设计模式 —— 概述 及 七大设计原则【含示例&小总结】

目录

一、设计模式的重要性

二、设计模式的目的

三、设计模式七大原则

3.1 单一职责原则

3.2 接口隔离原则

3.3 依赖倒转原则

3.4 里氏替换原则

3.5 开闭原则

3.6 迪米特法则

3.7 合成复用原则

四、设计原则核心思想

表结小结七大设计原则

设计模式七大原则小总结

一、设计模式的重要性

  1. 软件工程中，设计模式（design pattern）是对软件设计中普遍存在（反复出现）的各种问题，所提出的解决方案。这个术语是由 埃里希.伽玛（Erich Gamma）等人在1990年代从建筑设计领域引入到计算机科学的
  2. 大厦 VS 简易房
  3. 拿实际工作经历来说，当一个项目开发完后，如果客户提出新增功能，怎么办？(可扩展性，使用设计模式，软件具有很好的扩展性)
  4. 如果项目开发完后，原来程序员离职，你接手维护项目怎么办？（维护性 [可读性、规范性]）
  5. 目前程序员门槛越来越高，一线IT公司（大厂），都会问你在实际项目中使用过什么设计模式，怎样使用的，解决了什么问题
  6. 设计模式在软件中哪里？面向对象（oo） => 功能模块 [设计模式 + 算法（数据结构）=> 框架 [使用到多种设计模式] => 架构 [服务器集群]]
  7. 如果想成为合格软件工程师，那就花时间来研究下设计模式是非常必要的。

  vs   

二、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，称为可难护性）
  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

 

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++ 老手 和 C++ 新手的区别就是前者手背上有很多伤疤

三、设计模式七大原则

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：设计模式为什么设样设计的依据）

设计模式常用的七大原则有：

  1. 单一职责原则
  2. 接口隔离原则
  3. 依赖倒转原则
  4. 里氏替换原则
  5. 开闭原则ocp
  6. 迪米特法则
  7. 合成复用原则

3.1 单一职责原则

对类来说的，即一个类应该只负责一项职责，如果一个类负责的职责过多，则应该进行拆分。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

  • 如下：在Vehicle 类中的run 方法中，包含了三种不同交通工具的实现方法，违反了单一职责原则
  1. public class SingleResponsibility1 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         Vehicle vehicle = new Vehicle();
  4.         vehicle.run("摩托车");
  5.         vehicle.run("汽车");
  6.         vehicle.run("飞机");
  7.     }
  8. }
  9.  
  10. // 交通工具类
  11. // 方式1
  12. // 1、在方式1 的run 方法中，违反了单一职责原则
  13. // 2、解决的方案非常的简单，根据交通工具运行的方法不同，分解成不同的类即可
  14. class Vehicle {
  15.     public void run(String vehicle) {
  16.         System.out.println(vehicle + " 在公路上运行...");
  17.     }
  18. }
  • 不同交通工具通过不同类来实现，使其遵守单一职责原则
  1. public class SingleResponsibility2 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         RoadVehicle roadVehicle = new RoadVehicle();
  4.         roadVehicle.run("摩托车");
  5.         roadVehicle.run("汽车");
  6.  
  7.         AirVehicle airVehicle = new AirVehicle();
  8.         airVehicle.run("飞机");
  9.     }
  10. }
  11.  
  12. // 方案2的分析
  13. // 1.遵守单一职责原则
  14. // 2.但是这样做的改动很大，即将类分解，同时修改客户端
  15. // 3.改进：直接修改Vehicle 类，改动的代码会比较少 => 方案3
  16. class RoadVehicle {
  17.     public void run(String vehicle) {
  18.         System.out.println(vehicle + " 在公路上运行...");
  19.     }
  20. }
  21.  
  22. class AirVehicle {
  23.     public void run(String vehicle) {
  24.         System.out.println(vehicle + " 在天空上运行...");
  25.     }
  26. }
  27.  
  28. class WaterVehicle {
  29.     public void run(String vehicle) {
  30.         System.out.println(vehicle + " 在水中运行...");
  31.     }
  32. }
  • 不同交通工具通过不同方法来实现，使其遵守单一职责原则
  1. public class SingleResponsibility3 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         Vehicle2 vehicle2 = new Vehicle2();
  4.         vehicle2.run("汽车");
  5.         vehicle2.runWater("轮船");
  6.         vehicle2.runAir("飞机");
  7.     }
  8. }
  9.  
  10. // 方式3的分析
  11. // 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
  12. // 2.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
  13. class Vehicle2 {
  14.     public void run(String vehicle) {
  15.         System.out.println(" 在公路上运行...");
  16.     }
  17.  
  18.     public void runAir(String vehicle) {
  19.         System.out.println(" 在天空上运行...");
  20.     }
  21.  
  22.     public void runWater(String vehicle) {
  23.         System.out.println(vehicle + " 在水中运行...");
  24.     }
  25. }

