设计模式七大原则

设计模式体现了代码的耦合性， 内聚性以及可维护性，可扩展性，重用性，灵活性。

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：当需要增加新的功能时，非常的方便，称为可维护）
4. 可靠性（即：当我们增加新的功能后，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

Scott Mayers在其巨著《Effective C++》说过: C老手和C新手的区别就是前者手背上有很多伤疤。

  • 同样是面向对象，当然也可指 Java

一、单一职责原则（Single responsibility）

单一职责原则注意事项和细节：

  1. 降低类的复杂度，一个类只负责一项职责；
  2. 提高类的可读性，可维护性；
  3. 降低变更引起的风险;
  4. 通常情况下，应当遵守单一职责原则， 只有逻辑足够简单，才可以在方法级违反单一职责原则。
/**
 * @author : lwj
 * createTime  : 2020/6/30 19:42
 * description : Reprint please indicate the source
 *
 * 只有类中方法数量足够少，可以在方法级别保持单一职责原则
 */
public class SingleResponsibility {
    public static void main(String[] args) {
        Vehicle vehicle = new Vehicle();
        vehicle.run("柯尼塞格");
        vehicle.fly("波音747");
    }
}

/**
 * 逻辑简单，方法级别实现单一职责
 * 逻辑复杂，分类实现单一职责
 */
class Vehicle {
    public void run(String string) {
        System.out.println(string + "：是陆地交通工具");
    }
    public void fly(String string) {
        System.out.println(string + "：是空中交通工具");
    }
}

二、接口隔离原则（Interface Segregation）

  1. 类A通过接口 Interface1、2 依赖类B，类C通过接口 Interface1、3 依赖类D，如果接口 Interface 对于 类A 和 类C 来说不是最小接口，那么 类B 和 类D 必须去实现他们不需要的方法。
  2. 将接口 Interface 拆分为独立的几个接口，类A 和 类C 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则。
  3. 接口 Interface 中出现的方法，根据实际情祝拆分为三个接口。

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/**
 * @author : lwj
 * createTime  : 2020/6/30 19:49
 * description : Reprint please indicate the source
 */
public class InterfaceSegregation {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        a.depend1(new B());
        a.depend2(new B());
        a.depend3(new B());

        C c = new C();
        c.depend1(new D());
        c.depend4(new D());
        c.depend5(new D());
    }
}

interface interface1 {
    void Operation1();
}

interface interface2 {
    void Operation2();
    void Operation3();
}

interface interface3 {
    void Operation4();
    void Operation5();
}

class B implements interface1, interface2 {

    @Override
    public void Operation1() {
        System.out.println("B 实现了 Operation1");
    }

    @Override
    public void Operation2() {
        System.out.println("B 实现了 Operation2");
    }

    @Override
    public void Operation3() {
        System.out.println("B 实现了 Operation3");
    }
}

class D implements interface1, interface3 {

    @Override
    public void Operation1() {
        System.out.println("D 实现了 Operation1");
    }

    @Override
    public void Operation4() {
        System.out.println("D 实现了 Operation4");
    }

    @Override
    public void Operation5() {
        System.out.println("D 实现了 Operation5");
    }
}

class A {
    public void depend1(interface1 i) {
        i.Operation1();
    }
    public void depend2(interface2 i) {
        i.Operation2();
    }
    public void depend3(interface2 i) {
        i.Operation3();
    }
}

class C {
    public void depend1(interface1 i) {
        i.Operation1();
    }
    public void depend4(interface3 i) {
        i.Operation4();
    }
    public void depend5(interface3 i) {
        i.Operation5();
    }
}

三、依赖倒转原则（Dependence Inversion）

  1. 高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象（缓冲层）；
  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。

依赖关系三种传递方式：

  • 接口传递（依赖）
  • 构造方法传递（依赖）
  • setter方式传递（聚合）
/**
 * @author : lwj
 * createTime  : 2020/6/30 19:51
 * description : Reprint please indicate the source
 */
public class DependenceInversion {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        person.receive(new Email());
        person.receive(new WeChat());
    }
}

interface Info{
    String getInfo();
}

class Email implements Info{
    @Override
    public String getInfo() {
        return "Receive Email";
    }
}

class WeChat implements Info{
    @Override
    public String getInfo() {
        return "Receive WeChat";
    }
}

//person 接受信息
class Person {
    public void receive(Info info) {
        System.out.println(info.getInfo());
    }
}

四、里氏替换原则（Liskov Substitution）

  1. 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)在1988年，由麻省理工学院一位姓里的女士提出；
  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. 继承实际上让两个类耦合性增强了，给程序带来侵入性。在适当的情况下，可以通过聚合，组合，依赖来解决问题；
  5. 继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法，实际上是在设定规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约，但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。
/**
 * @author : lwj
 * createTime  : 2020/6/30 19:56
 * description : Reprint please indicate the source
 */
public class LiskovSubstitution {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println("2 - 1 = " + a.func1(2, 1));

        B b = new B();
        System.out.println("2 + 1 = " + b.func1(2, 1));
        System.out.println("2 + 1 + 9 = " + b.func2(2, 1));
        System.out.println("B类使用A类方法：2 - 1 = " + b.func3(2, 1));
    }
}

class Base {
    //把基础方法和成员抽取成基类
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

class A extends Base {
//    public int func1(int num1, int num2) {
//        return num1 - num2;
//    }
}

class B extends Base {

    // TODO 类 B `无意` 重写了父类 A 方法，造成原有方法发生改变。
//    @Override
//    public int func1(int num1, int num2) {
//        return num1 + num2;
//    }

    @Override
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 + num2;
    }

    public int func2(int num1, int num2) {
        return func1(num1, num2) + 9;
    }

    private A a = new A();//组合

    //使用 A 方法
    public int func3(int num1, int num2) {
        return this.a.func1(num1, num2);
    }
}

