设计模式——设计模式三大分类以及六大原则

1. 设计模式三大分类  

设计模式分为三种类型，共23类。

（1）创建型模式：单例模式、抽象工厂模式、建造者模式、工厂模式、原型模式。

（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、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、状态模式、策略模式、职责链模式、访问者模式。

 

2.  六大原则

2.1 单一职责原则

单一职责原则是指，不要让一个类承担过多的职责。避免职责耦合在一起，避免一个职责的变化影响到其他职责。

比如在Activity中存在网络请求的逻辑，导致Activity过于臃肿，导致引起这个Activity变化的原因太多，这样就违反了单一职责原则，不利于后续的版本维护。

最后再来理解一下单一职责的定义——就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。

 

2. 2 开放封闭原则

在开发过程中，需求的变化如果要通过修改原有的代码来完成，那么就很可能将新的错误引入到旧的代码中。因此才有了开放封闭原则。就是说，需求改变时，我们应该尽量通过拓展的方式、即加入新代码来实现变化。

比如我们要实现一个银行业务的逻辑，如下所示：

//By SEU_Calvin on 2017/03/27
public class BankProcess {
	public void Deposite() {//存款
	}
	public void Withdraw(){//取款
	}
}

public class BankStaff {
	private BankProcess bankpro = new BankProcess();
	public void BankHandle(Client client) {
		switch (client.Type) {
		case "deposite": // 存款
			bankpro.Deposite();
			break;
		case "withdraw": // 取款
			bankpro.Withdraw();
			break;
		}
	}
}

这样直接调用BankStaff.BankHandle()方法，通过传入的参数完成对应的存取款功能。

但是这时加入了转账业务呢，就需要去修改BankProcess类，这样既违反了单一职责原则，也违反了我们的开放封闭原则，因为BankProcess职责不单一，且新需求需要修改已有的代码。因此可以使用的接口的方式进行优化：

//By SEU_Calvin on 2017/03/27
public interface IBankProcess {
	void Process();
}

public class DeposiProcess implements IBankProcess {
	public void Process(){ // 办理存款业务
	}
}

public class WithDrawProcess implements IBankProcess{
	public void Process(){ // 办理取款业务
	}
}

public class TransferProcess implements IBankProcess{
	public void Process(){        //办理转账业务
    }
}

public class BankStaff {
	private IBankProcess bankpro = null;

	public void BankHandle(Client client) {
		switch (client.Type) {
		case "Deposite": // 存款
			bankpro = new DeposiProcess();
			break;
		case "WithDraw": // 取款
			bankpro = new WithDrawProcess();
			break;
		case "Transfer": // 转账
			bankpro = new TransferProcess();
			break;
		}
		bankpro.Process();
	}
}

这样如果我们再添加功能，你会发现我们不需要修改原有的类，只需要添加一个功能类的子类即可。

最后再来理解一下开放封闭的定义——软件中的对象（类、模块、函数等）应该对于拓展是开放的，而对于修改是封闭的。

2.3  里氏替换原则

里氏代换原则告诉我们，只要父类出现的地方，子类就可以出现，替换为子类后不会产生任何错误和异常，当然反过来未必适应。

我们在运用里氏代换原则时，尽量把父类设计为抽象类或者接口，让子类继承父类或实现父接口，并实现在父类中声明的方法，在运行时再确定其子类类型，用子类实例来替换父类实例。如2的例子中对bankpro的实例化。就可以很方便地扩展系统的功能，同时无须修改原有子类的代码，增加新的功能可以通过增加一个新的子类来实现。因此说，里氏替换原则是开闭原则的具体实现手段之一。

最后再来理解一下里氏替换原则的定义——所有引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。

 

