设计模式七大原则

设计模式的目的

　　编写软件过程中，程序员面临着来自 耦合性，内聚性以及可维护性，可扩展性，重用性，灵活性 等多方面的挑战，设计模式是为了让程序(软件)更好

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
分享金句：

设计模式包含了面向对象的精髓，“懂了设计模式，你就懂了面向对象分析和设计（OOA/D）的精要”

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

先看几个面试题：

　　在项目实际开发中，你在哪里使用到了ocp原则？

解释器设计模式

1) 介绍解释器设计模式是什么?

2) 画出解释器设计模式的UML类图,分析设计模式中的各个角色是什么?

3) 请说明Spring的框架中，哪里使用到了解释器设计模式，并做源码级别的分析

单例设计模式一共有几种实现方式？请分别用代码实现，并说明各个实现方式的优点和缺点?

单例设计模式一共有8种写法，后面我们会依次讲到

1) 饿汉式两种

2) 懒汉式三种

3) 双重检查

4) 静态内部类

5) 枚举

现在面试门槛越来越高，面试也不可能光背一遍概念就能面试上的，所以学好设计模式是非常有必要的。

设计模式的重要性

1) 软件工程中，设计模式（design pattern）是对软件设计中普遍存在（反复出现）的各种问题，所提出的解决方案。这个术语是由埃里希·伽玛（Erich Gamma）等人在1990年代从建筑设计领域引入到计算机科学的

2) 大厦 VS 简易房

3) 拿实际工作经历来说, 当一个项目开发完后，如果客户提出增新功能，怎么办?。

4) 如果项目开发完后，原来程序员离职，你接手维护该项目怎么办? (维护性[可读性、规范性])

5) 目前程序员门槛越来越高，一线IT公司(大厂)，都会问你在实际项目中使用过什么设计模式，怎样使用的，解决了什么问题。

6) 设计模式在软件中哪里？面向对象(oo)=>功能模块[设计模式+算法(数据结构)]=>框架[使用到多种设计模式]=>架构 [服务器集群]

7) 如果想成为合格软件工程师，那就花时间来研究下设计模式是非常必要的.

设计模式七大原则

设计模式都是根据这7种原则构造出来的。

设计模式原则，其实就是程序员在编程时，应当遵守的原则，也是各种设计模式的基础(即：设计模式为什么这样设计的依据)

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(倒置)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（重要）

单一职责原则

基本介绍

　　对类来说的，即一个类应该只负责一项职责（别误解为一个类只写一个方法）。如类A负责两个不同职责：职责1，职责2。当职责1需求变更而改变A时，可能造成职责2执行错误，所以需要将类A的粒度分解为A1，A2

　　意思就是，比如dao层，有order订单，user客户，两个不同的dao，是可以写在一个dao里定义的，但这样不好，太杂乱，所以要分为两个dao，意思就是细化。

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，我们应当遵守单一职责原则，只有逻辑足够简单，才可以在代码级违反单一职责原则；只有类中方法数量足够少，可以在方法级别保持单一职责原则

示例：

错误代码：

public class SingleResponsibility1 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Vehicle vehicle = new Vehicle();
        vehicle.run("摩托车");
        vehicle.run("汽车");
        vehicle.run("飞机");
    }

}

// 交通工具类
// 方式1
// 1. 在方式1 的run方法中，违反了单一职责原则
// 2. 解决的方案非常的简单，根据交通工具运行方法不同，分解成不同类即可
class Vehicle {
    public void run(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
    }
}

问题：最后会打印，飞机也在公路上运行？？？

解决方案：

解决方案有很多种，比如多写几个类：

public class SingleResponsibility2 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        RoadVehicle roadVehicle = new RoadVehicle();
        roadVehicle.run("摩托车");
        roadVehicle.run("汽车");
        
        AirVehicle airVehicle = new AirVehicle();
        
        airVehicle.run("飞机");
    }

}

//方案2的分析
//1. 遵守单一职责原则
//2. 但是这样做的改动很大，即将类分解，同时修改客户端
//3. 改进：直接修改Vehicle 类，改动的代码会比较少=>方案3

class RoadVehicle {
    public void run(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + "公路运行");
    }
}

class AirVehicle {
    public void run(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + "天空运行");
    }
}

class WaterVehicle {
    public void run(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + "水中运行");
    }
}

