设计原则是思想上的指导,而设计模式是实现上的手段,是针对某个场景下某些问题的某个解决方案,因此设计模式应该遵 守这些原则,换句话说,设计模式就是这些设计原则的一些具体体现。
设计模式常用的七大原则有:
对于一个类,只有一个引起该类变化的原因;该类的职责是唯一的,且这个职责是唯一引起其他类变化的原因。
如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起了。一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。
**解决:**将不同的职责封装到不同的类或者模块中。 当有新的需求将现有的职责分为颗粒度更小的职责的时候,应该及时对现有代码进行重构。当系统逻辑足够简单,方法足够少,子类够少或后续关联够少时,也可以不必严格遵循你SRP原则,避免过度设计、颗粒化过于严重。
一个类不能做太多的东西。在软件系统中,一个类(一个模块、或者一个方法)承担的职责越多,那么其被复用的可能性就会越低。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。
所谓开放一关闭原则,指的是,一个类应该对扩展开放,对修改关闭。
一般也被简 称为开闭原则,开闭原则是设计中非常核心的一个原则。开闭原则要求的是,类的行为是可以扩展的,而且是在不修改已有代码的情况下进 行扩展,也不必改动已有的源代码或者二进制代码。
开闭原则的意义:
在软件的生命周期内,因为变化、升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改时,可能会给旧代码中引入错误,也可能会使我们不得不对整个功能进行重构,并且需要原有代码经过重新测试。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。
如何实现对扩展开放,对修改关闭?
要实现对扩展开放,对修改关闭,即遵循开闭原则,需要对系统进行抽象化设计,抽象可以基于抽象类或者接口。一般来说需要做到几点:
所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象,也可以简单理解为任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。
里氏代换原则的意义:
**只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。**里氏代换原则是对"开-闭"原则的补充。实现"开-闭"原则的关键步骤就是抽象化。而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。当然,如果反过来,软件单位使用的是一个子类对象的话,那么它不一定能够使用基类对象。举个很简单的例子说明这个问题:如果一个方法接收Map类型参数,那么它一定可以接收Map的子类参数例如HashMap、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap类型的参数;但是返过来,如果另一个方法只接收HashMap类型的参数,那么它一定不能接收所有Map类型的参数,否则它可以接收LinkedHashMap、ConcurrentHashMap类型的参数。
子类为什么可以替换基类的位置?
其实原因很简单,只要存在继承关系,基类的所有非私有属性或者方法,子类都可以通过继承获得(白箱复用),反过来不成立,因为子类很有可能扩充自身的非私有属性或者方法,这个时候不能用基类获取子类新增的这些属性或者方法。
里氏代换原则是实现开闭原则的基础,它告诉我们在设计程序的时候进可能使用基类进行对象的定义和引用,在运行时再决定基类的具体子类型。从另外一个角度来说,里氏替换原则是实现开闭的主要原则之一。开闭原则要求对 扩展开放,扩展的一个实现手段就是使用继承;而里氏替换原则是保证子类型能够正确 替换父类型,只有能正确替换,才能实现扩展,否则扩展了也会出现错误。
**程序要依赖于抽象接口,不要依赖于具体实现。**简单的说就是要求对抽象进行编程,不要对实现进行编程,这样就降低了客户与实现模块间的耦合。
依赖倒转原则的意义:
依赖倒转原则要求我们在程序代码中传递参数时或在关联关系中,尽量引用层次高的抽象层类,即使用接口和抽象类进行变量类型声明、参数类型声明、方法返回类型声明,以及数据类型的转换等,而不要用具体类来做这些事情。
为了确保该原则的应用,一个具体类应当只实现接口或抽象类中声明过的方法,而不要给出多余的方法,否则将无法调用到在子类中增加的新方法。在引入抽象层后,系统将具有很好的灵活性,在程序中尽量使用抽象层进行编程,而将具体类写在配置文件中,这样一来,如果系统行为发生变化,只需要对抽象层进行扩展,并修改配置文件,而无须修改原有系统的源代码,在不修改的情况下来扩展系统的功能,满足开闭原则的要求。
依赖倒转原则的注意事项:
在实现依赖倒转原则时,我们需要**针对抽象层编程,而将具体类的对象通过依赖注入(DependencyInjection, DI)的方式注入到其他对象中,依赖注入是指当一个对象要与其他对象发生依赖关系时,通过抽象来注入所依赖的对象。**常用的注入方式有三种,分别是:构造注入,设值注入(Setter注入)和接口注入。Spring的IOC是此实现的典范。
从Java角度看待依赖倒转原则的本质就是:面向接口(抽象)编程。
客户端不应该依赖它不需要的接口,类间的依赖关系应该建立在最小的接口上。
简单来说就是建立单一的接口,不要建立臃肿庞大的接口。也就是接口尽量细化,同时接口中的方法尽量少。
如何看待接口隔离原则和单一职责原则?
单一职责原则注重的是类和接口的职责单一,这里职责是从业务逻辑上划分的,但是在接口隔离原则要求当一个接口太大时,我们需要将它分割成一些更细小的接口,使用该接口的客户端仅需知道与之相关的方法即可。也就是说,我们在设计接口的时候有可能满足单一职责原则但是不满足接口隔离原则。
接口隔离原则的规范:
使用接口隔离原则前首先需要满足单一职责原则。
接口需要高内聚,也就是提高接口、类、模块的处理能力,少对外发布public的方法。
定制服务,就是单独为一个个体提供优良的服务,简单来说就是拆分接口,对特定接口进行定制。
接口设计是有限度的,接口的设计粒度越小,系统越灵活,但是值得注意不能过小,否则变成"字节码编程"。
一般也叫合成复用原则(Composite Reuse Principle, CRP),定义是:尽量使用合成/聚合,而不是通过继承达到复用的目的。
合成/聚合复用原则就是在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使之成为新对象的一部分;新的对象通过向内部持有的这些对象的委派达到复用已有功能的目的,而不是通过继承来获得已有的功能。
为什么要用合成/聚合来替代继承达到复用的目的?
