Java设计模式之七大设计原则

Java设计模式之七大设计原则

本文对Java设计模式中的七大设计原则进行汇总介绍，提炼最核心的概念。

设计模式总结笔记

一、设计模式七大原则

设计模式的目的：

• 代码可重用性：相同功能的代码，不用多次编写。
• 可读性：编程规范性，便于其他程序员的阅读和理解。
• 可扩展性：当需要增加新的功能的时候，非常方便，称为可扩展性。
• 可靠性：当我们新增功能后，对原来的功能没有影响。
• 使程序呈现高内聚、低耦合特性。

1.1、单一职责原则： 每个类只负责自己的事情，而不是变成万能的

不遵守单一职责原则：

对类来说的，就是一个类应该只负责一项职责。

比如：UserDao类，就只处理用户持久层的方法即可。

在类上遵守单一职责：

对方法来说，一个方法也只做一种事，或者一个类型的事。

在方法上遵守单一职责原则：

单一职责主要是降低类的复杂度，一个类只负责一项职责。
提高类的可读性和可维护性。
降低变更引起的风险。

1.2 接口隔离原则：各个类建立自己的专用接口，而不是建立万能接口

接口隔离，就是说一个类不要去依赖它不需要的接口，就是类之间的依赖应该建立在最小接口上。

比如：

各个类在不需要全部的方法的情况下，实现接口，就会导致实现不需要的方法，因此需要分解。

这样，只实现自己需要的就可以了。

1.3 依赖倒转原则：面向接口编程，而不是面向实现类

基本介绍:

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(实现)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

总结： 我们使用依赖倒转原则的目的就是使用接口或者抽象类去定义规范。我们只需要依赖接口就行了。需要实现拓展的功能直接交给子类去完成，接口可以实现统一管理。如下：

定义接口：

子类实现：

依赖接口：

使用：

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

1.4 里氏替换原则：继承父类而不去改变父类

基本介绍:

  1. 所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
  2. 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。
  3. 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。

1.5 开闭原则：拓展新类而不是修改旧类

基本介绍:

  1. 开闭原则是编程中最基础、最重要的设计原则。
  2. 一个软件实体类，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。

总结： 使用开闭原则，就是要灵活使用抽象类和接口。以绘制图形为例：

• 声明抽象类：
  

• 让子类去实现
  

• 使用基类去调用（多态）
  

• 调用

这样的实现，我们在拓展的时候只需要拓展新的类即可，不会对原有的类进行修改。遵守开闭原则。

总结： 其它设计原则的设计其实也是有遵守开闭原则的。

1.6 迪米特法则：无需直接交互的两个类，如果需要交互，使用中间者

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. 迪米特法则还有一个更简单的定义: 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，我们称出现在成员变量，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。

总结： 如何很好的实现迪米特法则，把握核心点。

• 类的直接朋友：出现在成员变量、方法参数、方法返回值中的类。
• 类的非直接朋友：出现在局部变量中的类。

因此，迪米特法则就是要优化类的非直接朋友，一个类里面最好就是只有直接朋友，而没有非直接朋友，所以，遵守迪米特法则，直接将非直接朋友进行优化即可。

1.7 合成复用原则：优先组合，其次继承

总结： 原则是类之间尽量使用合成/集合的方式，而不是使用继承。

二、UML核心类图知识

2.1 类之间的关系

依赖： 只要在类中用到了对方，那么他们之间就存在依赖关系。谁依赖谁，箭头就指向谁。以下案例都可以表示依赖关系。（虚线加箭头）

总结：

• 类中用到了对方
  • 类的成员属性
  • 方法的返回类型
  • 方法接收的参数类型
  • 方法中使用到

泛化（继承）： 是依赖关系的特例。继承谁就指向谁。（实线+空心三角形）

实现： 实现就是实现接口，实现谁指向谁。（虚线+空心三角形）

关联： 是依赖关系的特例。(实线)

关联具有导航性：即单向关联、双向关联。

单向关联：A关联B B不关联A

双向关联：A关联B B关联A

聚合： 表示整体与部分之间的关系，整体与部分是可以分开的，具体到类中就是可以在需要的时候去设置这个对象。是关联关系的特例。（实线+空心菱形）

组合： 也是整体与部分的关系，（聚合关系的升级，是关系的加强）表示的是不可分离的关系，也就是直接将对象创建到类中。（实线+实心菱形）