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设计模式 - 七大设计原则(一)

概述

简单介绍一下七大设计原则:
开闭原则:是所有面向对象设计的核心,对扩展开放,对修改关闭
依赖倒置原则:针对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体
单一职责原则:一个接口只负责一件事情,只能有一个原因导致类变化
接口隔离原则:使用多个专门的接口,而不是使用一个总接口
迪米特法则(最少知道原则):只和朋友交流(成员变量、方法输入输出参数),不和陌生人说话,控制好访问修饰符
里氏替换原则:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能
合成复用原则:尽量使用对象组合(has-a)/聚合(contanis-a),而不是继承关系达到软件复用的目的


开闭原则

定义

指一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。
所谓的开闭,也正是对扩展和修改两个行为的一个原则。强调的是用抽象构建框架,用实现扩展细节。可以提高软件系统的可复用性及可维护性。开闭原则,是面向对象设计中最基础的设计原则。它指导我们如何建立稳定灵活的系统,例如:我们版本更新,我尽可能不修改源代码,但是可以增加新功能。

在现实生活中对于开闭原则也有体现。比如,很多互联网公司都实行弹性制作息时间,规定每天工作 8 小时。意思就是说,对于每天工作 8 小时这个规定是关闭的,但是你什么时候来,什么时候走是开放的。早来早走,晚来晚走。

实例

实现开闭原则的核心思想就是面向抽象编程,接下来我们来看一段代码:

以书店销售书籍为例,创建书籍接口:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 上午10:26
 */
public interface IBook {
    // 书籍名称
    public String getName();
    // 价格
    public int getPrice();
    // 作者
    public String getAuthor();
}

书籍分为很多类,比如有小说类等,创建小说类书籍:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 上午10:30
 */
public class NovelBook implements IBook {
    // 书名
    private String name;
    // 售价
    private int price;
    // 作者
    private String author;
    // 通过构造函数传递数据数据
    public NovelBook(String name, int price, String author) {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.author = author;
    }
    // 获取书名
    public String getName() {
        return this.name;
    }
    // 获取价格
    public int getPrice() {
        return this.price;
    }
    // 获取作者
    public String getAuthor() {
        return this.author;
    }
}

现在我们要给小说类书籍做一个活动,价格优惠。如果修改 NovelBook 中的 getPrice()方法,则会存在一定的风险,可能影响其他地方的调用结果。我们如何在不修改原有代码前提前下,实现价格优惠这个功能呢?现在,我们再写一个处理优惠逻辑的类,NovelDiscountBook 类(思考一下为什么要叫 NovelDiscountBook,而不叫 DiscountBook):

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 上午10:36
 */
public class NovelDiscountBook extends NovelBook {
    public NovelDiscountBook(String name, int price, String author) {
        super(name, price, author);
    }

    public double getOriginPrice(){
        return super.getPrice();
    }

    public double getPrice(){
        return super.getPrice() * 0.85;
    }
}

类结构图

image.png


依赖倒置原则

定义

依赖倒置原则(DependenceInversionPrinciple,DIP)是指设计代码结构时,高层模块不应该依赖底层模块,二者都应该依赖其抽象。抽象不应该依赖细节;细节应该依赖抽象。通过依赖倒置,可以减少类与类之间的耦合性,提高系统的稳定性,提高代码的可读性和可维护性,并能够降低修改程序所造成的风险。

实例

我们以阅读书籍为例,先创建一个 Eamon 类:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 上午11:09
 */
public class Eamon {
    public void readNotreDame(){
        System.out.println("Eamon 在阅读 《巴黎圣母院》");
    }

    public void readTheOldManAndTheSea(){
        System.out.println("Eamon 在阅读 《老人与海》");
    }
}

写个测试类调用一下:

public static void main(String[] args) {
    Eamon eamon = new Eamon();
    eamon.readNotreDame();
    eamon.readTheOldManAndTheSea();
}

Eamon 目前正在阅读者两本书。但是学习是无止境的,Eamon 读完这些书之后还想读《天龙八部》。这个时候,业务扩展,我们的代码要从底层到高层(调用层)一次修改代码。在 Eamon 类中添加 readTianLongBaBu()的方法,在高层也要追加调用。如此一来,系统发布以后,实际上是非常不稳定的,在修改代码的同时也会带来意想不到的风险。接下来我们优化代码,创建一个课程的抽象 IBook 接口:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 上午11:20
 */
public interface IBook {
    void read();
}

然后写NotreDameBook类:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 上午11:22
 */
public class NotreDameBook implements IBook {
    public void read() {
        System.out.println("Eamon 在阅读 《巴黎圣母院》");
    }
}

再写  TheOldManAndTheSeaBook  类:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 上午11:23
 */
public class TheOldManAndTheSeaBook implements IBook{
    public void read() {
        System.out.println("Eamon 在阅读 《老人与海》");
    }
}

修改Eamon

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 上午11:09
 */
public class Eamon {
    public void read(IBook iBook){
        iBook.read();
    }
}

来看调用:

public static void main(String[] args) {
    Eamon eamon = new Eamon();
    eamon.read(new NotreDameBook());
    eamon.read(new TheOldManAndTheSeaBook());
}

我们这时候再看来代码,Eamon 再想读任何书,对于新书,我只需要新建一个类,通过传参的方式告诉 Eamon,而不需要修改底层代码。实际上这是一种大家非常熟悉的方式,叫依赖注入。注入的方式还有构造器方式和 setter 方式。我们来看构造器注入方式:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 上午11:09
 */
public class Eamon {

    public Eamon(IBook iBook) {
        this.iBook = iBook;
    }

    private IBook iBook;

     public void read(){
        iBook.read();
    }
}

看调用代码:

public static void main(String[] args) {
    Eamon eamon = new Eamon(new NotreDameBook());
    eamon.read();
}

根据构造器方式注入,在调用时,每次都要创建实例。那么,如果 Eamon 是全局单例,则我们就只能选择用 Setter 方式来注入,继续修改 Eamon 类的代码:

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-25 上午11:09
 */
public class Eamon {
    private IBook iBook;
    public void setBook(IBook iBook) {
        this.iBook = iBook;
    }
    public void read(){
        iBook.read();
    }
}

看调用代码:

public static void main(String[] args) {
    Eamon eamon = new Eamon();
    eamon.setBook(new NotreDameBook());
    eamon.read();

    eamon.setBook(new TheOldManAndTheSeaBook());
    eamon.read();
}

最终类图

image.png

切记:以抽象为基准比以细节为基准搭建起来的架构要稳定得多,因此大家在拿到需求之后,要面向接口编程,先顶层再细节来设计代码结构。

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