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，才可在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

3.2 接口隔离原则

基本介绍（Interface Segregation Principle）：

  1. 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
  2. 先看一张图：如下
  3. 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 必段去实现他们不需要的方法。
  4. 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 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则

应用实例

  1. 类A 通过接口Interface1 依赖类B，类C 通过接口Interface1 依赖类D
  1. public class Segregation1 {
  2.  
  3. }
  4.  
  5. // 接口
  6. interface Interface1 {
  7.     void operation1();
  8.     void operation2();
  9.     void operation3();
  10.     void operation4();
  11.     void operation5();
  12. }
  13.  
  14. class B implements Interface1 {
  15.  
  16.     @Override
  17.     public void operation1() {
  18.         System.out.println("B 实现了 operation1");
  19.     }
  20.  
  21.     @Override
  22.     public void operation2() {
  23.         System.out.println("B 实现了 operation2");
  24.     }
  25.  
  26.     @Override
  27.     public void operation3() {
  28.         System.out.println("B 实现了 operation3");
  29.     }
  30.  
  31.     @Override
  32.     public void operation4() {
  33.         System.out.println("B 实现了 operation4");
  34.     }
  35.  
  36.     @Override
  37.     public void operation5() {
  38.         System.out.println("B 实现了 operation5");
  39.     }
  40. }
  41.  
  42.  
  43. class D implements Interface1 {
  44.  
  45.     @Override
  46.     public void operation1() {
  47.         System.out.println("D 实现了 operation1");
  48.     }
  49.  
  50.     @Override
  51.     public void operation2() {
  52.         System.out.println("D 实现了 operation2");
  53.     }
  54.  
  55.     @Override
  56.     public void operation3() {
  57.         System.out.println("D 实现了 operation3");
  58.     }
  59.  
  60.     @Override
  61.     public void operation4() {
  62.         System.out.println("D 实现了 operation4");
  63.     }
  64.  
  65.     @Override
  66.     public void operation5() {
  67.         System.out.println("D 实现了 operation5");
  68.     }
  69. }
  70.  
  71. class A { // A 类 通过接口Interface1 依赖（使用）B类，但是只会用到1,2,3 方法
  72.     public void depend1(Interface1 i) {
  73.         i.operation1();
  74.     }
  75.     public void depend2(Interface1 i) {
  76.         i.operation2();
  77.     }
  78.     public void depend3(Interface1 i) {
  79.         i.operation3();
  80.     }
  81. }
  82.  
  83. class C { // C 类 通过接口Interface1 依赖（使用）D类，但是只会用到1,4,5 方法
  84.     public void depend1(Interface1 i) {
  85.         i.operation1();
  86.     }
  87.     public void depend4(Interface1 i) {
  88.         i.operation4();
  89.     }
  90.     public void depend5(Interface1 i) {
  91.         i.operation5();
  92.     }
  93. }

接口隔离原则：依赖（使用）的接口是最小的，如果接口过大则需要进行拆分，应传统方法的问题和使用接口隔离原则改进

  1. 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 必须去实现他们不需要的方法
  2. 将接口Interface1 拆分为独立的几个接口，类A 和 类C 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则
  3. 接口Interface1 中出现的方法，根据实际情况拆分为三个接口

