软件设计（面向对象设计）的七大原则 and UML 类图 详解
目录
1 软件设计模式的七大原则
1.1设计模式的目的
1.2 设计模式七大原则
1.3 单一职责原则
1.4 接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
1.5 依赖倒转原则
1.6 里氏替换原则
1.7 开闭原则
1.8 迪米特法则
1.9 合成复用原则（Composite Reuse Principle）
2 UML 类图
2.1 UML 基本介绍
2.2 UML 图
2.3 UML 类图
2.4 类图—依赖关系（Dependence）
2.5 类图—泛化关系(generalization）
2.7 类图—关联关系（Association）
2.8 类图—聚合关系（Aggregation）
2.9 类图—组合关系（Composition）
1 软件设计模式的七大原则
1.1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
分享金句：
6) 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”
7) 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
1.2 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 这样设计的依据)
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(倒置)原则
4) 里氏替换原则
5) 开闭原则
6) 迪米特法则
7) 合成复用原则
1.3 单一职责原则
1.3.1 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
1.3.2应用实例
1)方案一 分析说明
public class SingleResponsibility1 {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Vehicle vehicle = new Vehicle();
vehicle.run("摩托车");
vehicle.run("汽车");
vehicle.run("飞机");
}
}
// 交通工具类
// 方式1
// 1. 在方式1 的run方法中，违反了单一职责原则
// 2. 解决的方案非常的简单，根据交通工具运行方法不同，分解成不同类即可
class Vehicle {
public void run(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
}
}2）方案二 分析说明
public class SingleResponsibility2 {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
RoadVehicle roadVehicle = new RoadVehicle();
roadVehicle.run("摩托车");
roadVehicle.run("汽车");
AirVehicle airVehicle = new AirVehicle();
airVehicle.run("飞机");
}
}
//方案2的分析
//1. 遵守单一职责原则
//2. 但是这样做的改动很大，即将类分解，同时修改客户端
//3. 改进：直接修改Vehicle 类，改动的代码会比较少=>方案3
class RoadVehicle {
public void run(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + "公路运行");
}
}
class AirVehicle {
public void run(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + "天空运行");
}
}
class WaterVehicle {
public void run(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + "水中运行");
}
}3）方案三 分析说明
package com.atguigu.principle.singleresponsibility;
public class SingleResponsibility3 {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Vehicle2 vehicle2 = new Vehicle2();
vehicle2.run("汽车");
vehicle2.runWater("轮船");
vehicle2.runAir("飞机");
}
}
//方式3的分析
//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
//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
class Vehicle2 {
public void run(String vehicle) {
//处理
System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
}
public void runAir(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + " 在天空上运行....");
}
public void runWater(String vehicle) {
System.out.println(vehicle + " 在水中行....");
}
//方法2.
//..
//..
//...
}
1.3.3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
1.4 接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
1.4.1基本介绍
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:
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 必须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(这里我们拆分成 3 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
1.4.2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，请编写代码完成此应用实例。
2) -没有使用接口隔离原则代码
public class Segregation1 {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
}
}
//接口
interface Interface1 {
void operation1();
void operation2();
void operation3();
void operation4();
void operation5();
}
class B implements Interface1 {
public void operation1() {
System.out.println("B 实现了 operation1");
}
public void operation2() {
System.out.println("B 实现了 operation2");
}
public void operation3() {
System.out.println("B 实现了 operation3");
}
public void operation4() {
System.out.println("B 实现了 operation4");
}
public void operation5() {
System.out.println("B 实现了 operation5");
}
}
class D implements Interface1 {
public void operation1() {
System.out.println("D 实现了 operation1");
}
public void operation2() {
System.out.println("D 实现了 operation2");
}
public void operation3() {
System.out.println("D 实现了 operation3");
}
public void operation4() {
System.out.println("D 实现了 operation4");
}
public void operation5() {
System.out.println("D 实现了 operation5");
}
}
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
public void depend1(Interface1 i) {
i.operation1();
}
public void depend2(Interface1 i) {
i.operation2();
}
public void depend3(Interface1 i) {
i.operation3();
}
}
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
public void depend1(Interface1 i) {
i.operation1();
}
public void depend4(Interface1 i) {
i.operation4();
}
public void depend5(Interface1 i) {
i.operation5();
}
}1.4.3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
public class Segregation1 {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
// 使用一把
A a = new A();
a.depend1(new B()); // A类通过接口去依赖B类
a.depend2(new B());
a.depend3(new B());
C c = new C();
c.depend1(new D()); // C类通过接口去依赖(使用)D类
c.depend4(new D());
c.depend5(new D());
}
}
// 接口1
interface Interface1 {
void operation1();
}
// 接口2
interface Interface2 {
void operation2();
void operation3();
}
// 接口3
interface Interface3 {
void operation4();
void operation5();
}
class B implements Interface1, Interface2 {
public void operation1() {
System.out.println("B 实现了 operation1");
}
public void operation2() {
System.out.println("B 实现了 operation2");
}
public void operation3() {
System.out.println("B 实现了 operation3");
}
}
class D implements Interface1, Interface3 {
public void operation1() {
System.out.println("D 实现了 operation1");
}
public void operation4() {
System.out.println("D 实现了 operation4");
}
public void operation5() {
System.out.println("D 实现了 operation5");
}
}
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
public void depend1(Interface1 i) {
i.operation1();
}
public void depend2(Interface2 i) {
i.operation2();
}
public void depend3(Interface2 i) {
i.operation3();
}
}
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
