软件工程六大设计原则总结，案例演示
一、单一职责原则
1、概念描述
对类来说的，即一个类应该只负责一项职责。如果一个类负责两个职责，可能存在职责1变化，引起职责2变化的情况。可以基于抽象逻辑，或者业务逻辑对类进行细化。
2、案例演示
这里基于方法和类的细化都可以，可以根据实际业务选择。
class Animal {
public void dogVoice (){
System.out.println("狗叫声：旺旺");
}
public void cowVoice (){
System.out.println("牛叫声：哞哞");
}
}
class DogVoice {
public String getDogVoice (){
return "旺旺" ;
}
}
class CowVoice {
public String getCowVoice (){
return "哞哞" ;
}
}
3、注意事项
减少代码一处变更引起的程序大规模改动情况，降低类的复杂度，提高类的可读性，可维护性。通常情况下，需要遵守单一职责原则，可以适当违反单一职责原则。
二、接口隔离原则
1、概念描述
客户端不应该依赖它不需要的接口，一个类对另一个类的依赖，应该建立在最小的接口上。
2、案例演示
interface ReadBlog {
String getBlog () ;
}
interface AdminBlog {
Boolean insertBlog () ;
Boolean updateBlog () ;
Boolean deleteBlog () ;
}
/**
* 读者只开放博客阅读接口
*/
class Reader implements ReadBlog {
@Override
public String getBlog() {
return null;
}
}
/**
* 管理员有博客全部的管理权限
*/
class AdminUser implements AdminBlog,ReadBlog {
@Override
public String getBlog() {
return null;
}
@Override
public Boolean insertBlog() {
return null;
}
@Override
public Boolean updateBlog() {
return null;
}
@Override
public Boolean deleteBlog() {
return null;
}
}
3、注意事项
接口的设计粒度越小，则应用系统程序越灵活，程序变得灵活也就意味同时结构复杂性提高，开发开发和理解的难度也会变大，可维护性降低。
三、依赖倒转原则
1、概念描述
高层模块不应该依赖低层模块，两者应依赖其抽象；抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象；中心思想是面向接口编程。
2、案例演示
public class C01_FarmFactory {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Dog() ;
FarmFactory farm = new Farming() ;
farm.breed(animal) ;
animal = new Pig() ;
farm.breed(animal) ;
}
}
/**
* 接口声明依赖对象
*/
interface FarmFactory {
void breed (Animal animal) ;
}
class Farming implements FarmFactory {
@Override
public void breed(Animal animal) {
System.out.println("农场饲养："+animal.getAnimalName());
}
}
interface Animal {
String getAnimalName () ;
}
class Dog implements Animal {
@Override
public String getAnimalName() {
return "牧羊犬";
}
}
class Pig implements Animal {
@Override
public String getAnimalName() {
return "土猪一号";
}
}
3、注意事项
相对于系统开发的多变性，抽象的相对稳定。以抽象为基础搭建的架构比以细节为基础的架构要稳定灵活。下层模块尽量都要有抽象类或接口，程序稳定性更好。变量的声明类型尽量是抽象类或接口,这样变量引用和实际对象之间存在一个过渡空间，利于程序扩展和优化。
四、里氏替换原则
1、概念描述
假设如下场景：
- 存在，一个类型T1，和实例的对象O1
- 存在，一个类型T2，和实例的对象O2
如果将所有类型为T1的对象O1都替换成类型T2的对象O2，程序的行为不发生改变。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。
2、案例演示
public class C01_Calculate {
public static void main(String[] args) {
BizCalculate bizCalculate = new BizCalculate() ;
System.out.println(bizCalculate.add(2,3));
}
}
class Calculate { }
class BaseCalculate extends Calculate {
public int add (int a,int b){
return a+b;
}
}
/**
* 这里使用组合的方式完成计算
*/
class BizCalculate extends Calculate {
private BaseCalculate baseCalculate = new BaseCalculate() ;
public int add (int a,int b){
return this.baseCalculate.add(a,b);
}
}
3、注意事项
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;子类可以扩展父类的功能，但不能改变原有父类的功能；在适当的情况下，可以通过聚合，组合，依赖等方式解决问题。
五、开闭原则
1、概念描述
开闭原则是编程中最基础、最重要的设计原则，在代码结构的设计设计时，应该考虑对扩展开放，对修改关闭，抽象思维搭建结构，具体实现扩展细节。
2、案例演示
public class C01_BookPrice {
public static void main(String[] args) {