2.4  依赖倒置原则

依赖倒置原则在Java中是指接口或抽象类不依赖于实现类，而实现类依赖接口或抽象类。

就是说如果类与类直接依赖细节，那么就会直接耦合，那么当修改时，就会同时修改依赖者代码，这样限制了可扩展性。依赖倒置就是为了解决耦合。让程序依赖于抽象。

举个简单的例子：

//By SEU_Calvin on 2017/03/27
public class Fute {
	public void run() {
		System.out.println("福特汽车启动");
	}

	public void stop() {
		System.out.println("福特汽车停止");
	}
}

public class Bentian {
	public void run() {
		System.out.println("本田汽车启动");
	}

	public void stop() {
		System.out.println("本田汽车停止");
	}
}

public class AtuoRunSystem {

	private String mType;
	private Bentian bentian = new Bentian();
	private Fute fute = new Fute();

	public AtuoRunSystem(String type) {
		mType = type;
	}

	public void AutoRun() {
		if ("bentian".equals(mType)) {
			bentian.run();
		} else {
			fute.run();
		}
	}

	public void AutoStop() {
		if ("bentian".equals(mType)) {
			bentian.stop();
		} else {
			fute.stop();
		}
	}
}

代码很简单，但是缺点也很明显，扩展性特别差，现在只有两种车，if-else语句还算简单，假设以后有100种车…

//By SEU_Calvin on 2017/03/27
public interface Icar {
	void run();
	void stop();
}

public class Fute implements Icar {

	public void run() {
		System.out.println("福特汽车启动");

	}

	public void stop() {
		System.out.println("福特汽车停止");

	}

}

public class Bentian implements Icar {

	@Override
	public void run() {
		System.out.println("本田汽车启动");

	}

	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("本田汽车停止");

	}

}

public class AtuoRunSystem {

	private Icar icar;

	public AtuoRunSystem(Icar icar) {
		this.icar = icar;
	}

	public void autoRun() {
		icar.run();

	}

	public void autoStop() {
		icar.stop();
	}

}

经过改造，再加入新车我们也不怕了。这种设计也充分说明了，类与类不应该直接依赖细节，因为这样会导致耦合，限制了可扩展性，而是让类与类直接依赖抽象。

 

2.5  迪米特原则

也称为最少知识原则，是指一个对象应该对其他对象有最少的了解。

通俗的讲，一个类对自己需要耦合的类应该知道的最少，你内部多么复杂和我没关系，我只对你提供的public方法感兴趣。这样的话，如果一个系统符合迪米特法则，那么当其中某一个类发生修改时，就会尽量少地影响其他模块，降低系统的耦合度，使类与类之间保持松散的耦合关系。

下面是老师让班长清点班级人数的例子：

//By SEU_Calvin on 2017/03/27
public class Teacher {
	public void commond(Monitor monitor) {
		List lists = new ArrayList();
		// 初始化同学
		for (int i = 0; i < 20; i++) {
			lists.add(new Student());
		}
		// 告诉班长清点人数
		monitor.count(lists);
	}
}

public class Monitor {
	// 有清查女生的工作
	public void count(List lists) {
		System.out.println(lists.size());
	}
}

//调用时
Teacher teacher= new Teacher();
teacher.commond(new Monitor());

我们看到Teacher类不仅与Monitor类产生了关系，还和Student类产生了关系。产生了不必要的耦合。这样Student类的变化不仅影响Monitor类，还会影响到Teacher类。程序优化修改后如下，调用方法不变：

//By SEU_Calvin on 2017/03/27
public class Teacher {
	public void commond(Monitor monitor) {
		monitor.count();
	}
}

public class Monitor {
	public void count() {
		List lists = new ArrayList();
		for (int i = 0; i < 20; i++) {
			lists.add(new Student());
		}
		System.out.println(lists.size());
	}
}

//调用时
Teacher teacher= new Teacher();
teacher.commond(new Monitor());

2.6  接口隔离原则

接口隔离原则的含义是：建立单一接口而不是建立庞大臃肿的接口，尽量细化接口，接口中的方法尽量少。也就是说，我们要为各个类建立专用的接口，而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。

比如说，定义了一个接口MyInterface。

public interface MyInterface{
    public void method1();  
    public void method2();  
    public void method3();  
}

但是实现类A只想实现接口中的method1方法，而实现类B只想实现接口中的method2、method3方法。

此时只写一个接口让A、B都去实现该接口的话，会导致AB中会实现不需要的方法，这样设计接口会导致接口比较臃肿，因此我们应该要把这个接口拆分开来写。

很多人会觉的接口隔离原则跟之前的单一职责原则很相似，其实不然。单一职责原则注重的是职责，针对的是程序中的实现和细节；而接口隔离原则注重的是对接口依赖的隔离，主要针对抽象。

最后理解一下接口隔离原则的定义：类间的依赖应该建立在最小的接口上。