public void depend1(Interface1 i) {
i.operation1();
}
public void depend4(Interface3 i) {
i.operation4();
}
public void depend5(Interface3 i) {
i.operation5();
}
}1.5 依赖倒转原则
1.5.1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
1.5.2应用实例 请编程完成 Person 接收消息 的功能。
1) 实现方案 1 + 分析说明
public class DependecyInversion {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.receive(new Email());
}
}
class Email {
public String getInfo() {
return "电子邮件信息: hello,world";
}
}
//完成Person接收消息的功能
//方式1分析
//1. 简单，比较容易想到
//2. 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
//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
// 因为Email, WeiXin 等等属于接收的范围，他们各自实现IReceiver 接口就ok, 这样我们就符号依赖倒转原则
class Person {
public void receive(Email email ) {
System.out.println(email.getInfo());
}
}
2) 实现方案 2(依赖倒转)
public class DependecyInversion {
public static void main(String[] args) {
//客户端无需改变
Person person = new Person();
person.receive(new Email());
person.receive(new WeiXin());
}
}
//定义接口
interface IReceiver {
public String getInfo();
}
class Email implements IReceiver {
public String getInfo() {
return "电子邮件信息: hello,world";
}
}
//增加微信
class WeiXin implements IReceiver {
public String getInfo() {
return "微信信息: hello,ok";
}
}
//方式2
class Person {
//这里我们是对接口的依赖
public void receive(IReceiver receiver ) {
System.out.println(receiver.getInfo());
}
}
1.5.3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
4）应用案例
public class DependencyPass { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub ChangHong changHong = new ChangHong(); // OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose(); // openAndClose.open(changHong); //通过构造器进行依赖传递 // OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose(changHong); // openAndClose.open(); //通过setter方法进行依赖传递 OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose(); openAndClose.setTv(changHong); openAndClose.open(); } } // 方式1： 通过接口传递实现依赖 // 开关的接口 // interface IOpenAndClose { // 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(); // } // } // 方式2: 通过构造方法依赖传递 // 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(); // } // } // 方式3 , 通过setter方法传递 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"); } }
1.5.4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
1.6 里氏替换原则
1.6.1 OO 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? => 里氏替换原则
1.6.2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。
1.6.3一个程序引出的问题和思考
该看个程序, 思考下问题和解决思路
public class Liskov {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
A a = new A();
System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
System.out.println("-----------------------");
B b = new B();
System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11-3
System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
}
}
// A类
class A {
// 返回两个数的差
public int func1(int num1, int num2) {
return num1 - num2;
}
}
// B类继承了A
// 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和
class B extends A {
//这里，重写了A类的方法, 可能是无意识
public int func1(int a, int b) {
return a + b;
}
public int func2(int a, int b) {
return func1(a, b) + 9;
}
}
1.6.4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.
3) 改进方案
代码实现
ublic class Liskov { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub A a = new A(); System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3)); System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8)); System.out.println("-----------------------"); B b = new B(); //因为B类不再继承A类，因此调用者，不会再func1是求减法 //调用完成的功能就会很明确 System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11+3 System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));// 1+8 System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3)); //使用组合仍然可以使用到A类相关方法 System.out.println("11-3=" + b.func3(11, 3));// 这里本意是求出11-3 } } //创建一个更加基础的基类 class Base { //把更加基础的方法和成员写到Base类 } // A类 class A extends Base { // 返回两个数的差 public int func1(int num1, int num2) { return num1 - num2; } } // B类继承了A // 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和 class B extends Base { //如果B需要使用A类的方法,使用组合关系 private A a = new A(); //这里，重写了A类的方法, 可能是无意识 public int func1(int a, int b) { return a + b; } public int func2(int a, int b) { return func1(a, b) + 9; } //我们仍然想使用A的方法 public int func3(int a, int b) { return this.a.func1(a, b); } }
1.7 开闭原则
1.7.1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。
1.7.2看下面一段代码
看一个画图形的功能。 类图设计，如下:
代码演示
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;
}
}
1.7.3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
4) 代码演示
方式 1 的改进的思路分析
1.7.4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 -> 满足了开闭原则
改进后的代码：
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 ");
}
}
1.8 迪米特法则
1.8.1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。
1.8.2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
3) 代码演示
//客户端 public class Demeter1 { public static void main(String[] args) { //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 ListgetAllEmployee() { List list = new ArrayList (); 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; } } //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 getAllEmployee() { List list = new ArrayList (); 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 //1. 这里的 CollegeEmployee 不是 SchoolManager的直接朋友 //2. CollegeEmployee 是以局部变量方式出现在 SchoolManager //3. 违反了 迪米特法则 //获取到学院员工 List list1 = sub.getAllEmployee(); System.out.println("------------学院员工------------"); for (CollegeEmployee e : list1) { System.out.println(e.getId()); } //获取到学校总部员工 List list2 = this.getAllEmployee(); System.out.println("------------学校总部员工------------"); for (Employee e : list2) { System.out.println(e.getId()); } } }
1.8.3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.
