程序员必知的设计模式七大原则

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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

  1. 代码重用性 (即:相同功能的代码,不用多次编写)
  2. 可读性 (即:编程规范性, 便于其他程序员的阅读和理解)
  3. 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)
  4. 可靠性 (即: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

1. 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

1.1 单一职责原则注意事项和细节
  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

2. 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,尽量使接口中的方法都可以用到,用不到的尽量和会用到的尽量分开

2.1 接口隔离原则例子

接口I中定义了名为1,2,3,4,5的方法,
有A,B,C,D类
C、D类负责实现接口I
A类依赖C类(A中的方法需要使用C类),B类依赖D类(B中的方法需要使用D类)
C、D中都完整实现了5个方法
若 A 只使用C类中的1、2、3方法、B只使用D类中的1、4、5方法、而没有其他使用方式
则没有必要实现C类中的4、5方法和D类中的2、3方法,因为都没有用到

可以将接口拆分为 I1、I2和I3:
I1:(1方法)
I2:(2、3方法)
I3:(4、5方法)
然后A实现接口I1、I2
B实现接口I1、I3,就可以实现接口隔离

3. 依赖倒转原则

基本介绍
依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)是指:

  1. 高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象。
  2. 抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。
  3. 依赖倒转(倒置)的中心思想是面向接口编程。
  4. 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。
  5. 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。
3.1 什么是依赖?

依赖就是使用的关系,设A类、B类。如果在A类中需要使用B类实例,则说明A类依赖B类,因为如果没有B类的存在,A类可能就无法使用。

3.2 依赖关系传递的三种方式

(设A依赖B)

(1).接口传递(依赖)

将A类传递给B类使用,一般最简单的写法就是在B类里写上一个以A为参数的方法:

public something doSomeThing(A a){ 
	...
}

使用接口传递,就是不直接写死参数为A类,而是让A继承一个接口(假设是IA),将参数写为IA,IA里为B需要使用的A实例的方法:

public something doSomeThing(IA ia){ 
	...
}

当需要使用别的类时,要手动传入依赖,不使用时不用传入。

(2).构造方法传递(组合)

通过构造器传递依赖,在类创建时就传入依赖,确保类的正常使用(类里首先要有依赖的引用)
当然,传入的方式是通过接口,只不过使用的方法是构造器,而不是普通方法。

//上述A、B模型为例
public class B{ 
	private A a;
	public B(A a){ 
		this.a = a;
	}
}
(3).setter方式传递(聚合)

有时项目已经基本构建起来了,但是突然需要在已经完成的类中传递一个依赖保存下来,如果使用构造器传递,修改参数个数,可能会有大量的代码需要修改,从而影响到整个系统的稳定性,使用一个setter方法,将依赖传递到类中,可以有效降低修改带来的影响。

public class B{ 
	private A a;
	public B(){ }
	public void setA(A a){ 
		this.a = a;
	}
}
3.3 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

4. 里氏替换原则

OO中的继承性的思考和说明

  1. 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
    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。
  2. 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
  3. 问题提出:在编程中,如何正确的使用继承? => 里氏替换原则

基本介绍

  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t1,都有类型为T2的对象t2,使得以T1定义的所有程序 P 在所有的对象t1都代换成t2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。(比较抽象)
  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。
4.1 里氏替换原则示例

假设有A类,B类,B类继承A类
A类中有三个方法:oper1,oper2,oper3
假设B类一定需要重写父类中的 oper3 方法,那么按照里氏替换原则,可以新增加一个更基础的C类,将共用的oper1、oper2放入C类,让A类和B类继承C类,然后各自实现oper3方法,这样就可以降低A类和B类的耦合。

5. 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。

6. 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
  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。
6.1 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

7. 合成复用原则

基本介绍

  1. 原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承

8. 设计原则核心思想(总结)

  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。
    原文作者:Echo*
    原文地址: https://blog.csdn.net/qq_40963076/article/details/105628857
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