这样虽然解决了违反单一职责原则的问题，但是这样不好，原因在类中已经标出。

改进方法：

public class SingleResponsibility3 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Vehicle2 vehicle2  = new Vehicle2();
        vehicle2.run("汽车");
        vehicle2.runWater("轮船");
        vehicle2.runAir("飞机");
    }

}

//方式3的分析
//1. 这种修改方法没有对原来的类做大的修改，只是增加方法
//2. 这里虽然没有在类这个级别上遵守单一职责原则，但是在方法级别上，仍然是遵守单一职责
class Vehicle2 {
    public void run(String vehicle) {
        //处理
        
        System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
        
    }
    
    public void runAir(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + " 在天空上运行....");
    }
    
    public void runWater(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + " 在水中行....");
    }
    
    //方法2.　　方法多的话，还是要写多个类，保证单一，细化每个类的任务
    //..
    //..
    
    //...
}

这样算比较好的了，但是也没有完全遵守单一职责原则，

单一职责原则可违反的条件是：方法足够少的情况下，可以适当违法，如果业务非常多，方法也会写很多，肯定要写多个类分开写方法，保证单一职责。

只有逻辑足够简单，才可以在代码级违反单一职责原则；只有类中方法数量足够少，可以在方法级别保持单一职责原则

接口隔离原则

基本介绍

　　客户端不应该依赖一个不需要的接口，即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上；

　　意思就是，一个接口类里有多个接口，但是有的类要用的只是里面一个接口，可以实现了这个接口的类，就要重写里面的所有接口

按隔离原则应当这样处理

将接口Interface拆分为独立的几个接口，类1和类2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

示例：

public class Segregation1 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }

}

//接口
interface Interface1 {
    void operation1();
    void operation2();
    void operation3();
    void operation4();
    void operation5();
}

class B implements Interface1 {
    public void operation1() {
        System.out.println("B 实现了 operation1");
    }
    
    public void operation2() {
        System.out.println("B 实现了 operation2");
    }
    public void operation3() {
        System.out.println("B 实现了 operation3");
    }
    public void operation4() {
        System.out.println("B 实现了 operation4");
    }
    public void operation5() {
        System.out.println("B 实现了 operation5");
    }
}

class D implements Interface1 {
    public void operation1() {
        System.out.println("D 实现了 operation1");
    }
    
    public void operation2() {
        System.out.println("D 实现了 operation2");
    }
    public void operation3() {
        System.out.println("D 实现了 operation3");
    }
    public void operation4() {
        System.out.println("D 实现了 operation4");
    }
    public void operation5() {
        System.out.println("D 实现了 operation5");
    }
}

class A { //A 类通过接口Interface1 依赖(使用) B类，但是只会用到1,2,3方法
    public void depend1(Interface1 i) {
        i.operation1();
    }
    public void depend2(Interface1 i) {
        i.operation2();
    }
    public void depend3(Interface1 i) {
        i.operation3();
    }
}
  
class C { //C 类通过接口Interface1 依赖(使用) D类，但是只会用到1,4,5方法
    public void depend1(Interface1 i) {
        i.operation1();
    }
    public void depend4(Interface1 i) {
        i.operation4();
    }
    public void depend5(Interface1 i) {
        i.operation5();
    }
}

这段代码是通过上面类图编写的，这样不好，现在要把这些接口进行拆分。

拆分后的：

按照原来的关联需求，拆分成这样的

代码：

public class Segregation1 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 使用一把
        A a = new A();
        a.depend1(new B()); // A类通过接口去依赖B类
        a.depend2(new B());
        a.depend3(new B());

        C c = new C();

        c.depend1(new D()); // C类通过接口去依赖(使用)D类
        c.depend4(new D());
        c.depend5(new D());

    }

}

// 接口1
interface Interface1 {
    void operation1();

