Java设计模式之七大原则设计模式作用常用七大原则总结

59 阅读 0 评论 39 点赞

我是靠谱客的博主刻苦棉花糖，最近开发中收集的这篇文章主要介绍Java设计模式之七大原则设计模式作用常用七大原则总结，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

Java设计模式之七大原则

设计模式作用
常用七大原则
- 单一职责原则(Single Responsibility Principle)
- 接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
- 依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)
- 里式替换原则(Liskov Substitution Principle)
- 开闭原则ocp(Open Closed Principle)
- 迪米特法则(Law of Demeter)
- **合成复用原则(Composite Reuse Principle)**
总结

设计模式作用

代码重用性
可读性
可扩展性
可靠性 (即：当我们增加新的功能后，对原来没有影响 )
使程序呈现高内聚，低耦合

常用七大原则

单一职责原则(Single Responsibility Principle)

参考链接

https://mp.weixin.qq.com/s/yPcjk-e1aKT_jIDWnW7wqQ
概念
对类来说的，即一个类应该只负责一项职责。
适用范围

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

单一职责原则适用的范围有接口、方法、类。按大家的说法，接口和方法必须保证单一职责，类就不必保证，前提是类中方法数量足够少，可以在方法级别保持单一职责原则
案例代码

接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

参考链接

https://mp.weixin.qq.com/s/g9nVW3WJIfe9f-bu6ZYSAw
概念

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
适用范围

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来说都不是最小接口，那么类B和类D必须去实现他们不需要的方法

将接口Interface1拆分独立的几个接口，类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系。
案例代码

依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)

参考链接

https://mp.weixin.qq.com/s/fb9X_HN7Gb_xj0JAh2Do9w
概念
1. 高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖其抽象（模块间的依赖通过抽象发生，实现类之间不发生直接的依赖关系，其依赖关系是通过接口或抽象类产生的）
2. 抽象不应该依赖细节（接口或抽象类不依赖于实现类）
3. 细节应该依赖抽象（实现类依赖接口或抽象类）
4. 依赖倒置的中心思想是面向接口编程
5. 使用接口或抽象类的目的一是制定好规范，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
适用范围

Spring框架中的DI(依赖注入)思想

依赖传递方式

接口传递


    interface IOpenAndClose {//开关的接口
        public void open(ITV tv); //抽象方法,接收接口
    }

    interface ITV { //ITV接口
        public void play();
    }

    class ChangHong implements ITV {

        @Override
        public void play() {
            // TODO Auto-generated method stub
            System.out.println("长虹电视机，打开");
        }

    }
    // 实现接口
    class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
        public void open(ITV tv){
            tv.play();
        }
    }

构造方法传递


    interface IOpenAndClose {
        public void open(); //抽象方法
    }

    interface ITV { //ITV接口
        public void play();
    }

    class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
    
        public ITV tv; //成员
        public OpenAndClose(ITV tv){ //构造器
            this.tv = tv;
        }
        public void open(){
            this.tv.play();
        }
    }

setter方式传递


    interface IOpenAndClose {
        public void open(); // 抽象方法

        public void setTv(ITV tv);
    }

    interface ITV { // ITV接口
        public void play();
    }

    class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
        private ITV tv;

        public void setTv(ITV tv) {
            this.tv = tv;
        }

        public void open() {
            this.tv.play();
        }
    }

    class ChangHong implements ITV {

        @Override
        public void play() {
            // TODO Auto-generated method stub
            System.out.println("长虹电视机，打开");
        }
        
    }

案例代码

老板抽象类及类

    public abstract class Boss {

        private Staff staff;

        public Boss(Staff staff) {
            this.staff = staff;
        }

        public abstract void support();

        public abstract void askHelp(Boss boss);

        public Staff getStaff() {
            return staff;
        }

        public void setStaff(Staff staff) {
            this.staff = staff;
        }
    }
   

    public class BossImpl extends Boss {

        public BossImpl(Staff staff) {
            super(staff);
        }

        @Override
        public void support() {
            this.getStaff().service();
        }

        @Override
        public void askHelp(Boss boss) {
            boss.support();
        }
    }