ParityBook parityBook = new DiscountBook("Java",100.00) ;
System.out.println(parityBook.getPrice());
}
}
interface Book {
String getName () ;
Double getPrice () ;
}
/**
* 平价书籍
*/
class ParityBook implements Book {
private String name ;
private Double price ;
public ParityBook(String name, Double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
@Override
public String getName() {
return this.name ;
}
@Override
public Double getPrice() {
return this.price ;
}
}
/**
* 打折数据扩展价格计算策略
*/
class DiscountBook extends ParityBook {
public DiscountBook(String name, Double price) {
super(name, price);
}
@Override
public Double getPrice() {
double oldPrice = super.getPrice();
return oldPrice * 0.8 ;
}
}
3、注意事项
基于开闭原则设计的代码结构可以提高复用性和可维护性，通过接口或抽象类可以约束类的变化行为，基于指定策略对变化行为进行封装，并且能够实现对扩展开放，使用设计模式的基本原则就是遵循开闭原则。
六、迪米特原则
1、概念描述
迪米特原则又叫最少知道原则，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，不对外开放任何信息。类与类关系越密切，耦合度越大，耦合的方式很多，依赖，关联，组合，聚合等。
- 直接朋友概念
两个对象之间有耦合关系，就说这两个对象之间是朋友关系。其中出现成员变量，方法参数，方法返回值中的类称为直接朋友，而出现在局部变量中的类不是直接朋友。从原则上说，陌生的类最好不要以局部变量的形式出现在类的内部。
2、案例演示
public class C01_Employee {
public static void main(String[] args) {
HeadCompanyEmpManage empManage = new HeadCompanyEmpManage() ;
BranchCompanyEmpManage branchEmp = new BranchCompanyEmpManage() ;
empManage.printEmp(branchEmp);
}
}
/**
* 总公司员工
*/
class HeadCompanyEmp {
public String name ;
public HeadCompanyEmp(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "HeadCompanyEmp{name='" + name + '}';
}
}
/**
* 分公司员工
*/
class BranchCompanyEmp {
public String name ;
public BranchCompanyEmp(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "BranchCompanyEmp{name='" + name + '}';
}
}
/**
* 分公司员工管理
*/
class BranchCompanyEmpManage {
// 添加分公司员工
public List<BranchCompanyEmp> addEmp (){
List<BranchCompanyEmp> list = new ArrayList<>() ;
for (int i = 1 ; i <= 3 ; i++){
list.add(new BranchCompanyEmp("分公司员工"+i)) ;
}
return list ;
}
// 获取分公司员工
public void printBranchCompanyEmp (){
List<BranchCompanyEmp> list = addEmp () ;
for (BranchCompanyEmp emp:list){
System.out.println(emp);
}
}
}
/**
* 总公司员工管理,基于迪米特原则,不出现陌生类
*/
class HeadCompanyEmpManage {
// 添加总公司员工
public List<HeadCompanyEmp> addHeadEmp (){
List<HeadCompanyEmp> list = new ArrayList<>() ;
for (int i = 1 ; i <= 3 ; i++){
list.add(new HeadCompanyEmp("总公司员工"+i)) ;
}
return list ;
}
public void printEmp (BranchCompanyEmpManage empManage){
// 打印分公司员工
empManage.printBranchCompanyEmp();
List<HeadCompanyEmp> headEmpList = addHeadEmp () ;
for (HeadCompanyEmp headCompanyEmp:headEmpList){
System.out.println(headCompanyEmp);
}
}
}
3、注意事项
迪米特原则的初衷是降低类之间的耦合，由于每个类都减少了不必要的依赖，因此可以降低耦合关系。降低耦合关系，并不是要求完全没有依赖关系，过度的使用迪米特原则，容易产生大量的中间类，导致复杂度变大。所以在使用迪米特原则时要根据实际业务权衡。
七、设计原则总结
设计模式和设计原则的核心思想都是：判断业务应用中可能会变化模块，并且把这些模块独立出来，基于指定的策略进行封装，不要和那些变化的不大的模块耦合在一起，封装思想上基于接口和抽象类，而不是针对具体的实现编程。核心目的就是降低交互对象之间的松耦合度。设计模式和原则都不是可以生搬硬套的公式，个人理解：只要形似，神韵就自然不差。
八、源代码地址
GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent
