001-从零学习设计模式-设计原则

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设计模式

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  • 代表了代码的最佳实践，被有经验的开发人员所使用；

  • 设计模式是很多被反复使用并知晓的，主要是对代码和经验的总结；

  • 使用设计模式是为了重用代码，让代码更容易被他人理解，保证代码的可靠性；

  • 对接口编程而不是对实现变成；

  • 有限使用对象组合而不是继承关系；

设计原则

设计模式的六大设计（第七点为后增）原则通常是指的面向对象设计原则，也被称为SOLID原则。这六大设计原则分别是：

  1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）:

    • 一个类应该只有一个引起变化的原因。这意味着一个类应该只有一个责任，只关注一个功能领域；

    • 降低程序的复杂度，提高程序可维护性，降低了变更所带来的风险；

  2. 开放/封闭原则（Open/Closed Principle，OCP）:

    • 软件实体（类、模块、函数等）应该是可扩展的，但不可修改的。即，对于新增功能应通过扩展而不是修改现有代码来实现；

    • 使用抽象进行构建，使用实现扩展细节，面向抽象编程；

    • 提高软件系统的可复用性和可维护性；

  3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）:

    • 所有引用基类的地方必须能够透明地使用其子类的对象，即子类可以替代基类而不影响程序的正确性；

    • 里氏替换原则是继承复用的基石，对开闭原则的补充；

    • 子类可以实现父类的抽象方法，但是不能覆盖原有父类的方法，子类中可以增加自己特有的方法；

    • 可以增加程序的健壮性；

  4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）:

    • 一个类对于它的客户端应该只暴露它们需要的方法，而不应该强迫客户端使用它们不需要的方法。接口应该是客户端特定的，而不是通用的；

    • 尽量细化接口，接口中的方法尽量少；

    • 符合低耦合的设计思想，提高了可扩展性和可维护性；

  5. 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）:

    • 高层模块不应该依赖于低层模块，而是两者都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于具体实现，而具体实现应该依赖于抽象；

    • 依赖倒置原则是开闭原则的基础，针对接口进行编程；

    • 可以减少类之间的耦合行，提高系统稳定性，提高代码可读性和可维护性；

    • 降低修改程序所造成的风险；

  6. 迪米特法则（Law of Demeter，LoD）:

    • 一个对象应该对其他对象有最少的了解，即一个对象不应该直接调用另一个对象内部的方法，而应该通过一些中介者来进行间接调用；

    • 为了降低类与类之间的耦合关系；

    • 强调只和朋友交流，不和陌生人说话。朋友指的是成员变量或方法中输入输出的参数；

  7. 合成复用原则（Composite Reuse Principle，CRP）:

    • 尽量使用对象组合，聚合的方式，而不是使用继承关系达到软件复用的目的；

    • 可以使系统更加灵活，降低类与类之间的耦合度，一个类的变化对其他类造成的影响相对较少；

这些设计原则共同为面向对象设计提供了指导方针，有助于创建更灵活、可维护和可扩展的代码。在应用这些原则时，设计模式通常被用来实现这些原则的具体设计方案。

单一职责原则

1.定义人类接口

人类都具有吃饭、睡觉的行为

public interface Human {/*** 吃饭*/void eat();
​/*** 睡觉*/void sleep();
}

2.定义程序员抽象类

程序员都需要工作

public abstract class Programmer implements Human {/*** 程序员都需要工作*/abstract void work();
}

3.Java程序员

具备Java编写能力

public class JavaProgrammer extends Programmer {@Overridepublic void eat() {System.out.println("Java程序员在吃饭");}
​@Overridepublic void sleep() {System.out.println("Java程序员在睡觉");}
​@Overridevoid work() {System.out.println("Java程序员在工作");}
​/*** Java程序员其他行为*/void codeJava() {System.out.println("Java程序员在写Java代码");}
}

4.测试

public class Test {public static void main(String[] args) {JavaProgrammer javaProgrammer = new JavaProgrammer();javaProgrammer.codeJava();javaProgrammer.eat();javaProgrammer.work();javaProgrammer.sleep();}
}

开放/封闭原则

1.定义人类接口

人类都具有吃饭、睡觉的行为

public interface Human {/*** 吃饭*/void eat();
​/*** 睡觉*/void sleep();
}

2.学生实现人类接口

学生都具有学习的行为

public class Student implements Human {@Overridepublic void eat() {System.out.println("学生在吃饭");}
​@Overridepublic void sleep() {System.out.println("学生在睡觉");}
​public void study() {System.out.println("学生在学习");}
}

3.增加高中生

满足开闭原则，增加高中生，但不修改学生类。

public class HighSchoolStudent extends Student {@Overridepublic void eat() {System.out.println("高中生在吃饭");}
​@Overridepublic void sleep() {System.out.println("高中生在睡觉");}
​@Overridepublic void study() {System.out.println("高中生在学习");}
​/*** 扩展高中生独有的属性或行为*/public void doSomeThing() {System.out.println("高中生在谈恋爱");}
}