  1. public class Segregation2_Pro {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         // 使用接口隔离优化后，使用一把
  4.         A a = new A();
  5.         a.depend1(new B()); // A类通过接口去依赖（使用）B类
  6.         a.depend2(new B());
  7.         a.depend3(new B());
  8.  
  9.         C c = new C();
  10.         c.depend1(new D()); // C类通过接口去依赖（使用）D类
  11.         c.depend4(new D());
  12.         c.depend5(new D());
  13.     }
  14. }
  15.  
  16. // 接口1
  17. interface Interface1 {
  18.     void operation1();
  19. }
  20.  
  21. // 接口1
  22. interface Interface2 {
  23.     void operation2();
  24.     void operation3();
  25. }
  26.  
  27. // 接口3
  28. interface Interface3 {
  29.     void operation4();
  30.     void operation5();
  31. }
  32.  
  33. class B implements Interface1, Interface2 {
  34.  
  35.     @Override
  36.     public void operation1() {
  37.         System.out.println("B 实现了 operation1");
  38.     }
  39.  
  40.     @Override
  41.     public void operation2() {
  42.         System.out.println("B 实现了 operation2");
  43.     }
  44.  
  45.     @Override
  46.     public void operation3() {
  47.         System.out.println("B 实现了 operation3");
  48.     }
  49. }
  50.  
  51.  
  52. class D implements Interface1, Interface3 {
  53.  
  54.     @Override
  55.     public void operation1() {
  56.         System.out.println("D 实现了 operation1");
  57.     }
  58.  
  59.     @Override
  60.     public void operation4() {
  61.         System.out.println("D 实现了 operation4");
  62.     }
  63.  
  64.     @Override
  65.     public void operation5() {
  66.         System.out.println("D 实现了 operation5");
  67.     }
  68. }
  69.  
  70. class A { // A 类 通过接口Interface1, Interface2 依赖（使用）B类，但是只会用到1,2,3 方法
  71.     public void depend1(Interface1 i) {
  72.         i.operation1();
  73.     }
  74.     public void depend2(Interface2 i) {
  75.         i.operation2();
  76.     }
  77.     public void depend3(Interface2 i) {
  78.         i.operation3();
  79.     }
  80. }
  81.  
  82. class C { // C 类 通过接口Interface1, Interface3 依赖（使用）D类，但是只会用到1,4,5 方法
  83.     public void depend1(Interface1 i) {
  84.         i.operation1();
  85.     }
  86.     public void depend4(Interface3 i) {
  87.         i.operation4();
  88.     }
  89.     public void depend5(Interface3 i) {
  90.         i.operation5();
  91.     }
  92. }

小结：接口隔离原则，一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上，将依赖（使用）接口 Interface1 拆分为独立的几个接口。

3.3 依赖倒转原则

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

应该实例

  1. Person 接收消息 的功能

方式一：传统方式，扩展性不够友好

  1. public class DependecyInversion {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         Person person = new Person();
  4.         person.receive(new Email());
  5.     }
  6. }
  7.  
  8. class Email {
  9.     public String getInfo() {
  10.         return "电子邮件信息：hello, word";
  11.     }
  12. }
  13.  
  14. // 完成Person 接收消息的功能
  15. // 方式1 分析
  16. // 1. 简单，比较容易想到
  17. // 2. 如果我们获取的对象是微信，短信等等，则新增类，同时Person 也要增加相应的接收方法
  18. // 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（使用）
  19. //    因为Email，WeiXin 等等属于接收的范围，他们各自实现IReceiver 接口就ok，这样我们就符合依赖倒转原则
  20. class Person {
  21.     public void receive(Email email) {
  22.         System.out.println(email.getInfo());
  23.     }
  24. }

方式二：依赖倒转（倒置），通过定义一个

  1. public class DependecyInversion {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         Person person = new Person();
  4.         person.receive(new Email());
  5.         person.receive(new WeiXin());
  6.     }
  7. }
  8.  
  9. // 定义接口
  10. interface IReceiver {
  11.     public String getInfo();
  12. }
  13.  
  14. class Email implements IReceiver {
  15.     public String getInfo() {
  16.         return "电子邮件信息：hello, word";
  17.     }
  18. }
  19.  
  20. // 增加微信
  21. class WeiXin implements IReceiver {
  22.     public String getInfo() {
  23.         return "微信信息：hello, ok";
  24.     }
  25. }
  26.  
  27. // 方式二
  28. class Person {
  29.     // 这里我们是对接口的依赖
  30.     public void receive(IReceiver receiver) {
  31.         System.out.println(receiver.getInfo());
  32.     }
  33. }

依赖关系传递的三种方式和应用案例

  1. 接口传递
  2. 构造方法传递
  3. setter方式传递

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

3.4 里氏替换原则

oop 中的继承性的思考和说明

  1. 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。
  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? => 尽量满足里氏替换原则

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 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。