4) 代码演示
//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 ListgetAllEmployee() { List list = new ArrayList (); 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 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 getAllEmployee() { List list = new ArrayList (); 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 //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 list2 = this.getAllEmployee(); System.out.println("------------学校总部员工------------"); for (Employee e : list2) { System.out.println(e.getId()); } } }
1.8.4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
1.9 合成复用原则（Composite Reuse Principle）
1.9.1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
1.10 设计原则核心思想
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
2 UML 类图
2.1 UML 基本介绍
1) UML——Unified modeling language UML (统一建模语言)，是一种用于软件系统分析和设计的语言工具，它用 于帮助软件开发人员进行思考和记录思路的结果
2) UML 本身是一套符号的规定，就像数学符号和化学符号一样，这些符号用于描述软件模型中的各个元素和他 们之间的关系，比如类、接口、实现、泛化、依赖、组合、聚合等，如下图:
3) 使用 UML 来建模，常用的工具有 Rational Rose , 也可以使用一些插件来建模 Eclipse 安装 UML插件 (AmaterasUML).zip
2.2 UML 图
画 UML 图与写文章差不多，都是把自己的思想描述给别人看，关键在于思路和条理，UML 图分类：
1) 用例图(use case)
2) 静态结构图：类图、对象图、包图、组件图、部署图
3) 动态行为图：交互图（时序图与协作图）、状态图、活动图
说明：
1) 类图是描述类与类之间的关系的，是 UML 图中最核心的
2) 在讲解设计模式时，我们必然会使用类图，，需要先给大家讲解类图
2.3 UML 类图
1) 用于描述系统中的类(对象)本身的组成和类(对象)之间的各种静态关系。
2) 类之间的关系：依赖、泛化（继承）、实现、关联、聚合与组合。
3) 类图简单举例
public class Person{ //代码形式->类图 private Integer id; private String name; public void setName(String name){ this.name=name; } public String getName(){ return name; } }
2.4 类图—依赖关系（Dependence）
只要是在类中用到了对方，那么他们之间就存在依赖关系。如果没有对方，连编绎都通过不了。
public class PersonServiceBean {
private PersonDao personDao;//类
public void save(Person person){}
public IDCard getIDCard(Integer personid){}
public void modify(){
Department department = new Department();
}
}
public class PersonDao{}
public class IDCard{}
public class Person{}
public class Department{}对应的类图：
小结
1) 类中用到了对方
2) 如果是类的成员属性
3) 如果是方法的返回类型
4) 是方法接收的参数类型
5) 方法中使用到
2.5 类图—泛化关系(generalization）
泛化关系实际上就是继承关系，它是依赖关系的特例
public abstract class DaoSupport{
public void save(Object entity){
}
public void delete(Object id){
}
}
public class PersonServiceBean extends Daosupport{
}对应的类图
小结:
1) 泛化关系实际上就是继承关系
2) 如果 A 类继承了 B 类，我们就说 A 和 B 存在泛化关系
2.7 类图—关联关系（Association）
2.8 类图—聚合关系（Aggregation）
2.8.1基本介绍
聚合关系（Aggregation）表示的是整体和部分的关系，整体与部分可以分开。聚合关系是关联关系的特例，所以他具有关联的导航性与多重性。 如：一台电脑由键盘(keyboard)、显示器(monitor)，鼠标等组成；组成电脑的各个配件是可以从电脑上分离出来 的，使用带空心菱形的实线来表示：
2.8.2应用实例
2.9 类图—组合关系（Composition）
2.9.1基本介绍 组合关系：也是整体与部分的关系，但是整体与部分不可以分开。
再看一个案例：在程序中我们定义实体：Person 与 IDCard、Head, 那么 Head 和 Person 就是 组合，IDCard 和 Person 就是聚合。 但是如果在程序中 Person 实体中定义了对 IDCard 进行级联删除，即删除 Person 时连同 IDCard 一起删除，那 么 IDCard 和 Person 就是组合了.
2.9.2应用案例
public class Person{
private IDCard card;
private Head head = new Head();
}
public class IDCard{}
public class Head{}对应的类图:
案例 2
public class Computer {
private Mouse mouse = new Mouse(); //鼠标可以和 computer 不能分离
private Moniter moniter = new Moniter();//显示器可以和 Computer 不能分离
public void setMouse(Mouse mouse) {
this.mouse = mouse;
}
public void setMoniter(Moniter moniter) {
this.moniter = moniter;
}
}
public class Mouse {
}
public class Moniter {
}对应的类图：
到此完毕啦啦啦啦啦！！！！！！！！！！！