设计模式七大原则小记(单一原则、接口隔离原则、依赖倒转原则、里氏替换原则、开闭原则、迪米特法则、合成复用原则)

设计模式

设计模式是为了让程序(软件)具有更好的:

  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,即当需要增添其他新功能的时候,非常的方便;
  4. 可靠性,即添加了新的功能之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。

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,应该遵守的原则,也是各种设计模式的基础。
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;

详细介绍:

  1. 单一职责原则;

    比如说当创建交通工具类的时候,需要有一个run方法,让交通工具跑起来,对于不同的交通工具,其run方法是不同的,有“在路上跑”、“在水里开”、“在天上飞”,所以需要创建三个类,分别对应三种不同交通工具,这三个类拥有各自的run方法。

    以上对于类来说,一个类应该只负责一项职责,这就叫做单一职责原则

    但是,对于如此简单、只有一个方法的代码,完全可以使用一个类,在同一个类里面创建三个不同的run方法,给三种不同的交通工具使用。

    借此引出单一职责原则的注意事项和细节:

    • 降低类的复杂程度,一个类只负责一项职责;
    • 提高类的可读性,可维护性;
    • 降低变更引起的风险
    • 通常情况下,我们应该遵守单一职责原则,只有当逻辑足够简单,才可以在代码级违反单一职责原则;只有类中的方法足够少,才可以在方法级别保持单一职责原则。
  2. 接口隔离原则;

    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。

    比如说,有一个interface1接口里面包括五个方法:operation1()–operation5()。类A通过interface1接口依赖类B,用于实现接口中的1、2、3方法,类C通过interface1接口依赖类D,用于实现接口中的1、4、5方法。可以发现,interface1对于类A和类C来说都不是最小方法,它们都要去实现自己根本用不到的方法,这就违反了接口隔离原则。

    解决办法:将interface1分为interface1,用于实现方法operation1();interface2,用于实现方法operation2()和operation3();interface3,用于实现方法operation4()和operation5()。这样类A可以通过interface1和interface2实现对类B的依赖,类C可以通过interface1和interface3实现对类D的依赖。设计模式七大原则小记(单一原则、接口隔离原则、依赖倒转原则、里氏替换原则、开闭原则、迪米特法则、合成复用原则)_第1张图片

  3. 依赖倒转原则;

    依赖倒转原则指的是:
    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要比以细节为基础搭建的结构稳定的多。在java中,抽象指的是接口或抽象类,细节指的是具体的实现类。
    5)使用接口或抽象类的目的是制定好规范,而不涉及任何的具体操作,把展现细节的任务交给实现类去完成。
    例子:用person接收不同类型的消息,设计一个接收消息的receiver,然后传递消息类型。

    依赖关系传递的三种方式:
    1)接口传递
    2)构造方法传递
    3)setter方式传递

    使用依赖倒转原则注意的事项和细节:
    1)低层模块尽量都要有抽象类或接口,或者两者都有,这样程序稳定性更好;
    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之间就存在一个缓冲层,有利于程序的扩展和优化;
    3)继承时遵循里氏替换原则。

  4. 里氏替换原则;

    OO中继承性的思考与说明:
    1)继承中包含这样一层含义:父类中凡是已经实现好的方法,实际上是在设计规范和契约,虽然它不强制所有的子类都必须遵循这些契约,但是如果子类对这些已经实现的方法作任意修改,则会破坏整个继承体系;
    2)继承在给程序设计带来便利的同时,也带来了弊端。比如说继承会给程序带来侵入性,程序的可移植性降低,增加对象之间的耦合性。如果一个类被另一个类所继承,那么当这个类需要修改时,需要考虑到继承它的子类。并且父类修改之后,所有涉及到的子类的功能可能产生故障;
    3)在编程中,如何正确的使用集成?–>里氏替换原则。

    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。.

    解决方法:
    1)在实际编程中,我们常常会通过重写父类的方法来完成新的功能,这样写起来虽然简单,但是整个程序的复用性会很差,特别是运用多态比较频繁的时候。
    2)通常的做法是:让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,用聚合、组合、依赖的方式来代替。

  5. 开闭原则;
    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,对修改关闭用抽象构建框架,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。

  6. 迪米特法则;
    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由耦合关系,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

    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

  7. 合成复用原则;
    尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

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