4.测试

public class Test {public static void main(String[] args) {Student student = new Student();student.eat();student.sleep();student.study();
​// 不修改学生类（对修改关闭），增加高中生（对扩展开发）HighSchoolStudent highSchoolStudent = new HighSchoolStudent();highSchoolStudent.eat();highSchoolStudent.sleep();highSchoolStudent.study();highSchoolStudent.doSomeThing();}
}

里氏替换原则

1.定义老鼠类

public class Mouse {void burrow() {System.out.println("老鼠会打洞。。。");}
}

2.定义仓鼠类继承老鼠

public class Hamster extends Mouse {// 子类可以不修改父类的方法，只是继承并使用 (老鼠天生会打洞)
}

3.定义玩具鼠类继承老鼠

public class ToyMouse extends Mouse {@Overridevoid burrow() {// 它可以覆盖 burrow 方法，但不应该修改已经存在的行为System.out.println("我是玩具鼠，我不会打洞，我会上天");}
}

4.测试

public class Test {public static void main(String[] args) {Hamster hamster = new Hamster();// 老鼠生的会打洞hamster.burrow();
​ToyMouse toyMouse = new ToyMouse();// 老鼠生的不会打洞，会上天，就违背了该原则toyMouse.burrow();}
}

接口隔离原则

1.定义人类接口

public interface Human {}

2.人类行为拆分接口，进行接口隔离

吃饭

public interface EatAction extends Human {void eat();
}

睡觉

public interface SleepAction extends Human {void sleep();
}

3.学生具备吃饭、睡觉的行为

public class Student implements EatAction, SleepAction {@Overridepublic void eat() {System.out.println("学生在吃饭");}
​@Overridepublic void sleep() {System.out.println("学生在睡觉");}
}

4.测试

public class Test {public static void main(String[] args) {Student student = new Student();
​student.eat();student.sleep();}
}

依赖倒置原则

1.定义人类接口

人类都具有吃饭、睡觉的行为

public interface Human {/*** 吃饭*/void eat();
​/*** 睡觉*/void sleep();
}

2.定义程序员抽象类

public abstract class Programmer implements Human {
​@Overridepublic void eat() {System.out.println("程序员在吃饭");}
​@Overridepublic void sleep() {System.out.println("程序员在睡觉");}
​/*** 程序员都需要工作*/abstract void work();
}

定义Java程序员、测试程序员

Java程序员

public class JavaProgrammer extends Programmer {@Overridepublic void eat() {System.out.println("Java程序员在吃饭");}
​@Overridepublic void sleep() {System.out.println("Java程序员在睡觉");}
​@Overridevoid work() {System.out.println("Java程序员在工作");}
}

测试程序员

public class TestProgrammer extends Programmer {@Overridepublic void eat() {System.out.println("测试程序员在吃饭");}
​@Overridepublic void sleep() {System.out.println("测试程序员在睡觉");}
​@Overridevoid work() {System.out.println("测试程序员在工作");}
}

4.测试

public class Test {public static void main(String[] args) {JavaProgrammer javaProgrammer = new JavaProgrammer();javaProgrammer.eat();javaProgrammer.work();javaProgrammer.sleep();
​TestProgrammer testProgrammer = new TestProgrammer();testProgrammer.work();}
}

迪米特法则

1.定义人类接口

public interface Human {}

2.定义管理层接口并实现

public interface Manager extends Human {}

公司老板

public class Boss implements Manager {public void meet(TeamLeader teamLeader) {System.out.println("老板开会，发布任务");teamLeader.assignTasks();}
}

团队领导

public class TeamLeader implements Manager {
​private Programmer programmer;
​public void setProgrammer(Programmer programmer) {this.programmer = programmer;}
​public void assignTasks() {System.out.println("团队领导给研发分配任务");
​this.programmer.work();}
}

3.定义程序员接口并实现

public abstract class Programmer implements Human {/*** 程序员都需要工作*/abstract void work();
}

Java程序员

public class JavaProgrammer extends Programmer {
​@Overridevoid work() {System.out.println("Java程序员完成Java代码开发");}
}

4.测试

public class Test {public static void main(String[] args) {// 老板准备发布任务Boss boss = new Boss();
​// 找到项目经理TeamLeader teamLeader = new TeamLeader();
​// 项目经理拉上手底下研发JavaProgrammer javaProgrammer = new JavaProgrammer();teamLeader.setProgrammer(javaProgrammer);
​// 老板发布任务boss.meet(teamLeader);}
}

合成复用原则

1.定义汽车引擎

public class Engine {void start() {System.out.println("发动机正在启动");}
}

2.定义汽车

public class Car {private Engine engine;
​Car(Engine engine) {this.engine = engine;}
​void start() {engine.start();System.out.println("汽车正在启动");}
}

3.测试

public class Test {public static void main(String[] args) {// 在传统的继承方式下，可能会让Car继承自Engine，但这样的设计可能导致不必要的耦合，违反了合成复用原则。Engine engine = new Engine();// 使用合成复用原则通过组合来实现复用。Car car = new Car(engine);car.start();}
}

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