五、开闭原则 OCP（Open Closed）

  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，比如类，模块和函数应该对提供方扩展开放，对使用方修改关闭。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。
/**
 * @author : lwj
 * createTime  : 2020/6/30 19:49
 * description : Reprint please indicate the source
 */
public class InterfaceSegregation {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        a.depend1(new B());
        a.depend2(new B());
        a.depend3(new B());

        C c = new C();
        c.depend1(new D());
        c.depend4(new D());
        c.depend5(new D());
    }
}

interface interface1 {
    void Operation1();
}

interface interface2 {
    void Operation2();
    void Operation3();
}

interface interface3 {
    void Operation4();
    void Operation5();
}

class B implements interface1, interface2 {

    @Override
    public void Operation1() {
        System.out.println("B 实现了 Operation1");
    }

    @Override
    public void Operation2() {
        System.out.println("B 实现了 Operation2");
    }

    @Override
    public void Operation3() {
        System.out.println("B 实现了 Operation3");
    }
}

class D implements interface1, interface3 {

    @Override
    public void Operation1() {
        System.out.println("D 实现了 Operation1");
    }

    @Override
    public void Operation4() {
        System.out.println("D 实现了 Operation4");
    }

    @Override
    public void Operation5() {
        System.out.println("D 实现了 Operation5");
    }
}

class A {
    public void depend1(interface1 i) {
        i.Operation1();
    }
    public void depend2(interface2 i) {
        i.Operation2();
    }
    public void depend3(interface2 i) {
        i.Operation3();
    }
}

class C {
    public void depend1(interface1 i) {
        i.Operation1();
    }
    public void depend4(interface3 i) {
        i.Operation4();
    }
    public void depend5(interface3 i) {
        i.Operation5();
    }
}

六、迪米特法则（Demeter）

1.一个对象应该对其他对象保持最少的了解（最少知道原则 LKP）。

  1. 类与类关系越密切，耦合度越大。要求降低类之间耦合，而不是完全解耦。
  2. 迪米特法则(Demeter Principle)，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public方法，不对外泄露任何信息。
  3. 迪米特法则更简单的定义：只与直接的朋友通信。
  4. 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。
/**
 * @author : lwj
 * createTime  : 2020/6/28 19:58
 * description : Reprint please indicate the source
 */
public class Demeter {
    public static void main(String[] args) {
        SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
        schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
    }
}

//学院员工类
class CollegeEmployee {
    private String id;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

//管理学院员工的管理类:
class CollegeManager {
    //返回学院的所有员工 //TODO CollegeEmployee 直接朋友
    public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
        List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了10 个员工到list ，
            CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
            emp.setId("学院员工id " + i);
            list.add(emp);
        }
        return list;
    }

    public void printCollegeEmployee() {
        List<CollegeEmployee> list1 = this.getAllEmployee();
        System.out.println("---学院员工----");
        for (CollegeEmployee e : list1) {
            System.out.println(e.getId());
        }
    }
}

//学校总部员工类
class SchoolEmployee {
    private String id;
    public String getId() {
        return id;
    }
    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

//学校管理类
//TODO 直接朋友 Employee CollegeManager
class SchoolManager {
    //返回学校总部的员工
    public List<SchoolEmployee> getAllEmployee() {
        List<SchoolEmployee> list = new ArrayList<SchoolEmployee>();
        for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到list
            SchoolEmployee emp = new SchoolEmployee();
            emp.setId("学校总部员工id= " + i);
            list.add(emp);
        }
        return list;
    }

    //该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
    void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
        //获取到学院员工
        //TODO 非直接朋友 CollegeEmployee  应该提取到  CollegeManager
//        List<CollegeEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
//        System.out.println("---学院员工----");
//        for (CollegeEmployee e : list1) {
//            System.out.println(e.getId());
//        }
        sub.printCollegeEmployee();//只提供方法，不把具体实现放在其他类里面。
        //获取到学校总部员工
        List<SchoolEmployee> list2 = this.getAllEmployee();
        System.out.println("------学校总部员工------");
        for (SchoolEmployee e : list2) {
            System.out.println(e.getId());
        }
    }
}

七、合成复用原则（Composite Reuse）

合成复用原则 尽量使用组合/聚合的方式，而不是使用继承。

  1. 找出应用中可能需要变化之处，把它们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。
  2. 针对接口编程，而不是针对实现编程。
  3. 为了交互对象之间的松耦合设计而努力。
/**
 * @author : lwj
 * createTime  : 2020/6/28 21:00
 * description : Reprint please indicate the source
 */
public class CompositeReuse {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("------依赖------");
        B b = new B();
        b.Operation1(new A());

        System.out.println("------聚合------");
        b.setA(new A());
        b.Operation2();

        System.out.println("------组合------");
        b.Operation3();
    }
}

class A {
    void Operation1() {
        System.out.println("A Operation1");
    }

    void Operation2() {
        System.out.println("A Operation2");
    }

    void Operation3() {
        System.out.println("A Operation3");
    }
}

//如果只是需要用到 A类的方法，尽量不要使用继承。而是使用，依赖，聚合，组合的方式
class B {
    void Operation1(A a) {//TODO 依赖
        a.Operation1();
        a.Operation2();
        a.Operation3();
    }

    //==============================================================
    A a;
    public void setA(A a) {
        this.a = a;
    }

    void Operation2() {//TODO 聚合
        a.Operation1();
        a.Operation2();
        a.Operation3();
    }

    //==============================================================
    A a1 = new A();

    void Operation3() {//TODO 组合
        a1.Operation1();
        a1.Operation2();
        a1.Operation3();
    }
}

Q.E.D.