继承复用破坏包装,因为继承将基类的实现细节暴露给派生类,基类的内部细节通常对子类来说是可见的,这种复用也称为"白箱复用"
。这里有一个明显的问题是:派生类继承自基类,如果基类的实现发生改变,将会影响到所有派生类的实现;如果从基类继承而来的实现是静态的,不可能在运行时发生改变,不够灵活。
由于合成或聚合关系可以将已有的对象,一般叫成员对象,纳入到新对象中,使之成为新对象的一部分,因此新对象可以调用已有对象的功能,这样做可以使得成员对象的内部实现细节对于新对象不可见,所以这种复用又称为"黑箱复用"
,相对继承关系而言,其耦合度相对较低,成员对象的变化对新对象的影响不大,可以在新对象中根据实际需要有选择性地调用成员对象的操作;
合成/聚合复用可以在运行时动态进行,新对象可以动态地引用与成员对象类型相同的其他对象。
也叫做最少知识原则(Least Knowledge Principle,LKP),它的定义是:一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用。每一个软件单位对其他的单位都只有最少的知识,而且局限于那些与本单位密切相关的软件单位。
迪米特法则的初衷在于降低类之间的耦合。由于每个类尽量减少对其他类的依赖,因此,很容易使得系统的功能模块功能独立,相互之间不存在(或很少有)依赖关系。迪米特法则不希望类之间建立直接的联系。如果真的有需要建立联系,也希望能通过它的友元类(中间类或者跳转类)来转达。
迪米特法则的规则:
迪米特法则的意义:
迪米特法则的核心观念就是类间解耦,也就降低类之间的耦合,只有类处于弱耦合状态,类的复用率才会提高。所谓降低类间耦合,实际上就是尽量减少对象之间的交互,如果两个对象之间不必彼此直接通信,那么这两个对象就不应当发生任何直接的相互作用,如果其中的一个对象需要调用另一个对象的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。简言之,就是通过引入一个合理的第三者来降低现有对象之间的耦合度。但是这样会引发一个问题,有可能产生大量的中间类或者跳转类,导致系统的复杂性提高,可维护性降低。如果一味追求极度解耦,那么最终有可能变成面向字节码编程甚至是面向二进制的0和1编程。
UML类图是一种结构图,用于描述一个系统的静态结构。类图以反映类结构和类之间关系为目的,用以描述软件系统的结构,是一种静态建模方法。类图中的类,与面向对象语言中的类的概念是对应的。
在类的UML图中,使用长方形描述一个类的主要构成,长方形垂直地分为三层,以此放置类的名称、属性和方法。
其中,
类与类之间的关系主要有六种:依赖、泛化(继承)、实现、关联、聚合与组合。可以从关系的强弱来理解,各类关系从强到弱依次是:继承→实现→组合→聚合→关联→依赖。这六种关系的箭头表示如下,
依赖关系(Dependence):假设A类的变化引起了B类的变化,则说名B类依赖于A类。
大多数情况下,依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类的对象作为参数。
依赖关系是一种“使用”关系,特定事物的改变有可能会影响到使用该事物的其他事物,在需要表示一个事物使用另一个事物时使用依赖关系。
用于描述父类与子类之间的关系。父类又称作基类,子类又称作派生类。是依赖关系的特例。
继承关系中,子类继承父类的所有功能,父类所具有的属性、方法,子类应该都有。子类中除了与父类一致的信息以外,还包括额外的信息。
例如:公交车、出租车和小轿车都是汽车,他们都有名称,并且都能在路上行驶。
实现关系(Implementation),主要用来规定接口和实现类的关系。是依赖关系的特例。
接口(包括抽象类)是方法的集合,在实现关系中,类实现了接口,类中的方法实现了接口声明的所有方法。
例如:汽车和轮船都是交通工具,而交通工具只是一个可移动工具的抽象概念,船和车实现了具体移动的功能。
关联关系(Association):表示一个类的属性保存了对另一个类的一个实例(或多个实例)的引用。
关联关系是类与类之间最常用的一种关系,表示一类对象与另一类对象之间有联系。
组合、聚合也属于关联关系,只是关联关系的类间关系比其他两种要弱。
关联关系有四种:双向关联、单向关联、自关联、多重数关联。
例如:汽车和司机,一辆汽车对应特定的司机,一个司机也可以开多辆车。
聚合关系(Aggregation):整体和部分的关系,整体与部分可以分开。是关联关系的特例。
聚合关系也表示类之间整体与部分的关系,成员对象是整体对象的一部分,但是成员对象可以脱离整体对象独立存在。
例如:公交车司机和工衣、工帽是整体与部分的关系,但是可以分开,工衣、工帽可以穿在别的司机身上,公交司机也可以穿别的工衣、工帽。
组合关系(Composition):整体与部分的关系,但是整体与部分不可以分开。是关联关系的特例。
组合关系表示类之间整体与部分的关系,整体和部分有一致的生存期。一旦整体对象不存在,部分对象也将不存在,是同生共死的关系。
设计模式分为三种类型,共23种
1)创建型模式:单例模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式、工厂模式。
2)结构型模式:适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
3)行为型模式:模版方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、 解释器模式(Interpreter模式)、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)。
参考:https://www.cnblogs.com/ldj3/p/9143821.html