员工抽象类及类


     public abstract class Staff {

        private String name;

        public abstract void service();

        public abstract void askHelp(Boss boss);

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    }


    public class StaffImpl extends Staff{

        public StaffImpl(String name) {
            this.setName(name);
        }

        @Override
        public void service() {

            System.out.println(this.getName() + "提供服务");
        }

        @Override
        public void askHelp(Boss boss) {
            boss.support();
        }
    }

测试方法


    public class DependenceInversionTest {

        public static void main(String[] args) {
            Staff staffA = new StaffImpl("A员工");
            Staff staffB = new StaffImpl("B员工");

            Boss bossA = new BossImpl(staffA);
            Boss bossB = new BossImpl(staffA);

            //A老板向B老板求助
            bossA.askHelp(bossB);

            //B员工向A老板求支援
            staffB.askHelp(bossA);

            //A老板辞退了A员工，换成了C员工
            Staff staffC = new StaffImpl("C员工");
            bossA.setStaff(staffC);

            //B员工向A老板求支援
            staffB.askHelp(bossA);
        }
    }

注意事项
1. 低层模块尽量都要有抽象类或接口，或两者都有，程序稳定性更好
2. 变量都声明类型尽量是抽象类或接口，这样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. 继承时遵循里式替换原则

里式替换原则(Liskov Substitution Principle)

参考链接

https://mp.weixin.qq.com/s/qjkPRhYWBEax8A59wZY3Lw
概念
1. 如果对每一个类型为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。(假如 A 能胜任 B 干的所有事情，那 B 就是 A 的父亲，也就是儿子要会父亲的所有能活，儿子活得再烂也要有父亲的水平。)
2. 所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
适用范围

当需要重新父类(抽象类)原有非抽象方法时，将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、组合等关替代
案例代码
注意事项
1. 在使用继承时，遵循里式替换原则，在子类中尽量不要重写父类方法
2. 里式替换原则中，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

开闭原则ocp(Open Closed Principle)

参考链接
https://mp.weixin.qq.com/s/szBP4A1TFQL1RVZvXEknRA
概念

软件中的对象（类，模块，函数等等）应该对于扩展是开放的，但是对于修改是封闭的
适用范围

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

案例代码

改造前


    public class Ocp {

        public static void main(String[] args) {
            //使用看看存在的问题
            GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
            graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
            graphicEditor.drawShape(new Circle());
            graphicEditor.drawShape(new Triangle());
        }

    }

    //这是一个用于绘图的类 [使用方]
    class GraphicEditor {
        //接收Shape对象，然后根据type，来绘制不同的图形
        public void drawShape(Shape s) {
            if (s.m_type == 1)
                drawRectangle(s);
            else if (s.m_type == 2)
                drawCircle(s);
            else if (s.m_type == 3)
                drawTriangle(s);
        }

        //绘制矩形
        public void drawRectangle(Shape r) {
            System.out.println(" 绘制矩形 ");
        }

        //绘制圆形
        public void drawCircle(Shape r) {
            System.out.println(" 绘制圆形 ");
        }
        
        //绘制三角形
        public void drawTriangle(Shape r) {
            System.out.println(" 绘制三角形 ");
        }
    }

    //Shape类，基类
    class Shape {
        int m_type;
    }

    class Rectangle extends Shape {
        Rectangle() {
            super.m_type = 1;
        }
    }

    class Circle extends Shape {
        Circle() {
            super.m_type = 2;
        }
    }

    //新增画三角形
    class Triangle extends Shape {
        Triangle() {
            super.m_type = 3;
        }
    }

改造后

    //改进思路：把创建Shape类做成抽象类，并提供了一个抽象的draw方法，让子类去实现即可，当有新的图形种类时，只需要让新的图形类继承Shape，并实现darw方法即可，使用方的代码不需要修改
    public class Ocp {

        public static void main(String[] args) {
            //使用看看存在的问题
            GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
            graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
            graphicEditor.drawShape(new Circle());
            graphicEditor.drawShape(new Triangle());
            graphicEditor.drawShape(new OtherGraphic());
        }