}

// 接口2
interface Interface2 {
    void operation2();

    void operation3();
}

// 接口3
interface Interface3 {
    void operation4();

    void operation5();
}

class B implements Interface1, Interface2 {
    public void operation1() {
        System.out.println("B 实现了 operation1");
    }

    public void operation2() {
        System.out.println("B 实现了 operation2");
    }

    public void operation3() {
        System.out.println("B 实现了 operation3");
    }

}

class D implements Interface1, Interface3 {
    public void operation1() {
        System.out.println("D 实现了 operation1");
    }

    public void operation4() {
        System.out.println("D 实现了 operation4");
    }

    public void operation5() {
        System.out.println("D 实现了 operation5");
    }
}

class A { // A 类通过接口Interface1,Interface2 依赖(使用) B类，但是只会用到1,2,3方法
    public void depend1(Interface1 i) {
        i.operation1();
    }

    public void depend2(Interface2 i) {
        i.operation2();
    }

    public void depend3(Interface2 i) {
        i.operation3();
    }
}

class C { // C 类通过接口Interface1,Interface3 依赖(使用) D类，但是只会用到1,4,5方法
    public void depend1(Interface1 i) {
        i.operation1();
    }

    public void depend4(Interface3 i) {
        i.operation4();
    }

    public void depend5(Interface3 i) {
        i.operation5();
    }
}

这样把接口都给拆成需要的样子，避免实现不需要的接口，就叫接口隔离。

依赖倒转原则

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

实例

1) 请编程完成Person 接收消息的功能。

2) 实现方案1 + 分析说明

3) 实现方案2 + 分析说明

public class DependecyInversion {

    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        person.receive(new Email());
    }

}


class Email {
    public String getInfo() {
        return "电子邮件信息: hello,world";
    }
}

//完成Person接收消息的功能
//方式1分析
//1. 简单，比较容易想到
//2. 如果我们获取的对象是 微信，短信等等，则新增类，同时Perons也要增加相应的接收方法
//3. 解决思路：引入一个抽象的接口IReceiver, 表示接收者, 这样Person类与接口IReceiver发生依赖
//   因为Email, WeiXin 等等属于接收的范围，他们各自实现IReceiver 接口就ok, 这样我们就符号依赖倒转原则
class Person {
    public void receive(Email email ) {
        System.out.println(email.getInfo());
    }
}

解决思路：

public class DependecyInversion {

    public static void main(String[] args) {
        //客户端无需改变
        Person person = new Person();
        person.receive(new Email());
        
        person.receive(new WeiXin());
    }

}

//定义接口
interface IReceiver {
    public String getInfo();
}

class Email implements IReceiver {
    public String getInfo() {
        return "电子邮件信息: hello,world";
    }
}

//增加微信
class WeiXin implements IReceiver {
    public String getInfo() {
        return "微信信息: hello,ok";
    }
}

//方式2
class Person {
    //这里我们是对接口的依赖
    public void receive(IReceiver receiver ) {
        System.out.println(receiver.getInfo());
    }
}

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

代码：

public class DependencyPass {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        ChangHong changHong = new ChangHong();
//        OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
//        openAndClose.open(changHong);
        
        //通过构造器进行依赖传递
//        OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose(changHong);
//        openAndClose.open();
        //通过setter方法进行依赖传递
        OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
        openAndClose.setTv(changHong);
        openAndClose.open();

    }

}

// 方式1： 通过接口传递实现依赖
// 开关的接口
// interface IOpenAndClose {
// public void open(ITV tv); //抽象方法,接收接口
// }
//
// interface ITV { //ITV接口
// public void play();
// }
// 
// class ChangHong implements ITV {
//
//    @Override
//    public void play() {
//        // TODO Auto-generated method stub
//        System.out.println("长虹电视机，打开");
//    }
//     
// }
//// 实现接口
// class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
// public void open(ITV tv){
// tv.play();
// }
// }

// 方式2: 通过构造方法依赖传递
// interface IOpenAndClose {
// public void open(); //抽象方法
// }
// interface ITV { //ITV接口
// public void play();
// }
// class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
// public ITV tv; //成员
// public OpenAndClose(ITV tv){ //构造器
// this.tv = tv;
// }
// public void open(){
// this.tv.play();
// }
// }


// 方式3 , 通过setter方法传递
interface IOpenAndClose {
    public void open(); // 抽象方法

    public void setTv(ITV tv);
}

interface ITV { // ITV接口
    public void play();
}

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
    private ITV tv;

    public void setTv(ITV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    public void open() {
        this.tv.play();
    }
}

class ChangHong implements ITV {

    @Override
    public void play() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("长虹电视机，打开");
    }
     
}

这三种方式在开发中都是经常使用的。

里氏替换原则

继承性的思考和说明

1) 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。

2) 继承在给程序设计带来便利的同时，也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性，程序的可移植性降低，增加对象间的耦合性，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，必须考虑到所有的子类，并且父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能产生故障

3) 问题提出：在编程中，如何正确的使用继承? => 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。

示例：

public class Liskov {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        A a = new A();
        System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
        System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));

        System.out.println("-----------------------");
        B b = new B();
        System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11-3
        System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
        System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
        
        

    }

}

// A类
class A {
    // 返回两个数的差
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

// B类继承了A
// 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和
class B extends A {
    //这里，重写了A类的方法, 可能是无意识
    public int func1(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public int func2(int a, int b) {
        return func1(a, b) + 9;
    }
}

解决方法

1) 我们发现原来运行正常的相减功能发生了错误。原因就是类B无意中重写了父类的方法，造成原有功能出现错误。在实际编程中，我们常常会通过重写父类的方法完成新的功能，这样写起来虽然简单，但整个继承体系的复用性会比较差。特别是运行多态比较频繁的时候

2) 通用的做法是：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，采用依赖，聚合，组合等关系代替

public class Liskov {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        A a = new A();
        System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
        System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));

        System.out.println("-----------------------");
        B b = new B();
        //因为B类不再继承A类，因此调用者，不会再func1是求减法
        //调用完成的功能就会很明确
        System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11+3
        System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));// 1+8
        System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
        
        
        //使用组合仍然可以使用到A类相关方法
        System.out.println("11-3=" + b.func3(11, 3));// 这里本意是求出11-3
        

    }

}

//创建一个更加基础的基类
class Base {
    //把更加基础的方法和成员写到Base类
}

// A类
class A extends Base {
    // 返回两个数的差
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

// B类继承了A
// 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和
class B extends Base {
    //如果B需要使用A类的方法,使用组合关系
    private A a = new A();
    
    //这里，重写了A类的方法, 可能是无意识
    public int func1(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public int func2(int a, int b) {
        return func1(a, b) + 9;
    }
    
    //我们仍然想使用A的方法
    public int func3(int a, int b) {
        return this.a.func1(a, b);
    }
}

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。

思路分析

思路：把创建类做成抽象类，并提供一个抽象的方法，让子类去实现即可，这样我们有新的图形种类时，只需要让新的图形类继承抽象类，并实现抽象方法即可，使用方的代码就不需要修 -> 满足了开闭原则

示例：对原来的代码新增三角形打印出来

public class Ocp {

    public static void main(String[] args) {
        //使用看看存在的问题
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
        graphicEditor.drawShape(new Triangle());
    }

}

//这是一个用于绘图的类 [使用方]
class GraphicEditor {
    //接收Shape对象，然后根据type，来绘制不同的图形
    public void drawShape(Shape s) {
        if (s.m_type == 1)
            drawRectangle(s);
        else if (s.m_type == 2)
            drawCircle(s);
        else if (s.m_type == 3)
            drawTriangle(s);
    }

    //绘制矩形
    public void drawRectangle(Shape r) {
        System.out.println(" 绘制矩形 ");
    }

    //绘制圆形
    public void drawCircle(Shape r) {
        System.out.println(" 绘制圆形 ");
    }
    
    //绘制三角形
    public void drawTriangle(Shape r) {
        System.out.println(" 绘制三角形 ");
    }
}

//Shape类，基类
class Shape {
    int m_type;
}

class Rectangle extends Shape {
    Rectangle() {
        super.m_type = 1;
    }
}

class Circle extends Shape {
    Circle() {
        super.m_type = 2;
    }
}

//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle() {
        super.m_type = 3;
    }
}

这段代码优缺点

1) 优点是比较好理解，简单易操作。

2) 缺点是违反了设计模式的ocp原则，即对扩展开放(提供方)，对修改关闭(使用方)。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码.