不满足里氏替换原则的示例

  1. public class Liskov {
  2.  
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         A a = new A();
  5.         System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
  6.         System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
  7.  
  8.         System.out.println("-----------------------"); B b = new B();
  9.         System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出 11-3
  10.         System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8 System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
  11.     }
  12.  
  13. }
  14.  
  15.  
  16. // A 类
  17. class A {
  18.     // 返回两个数的差
  19.     public int func1(int num1, int num2) { return num1 - num2;
  20.     }
  21. }
  22.  
  23. // B 类继承了 A
  24. // 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和 9 求和
  25. class B extends A {
  26.     //这里，重写了 A 类的方法,  可能是无意识
  27.     public int func1(int a, int b) { return a + b;
  28.     }
  29.  
  30.     public int func2(int a, int b) { return func1(a, b) + 9;
  31.     }
  32. }

解决方法

  1. 我们发现原来运行正常的相减功能发生了错误。原因就是类 B 无意中重写了父类的方法，造成原有功能出现错误。在实际编程中，我们常常会通过重写父类的方法完成新的功能，这样写起来虽然简单，但整个继承体系的复用性会比较差。特别是运行多态比较频繁的时候
  2. 通用的做法是：原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类，原有的继承关系去掉，采用依赖，聚合，组合等关系代替.

改进后方案，代码如下：

  1. public class Liskov {
  2.  
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         A a = new A();
  5.         System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3)); 
  6.         System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
  7.  
  8.         System.out.println("-----------------------"); 
  9.         B b = new B();
  10.         //因为 B 类不再继承 A 类，因此调用者，不会再 func1 是求减法
  11.         //调用完成的功能就会很明确
  12.         System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出 11+3
  13.         System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));// 1+8 System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
  14.  
  15.         //使用组合仍然可以使用到 A 类相关方法
  16.         System.out.println("11-3=" + b.func3(11, 3));// 这里本意是求出 11-3
  17.     }
  18. }
  19.  
  20. // 创建一个更加基础的基类
  21. class Base {
  22.     // 把更加基础的方法和成员写到 Base 类
  23. }
  24.  
  25. // A 类
  26. class A extends Base {
  27.     // 返回两个数的差
  28.     public int func1(int num1, int num2) { return num1 - num2;
  29.     }
  30. }
  31.  
  32. // B 类继承了 A
  33. // 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和 9 求和
  34. class B extends Base {
  35.     //如果 B 需要使用 A 类的方法,使用组合关系
  36.     private A a = new A();
  37.  
  38.     //这里，重写了 A 类的方法,  可能是无意识
  39.     public int func1(int a, int b) { return a + b;
  40.     }
  41.  
  42.  
  43.     public int func2(int a, int b) { return func1(a, b) + 9;
  44.     }
  45.  
  46.     //我们仍然想使用 A 的方法
  47.     public int func3(int a, int b) { return this.a.func1(a, b);
  48.     }
  49. }

3.5 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 (核心)。

先看一下类图设计，如下：

方式 1 的优缺点

  1. 优点是比较好理解，简单易操作。
  2. 缺点是违反了设计模式的 ocp 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.
  3. 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
  1. public class Ocp {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         //使用看看存在的问题
  4.         GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
  5.  
  6.         graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
  7.         graphicEditor.drawShape(new Circle());
  8.         graphicEditor.drawShape(new Triangle());
  9.     }
  10. }
  11.  
  12. //这是一个用于绘图的类 [使用方]
  13. class GraphicEditor {
  14.     //接收 Shape 对象，然后根据 type，来绘制不同的图形
  15.     public void drawShape(Shape s) {
  16.         if (s.m_type == 1)
  17.             drawRectangle(s);
  18.         else if (s.m_type == 2)
  19.             drawCircle(s);
  20.         else if (s.m_type == 3)
  21.             drawTriangle(s);
  22.     }
  23.  
  24.     //绘制矩形
  25.     public void drawRectangle(Shape r) {
  26.         System.out.println(" 绘制矩形 ");
  27.     }
  28.  
  29.     //绘制圆形
  30.     public void drawCircle(Shape r) {
  31.         System.out.println(" 绘制圆形 ");
  32.     }
  33.  
  34.     //绘制三角形
  35.     public void drawTriangle(Shape r) {
  36.         System.out.println(" 绘制三角形 ");
  37.     }
  38. }
  39.  
  40. //Shape 类，基类
  41. class Shape {
  42.     int m_type;
  43. }
  44.  
  45.  
  46. class Rectangle extends Shape {
  47.     Rectangle() {
  48.         super.m_type = 1;
  49.     }
  50. }
  51.  
  52.  
  53. class Circle extends Shape {
  54.     Circle() {
  55.         super.m_type = 2;
  56.     }
  57. }
  58.  
  59.  
  60. //新增画三角形
  61. class Triangle extends Shape {
  62.     Triangle() {
  63.         super.m_type = 3;
  64.     }
  65. }

方式一改进的思路分析

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

改进后的代码：满足了ocp原则

  1. public class Ocp {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         //使用看看存在的问题
  4.         GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
  5.  
  6.         graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
  7.         graphicEditor.drawShape(new Circle());
  8.         graphicEditor.drawShape(new Triangle());
  9.         graphicEditor.drawShape(new OtherGraphic());
  10.     }
  11. }
  12.  
  13. //这是一个用于绘图的类 [使用方]
  14. class GraphicEditor {
  15.     // 接收 Shape 对象，调成draw 方法
  16.     public void drawShape(Shape s) {
  17.         s.draw();
  18.     }
  19. }
  20.  
  21. //Shape 类，基类
  22. abstract class Shape {
  23.     int m_type;
  24.  
  25.     public abstract void draw(); // 抽象方法
  26. }
  27.  
  28.  
  29. class Rectangle extends Shape {
  30.     Rectangle() {
  31.         super.m_type = 1;
  32.     }
  33.  
  34.     @Override
  35.     public void draw() {
  36.         System.out.println(" 绘制矩形 ");
  37.     }
  38. }
  39.  
  40.  
  41. class Circle extends Shape {
  42.     Circle() {
  43.         super.m_type = 2;
  44.     }
  45.  
  46.     @Override
  47.     public void draw() {
  48.         System.out.println(" 绘制圆形 ");
  49.     }
  50. }
  51.  
  52.  
  53. //新增画三角形
  54. class Triangle extends Shape {
  55.     Triangle() {
  56.         super.m_type = 3;
  57.     }
  58.  
  59.     @Override
  60.     public void draw() {
  61.         System.out.println(" 绘制三角形 ");
  62.     }
  63. }
  64.  
  65. // 新增一个图形
  66. class OtherGraphic extends Shape {
  67.  
  68.     OtherGraphic() {
  69.         super.m_type = 4;
  70.     }
  71.  
  72.     @Override
  73.     public void draw() {
  74.         System.out.println(" 绘制其他图形 ");
  75.     }
  76. }

3.6 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。

应用实例

  1. 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
  2. 编程实现上面的功能, 看代码演示

代码演示

  1. public class Demeter1 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         //创建了一个 SchoolManager 对象
  4.         SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
  5.         //输出学院的员工 id  和	学校总部的员工信息
  6.         schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
  7.     }
  8. }
  9.  
  10. //学校总部员工类
  11. class Employee {
  12.     private String id;
  13.  
  14.     public void setId(String id) {
  15.         this.id = id;
  16.     }
  17.  
  18.     public String getId() {
  19.         return id;
  20.     }
  21. }
  22.  
  23.  
  24.  
  25. //学院的员工类
  26. class CollegeEmployee {
  27.     private String id;
  28.  
  29.     public void setId(String id) {
  30.         this.id = id;
  31.     }
  32.  
  33.  
  34.     public String getId() {
  35.         return id;
  36.     }
  37. }
  38.  
  39. //管理学院员工的管理类
  40. class CollegeManager {
  41.     //返回学院的所有员工
  42.     public List getAllEmployee() {
  43.         List list = new ArrayList();
  44.         for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了 10 个员工到 list
  45.             CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
  46.             emp.setId("学院员工 id= " + i);
  47.             list.add(emp);
  48.         }
  49.         return list;
  50.     }
  51. }
  52.  
  53. //学校管理类
  54.  
  55. //分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
  56. //CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则
  57. class SchoolManager {
  58.     //返回学校总部的员工
  59.     public List getAllEmployee() { List list = new ArrayList();
  60.  
  61.         for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了 5 个员工到 list
  62.             Employee emp = new Employee(); emp.setId("学校总部员工 id= " + i);
  63.             list.add(emp);
  64.         }
  65.         return list;
  66.     }
  67.  
  68.     //该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
  69.     void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
  70.         //分析问题
  71.         //1. 这 里 的  CollegeEmployee 不是	SchoolManager 的直接朋友
  72.         //2. CollegeEmployee 是以局部变量方式出现在 SchoolManager
  73.         //3. 违反了 迪米特法则
  74.  
  75.         //获取到学院员工
  76.         List list1 = sub.getAllEmployee();
  77.         System.out.println("------------学院员工------------");
  78.         for (CollegeEmployee e : list1) {
  79.             System.out.println(e.getId());
  80.         }
  81.         //获取到学校总部员工
  82.         List list2 = this.getAllEmployee();
  83.         System.out.println("------------学校总部员工------------");
  84.         for (Employee e : list2) {
  85.             System.out.println(e.getId());
  86.         }
  87.     }
  88. }

应用实例改进

  1. 前面设计的问题在于 SchoolManager 中，CollegeEmployee 类并不是 SchoolManager 类的直接朋友 (分析)
  2. 按照迪米特法则，应该避免类中出现这样非直接朋友关系的耦合
  3. 对代码按照迪米特法则 进行改进

代码演示

  1. public class Demeter1 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         System.out.println("----使用迪米特法则的改进----");
  4.         //创建了一个 SchoolManager 对象
  5.         SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
  6.         //输出学院的员工 id  和	学校总部的员工信息
  7.         schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. //学校总部员工类
  12. class Employee {
  13.     private String id;
  14.  
  15.     public void setId(String id) {
  16.         this.id = id;
  17.     }
  18.  
  19.     public String getId() {
  20.         return id;
  21.     }
  22. }
  23.  
  24.  
  25. //学院的员工类
  26. class CollegeEmployee {
  27.     private String id;
  28.  
  29.     public void setId(String id) {
  30.         this.id = id;
  31.     }
  32.  
  33.  
  34.     public String getId() {
  35.         return id;
  36.     }
  37. }
  38.  
  39. //管理学院员工的管理类
  40. class CollegeManager {
  41.     //返回学院的所有员工
  42.     public List getAllEmployee() {
  43.         List list = new ArrayList();
  44.         for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了 10 个员工到 list
  45.             CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
  46.             emp.setId("学院员工 id= " + i);
  47.             list.add(emp);
  48.         }
  49.         return list;
  50.     }
  51.  
  52.     // 输出学院员工的信息
  53.     public void printEmployee() {
  54.         //获取到学院员工
  55.         List list1 = getAllEmployee();
  56.         System.out.println("------------学院员工------------");
  57.         for (CollegeEmployee e : list1) {
  58.             System.out.println(e.getId());
  59.         }
  60.     }
  61. }
  62.  
  63. //学校管理类
  64.  
  65. //分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
  66. //CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则
  67. class SchoolManager {
  68.     //返回学校总部的员工
  69.     public List getAllEmployee() { List list = new ArrayList();
  70.  
  71.         for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了 5 个员工到 list
  72.             Employee emp = new Employee(); emp.setId("学校总部员工 id= " + i);
  73.             list.add(emp);
  74.         }
  75.         return list;
  76.     }
  77.  
  78.     //该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
  79.     void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
  80.         //分析问题
  81.         //1. 将输出学院的员工方法，封装到CollegeManager
  82.         sub.getAllEmployee();
  83.  
  84.         //获取到学校总部员工
  85.         List list2 = this.getAllEmployee();
  86.         System.out.println("------------学校总部员工------------");
  87.         for (Employee e : list2) {
  88.             System.out.println(e.getId());
  89.         }
  90.     }
  91. }

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

3.7 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 

 

四、设计原则核心思想

表结小结七大设计原则

序号名称说明备注
1单一职责原则一个类应该只负责一项职责，如果一个类负责的职责过多，则应该进行拆分 
2接口隔离原则一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上，依赖接口过多则应该进行拆分 
3依赖倒转(置)原则抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象，面像接口编程 
4里氏替换原则所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象，尽量少去重写父类的方法 
5开闭原则【最重要】对扩展开放(对提供方)，对修改关闭(对使用方)，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 
6迪米特法则，也叫最小知道原则尽量降低类之间的耦合，即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 
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 

设计模式七大原则小总结

  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

 

文章最后，给大家推荐一些受欢迎的技术博客链接：

  1. JAVA相关的深度技术博客链接
  2. Flink 相关技术博客链接
  3. Spark 核心技术链接
  4. 设计模式 —— 深度技术博客链接
  5. 机器学习 —— 深度技术博客链接
  6. Hadoop相关技术博客链接
  7. 超全干货--Flink思维导图，花了3周左右编写、校对
  8. 深入JAVA 的JVM核心原理解决线上各种故障【附案例】
  9. 请谈谈你对volatile的理解？--最近小李子与面试官的一场“硬核较量”
  10. 聊聊RPC通信，经常被问到的一道面试题。源码+笔记，包懂
  11. 深入聊聊Java 垃圾回收机制【附原理图及调优方法】

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