ocp { |
6. 迪米特法则
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。- 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: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。
迪米特法则细节
- 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间(对象间)耦合关系, 并不是
要求完全没有依赖关系。
7. 合成复用原则
原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。
小结
- 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而努力。
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