3) 比如我们这时要新增加一个图形种类三角形，我们需要做如下修改，修改的地方较多

改进的思路分析

思路：把创建Shape类做成抽象类，并提供一个抽象的draw方法，让子类去实现即可，这样我们有新的图形种类时，只需要让新的图形类继承Shape，并实现draw方法即可，使用方的代码就不需要修 -> 满足了开闭原则

public class Ocp {

    public static void main(String[] args) {
        //使用看看存在的问题
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
        graphicEditor.drawShape(new Triangle());
        graphicEditor.drawShape(new OtherGraphic());
    }

}

//这是一个用于绘图的类 [使用方]
class GraphicEditor {
    //接收Shape对象，调用draw方法
    public void drawShape(Shape s) {
        s.draw();
    }

    
}

//Shape类，基类
abstract class Shape {
    int m_type;
    
    public abstract void draw();//抽象方法
}

class Rectangle extends Shape {
    Rectangle() {
        super.m_type = 1;
    }

    @Override
    public void draw() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(" 绘制矩形 ");
    }
}

class Circle extends Shape {
    Circle() {
        super.m_type = 2;
    }
    @Override
    public void draw() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(" 绘制圆形 ");
    }
}

//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle() {
        super.m_type = 3;
    }
    @Override
    public void draw() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(" 绘制三角形 ");
    }
}

//新增一个图形
class OtherGraphic extends Shape {
    OtherGraphic() {
        super.m_type = 4;
    }

    @Override
    public void draw() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(" 绘制其它图形 ");
    }
}

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。

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

实例

1) 有一个学校，下属有各个学院和总部，现要求打印出学校总部员工ID和学院员工的id

2) 编程实现上面的功能,

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//客户端
public class Demeter1 {

    public static void main(String[] args) {
        //创建了一个 SchoolManager 对象
        SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
        //输出学院的员工id 和  学校总部的员工信息
        schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());

    }

}


//学校总部员工类
class Employee {
    private String id;

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

    public String getId() {
        return id;
    }
}


//学院的员工类
class CollegeEmployee {
    private String id;

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

    public String getId() {
        return id;
    }
}


//管理学院员工的管理类
class CollegeManager {
    //返回学院的所有员工
    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;
    }
}

//学校管理类

//分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
//CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则 
class SchoolManager {
    //返回学校总部的员工
    public List<Employee> getAllEmployee() {
        List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
        
        for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到 list
            Employee emp = new Employee();
            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) {
        
        //分析问题
        //1. 这里的 CollegeEmployee 不是  SchoolManager的直接朋友
        //2. CollegeEmployee 是以局部变量方式出现在 SchoolManager
        //3. 违反了 迪米特法则 
        
        //获取到学院员工
        List<CollegeEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
        System.out.println("------------学院员工------------");
        for (CollegeEmployee e : list1) {
            System.out.println(e.getId());
        }
        //获取到学校总部员工
        List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
        System.out.println("------------学校总部员工------------");
        for (Employee e : list2) {
            System.out.println(e.getId());
        }
    }
}

应用实例改进

1) 前面设计的问题在于SchoolManager中，CollegeEmployee类并不是SchoolManager类的直接朋友 (分析)

2) 按照迪米特法则，应该避免类中出现这样非直接朋友关系的耦合

3) 对代码按照迪米特法则进行改进

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//客户端
public class Demeter1 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("~~~使用迪米特法则的改进~~~");
        //创建了一个 SchoolManager 对象
        SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
        //输出学院的员工id 和  学校总部的员工信息
        schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());

    }

}


//学校总部员工类
class Employee {
    private String id;

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

    public String getId() {
        return id;
    }
}


//学院的员工类
class CollegeEmployee {
    private String id;

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

    public String getId() {
        return id;
    }
}


//管理学院员工的管理类
class CollegeManager {
    //返回学院的所有员工
    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;
    }
    
    //输出学院员工的信息
    public void printEmployee() {
        //获取到学院员工
        List<CollegeEmployee> list1 = getAllEmployee();
        System.out.println("------------学院员工------------");
        for (CollegeEmployee e : list1) {
            System.out.println(e.getId());
        }
    }
}

//学校管理类

//分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
//CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则 
class SchoolManager {
    //返回学校总部的员工
    public List<Employee> getAllEmployee() {
        List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
        
        for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到 list
            Employee emp = new Employee();
            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) {
        
        //分析问题
        //1. 将输出学院的员工方法，封装到CollegeManager
        sub.printEmployee();
    
        //获取到学校总部员工
        List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
        System.out.println("------------学校总部员工------------");
        for (Employee e : list2) {
            System.out.println(e.getId());
        }
    }
}

合成复用原则

　　基本介绍

　　　　原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承，看下面UML类图

比如：

这样A和B的耦合性非常强，B要用A的方法，就会有A的所有方法

改进：

改进的方式有多种，比如依赖关系：

或者聚合：

或者组合方式：

UML类图

UML基本介绍

1) UML——Unified modeling language UML(统一建模语言)，是一种用于软件系统分析和设计的语言工具，它用于帮助软件开发人员进行思考和记录思路的结果