    }

    //这是一个用于绘图的类 [使用方]
    class GraphicEditor {
        //接收Shape对象，调用draw方法
        public void drawShape(Shape s) {
            s.draw();
        }

        
    }

    //Shape类，基类
    abstract class Shape {
        int m_type;
        
        public abstract void draw();//抽象方法
    }

    class Rectangle extends Shape {
        Rectangle() {
            super.m_type = 1;
        }

        @Override
        public void draw() {
            // TODO Auto-generated method stub
            System.out.println(" 绘制矩形 ");
        }
    }

    class Circle extends Shape {
        Circle() {
            super.m_type = 2;
        }
        @Override
        public void draw() {
            // TODO Auto-generated method stub
            System.out.println(" 绘制圆形 ");
        }
    }

    //新增画三角形
    class Triangle extends Shape {
        Triangle() {
            super.m_type = 3;
        }
        @Override
        public void draw() {
            // TODO Auto-generated method stub
            System.out.println(" 绘制三角形 ");
        }
    }

    //新增一个图形
    class OtherGraphic extends Shape {
        OtherGraphic() {
            super.m_type = 4;
        }

        @Override
        public void draw() {
            // TODO Auto-generated method stub
            System.out.println(" 绘制其它图形 ");
        }
    }

迪米特法则(Law of Demeter)

参考链接

https://mp.weixin.qq.com/s/Dxhdzfvfv0mI1_lDhrG8kw
概念
1. 每个单元对于其他的单元只能拥有有限的知识：只是与当前单元紧密联系的单元
2. 每个单元只能和它的朋友交谈：不能和陌生单元交谈
3. 只和自己直接的朋友交谈
适用范围

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：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朋友，而出现在局部变量中的类不是直接朋友。

案例代码


    //客户端
    public class Demeter1 {

        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("~~~使用迪米特法则的改进~~~");
            //创建了一个 SchoolManager 对象
            SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
            //输出学院的员工id 和  学校总部的员工信息
            schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());

        }

    }


    //学校总部员工类
    class Employee {
        private String id;

        public void setId(String id) {
            this.id = id;
        }

        public String getId() {
            return id;
        }
    }


    //学院的员工类
    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 {
        //返回学院的所有员工
        public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
            List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
            for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了10个员工到 list
                CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
                emp.setId("学院员工id= " + i);
                list.add(emp);
            }
            return list;
        }
        
        //输出学院员工的信息
        public void printEmployee() {
            //获取到学院员工
            List<CollegeEmployee> list1 = getAllEmployee();
            System.out.println("------------学院员工------------");
            for (CollegeEmployee e : list1) {
                System.out.println(e.getId());
            }
        }
    }

    //学校管理类

    //分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
    //CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则 
    class SchoolManager {
        //返回学校总部的员工
        public List<Employee> getAllEmployee() {
            List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
            
            for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到 list
                Employee emp = new Employee();
                emp.setId("学校总部员工id= " + i);
                list.add(emp);
            }
            return list;
        }

        //该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
        void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
            
            //分析问题-改进地方
            //1. 将输出学院的员工方法，封装到CollegeManager
            sub.printEmployee();
        
            //获取到学校总部员工
            List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
            System.out.println("------------学校总部员工------------");
            for (Employee e : list2) {
                System.out.println(e.getId());
            }
        }
    }

注意事项

迪米特法则的核心是降低类之间的耦合，并不是要求完全没有依赖关系

合成复用原则(Composite Reuse Principle)

参考链接

https://blog.csdn.net/u012361379/article/details/88605867
概念

原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承

继承是is-A，聚合是has-A
适用范围

当B类要使用A类的方法，尽量选用聚合方式解耦
其他

合成表示一种强的拥有关系，体现了严格的部分和整体的关系，部分和整体的生命周期一样，打个比方：人有两个胳膊，胳膊和人就是部分和整体的关系，人去世了，那么胳膊也就没用了，也就是说胳膊和人的生命周期是相同的

聚合表示一种弱的拥有关系，体现的是A对象可以包含B对象，但是B对象并不是A对象的一部分，打个比方：人是群居动物，所以每个人属于一个人群，一个人群可以有多个人，所以人群和人是聚合的关系