2) UML本身是一套符号的规定，就像数学符号和化学符号一样，这些符号用于描述软件模型中的各个元素和他们之间的关系，比如类、接口、实现、泛化、依赖、组合、聚合等，如右图:

3) 使用UML来建模，常用的工具有 RationalRose , 也可以使用一些插件来建模

画UML图与写文章差不多，都是把自己的思想描述给别人看，关键在于思路和条理，

UML图分类：

1) 用例图(最重要)

2) 静态结构图：类图、对象图、包图、组件图、部署图

3) 动态行为图：交互图（时序图与协作图）、状态图、活动图

说明：

1) 类图是描述类与类之间的关系的，是UML图中最核心的

2) 在讲解设计模式时，我们必然会使用类图，为了能够把设计模式学到位，需要先讲解类图

类图是什么？

用于描述系统中的类(对象)本身的组成和类(对象)之间的各种静态关系。

类之间的关系：依赖、泛化（继承）、实现、关联、聚合与组合

依赖关系（Dependence）

只要是在类中用到了对方，那么他们之间就存在依赖关系。如果没有对方，连编绎都通过不了

以下5种都是可以构成依赖关系

1) 类中用到了对方

2) 如果是类的成员属性

3) 如果是方法的返回类型

4) 是方法接收的参数类型

5) 方法中使用到

泛化关系(generalization）

　　泛化关系实际上就是继承关系，他是依赖关系的特例

1) 泛化关系实际上就是继承关系

2) 如果A类继承了B类，我们就说A和B存在泛化关系

实现关系（Implementation）

　　实现关系实际上就是A类实现B接口，他是依赖关系的特例

关联关系（Association）

关联关系实际上就是类与类之间的联系，他是依赖关系的特例

关联具有导航性：即双向关系或单向关系

单向一对一关系

双向一对一关系

聚合关系（Aggregation）

聚合关系（Aggregation）表示的是整体和部分的关系，整体与部分可以分开。聚合关系是关联关系的特例，所以他具有关联的导航性与多重性。

如：一台电脑由键盘(keyboard)、显示器(monitor)，鼠标等组成；组成电脑的各个配件是可以从电脑上分离出来的，使用带空心菱形的实线来表示，如果我们人Mouse,Monitor和Computer是不可分离的，则升级为组合关系

组合关系（Composition）

组合关系：也是整体与部分的关系，但是整体与部分不可以分开。再看一个案例：在程序中我们定义实体：人与身份证、头, 那么头和人就是组合，身份证和人就是聚合。

但是如果在程序中Person实体中定义了对IDCard进行级联删除，即删除Person时连同IDCard一起删除，那么IDCard 和 Person 就是组合了.

掌握设计模式的层次

1) 第1层：刚开始学编程不久，听说过什么是设计模式

2) 第2层：有很长时间的编程经验，自己写了很多代码，其中用到了设计模式，但是自己却不知道

3) 第3层：学习过了设计模式，发现自己已经在使用了，并且发现了一些新的模式挺好用的

4) 第4层：阅读了很多别人写的源码和框架，在其中看到别人设计模式，并且能够领会设计模式的精妙和带来的好处。

5) 第5层：代码写着写着，自己都没有意识到使用了设计模式，并且熟练的写了出来。

设计模式介绍

1) 设计模式是程序员在面对同类软件工程设计问题所总结出来的有用的经验，模式不是代码，而是某类问题的通用解决方案，设计模式（Design pattern）代表了最佳的实践。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的。

2) 设计模式的本质提高软件的维护性，通用性和扩展性，并降低软件的复杂度。

3) <<设计模式>> 是经典的书，作者是 Erich Gamma、Richard Helm、RalphJohnson 和 John Vlissides Design（俗称 “四人组 GOF”）

4) 设计模式并不局限于某种语言，java，php，c++ 都有设计模式.

设计模式分为三种类型，共23种

1) 创建型模式：单例模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式、工厂模式。

2) 结构型模式：适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。

3) 行为型模式：模版方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式（Interpreter模式）、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)。

posted @ 2020-12-04 17:08 aBiu-- 阅读(87) 评论(0) 编辑收藏举报

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设计模式七大原则

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