设计模式的目的
设计模式是为了让程序(软件),具有更好的:
1)代码可重用性(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
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
(1)单一职责原则(Single Responsibility Principle)
对类来说的,即一个类应该只负责一项职责。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
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;即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
(2)接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
1. 客户端不应该依赖它不需要的接口,即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上
2. 类 A 通过接口 Interface1 依赖(就是使用)类 B,类 C 通过接口 Interface1 依赖类 D,如果接口 Interface1 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。
3. 按隔离原则应当这样处理:
4. 将接口 Interface1 拆分为独立的几个接口(这里我们拆分成 3 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)依赖倒转原则(Dependency Inversion Principle)
先明白什么是叫做依赖:
一个类A的成员变量、方法参数等使用到了另外一个类B那么就可以称这个A类依赖B类
依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)是指:
高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象(接口或者抽象类)
抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象
依赖倒转(倒置)的中心思想是面向接口编程
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
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
修改:
创建一个接口:
Person和Email、WeChat、Phone等类的直接依赖关系,变成了通过Message这个接口连接的间接依赖。
依赖关系传递的三种方式
接口传递(上述例子)
构造方法传递(依赖的接口作为成员变量,在构造器中传递依赖)
set方式传递(依赖的接口作为成员变量,在对应的set方法中传递依赖)
依赖倒转原则的注意事项和细节
低层模块(依赖的接口或者对象)尽量都要有抽象类或接口,或者两者都有,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
继承时遵循里氏替换原则
(4)里氏替换原则(Liskov Substitution principle)
OO 中的继承性的思考和说明
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(如果都修改了那为什么还要继承这个类,直接创建这个类不就行了?),就会对整个继承体系造成破坏。
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
问题提出:在编程中,如何正确的使用继承? => 里氏替换原则
里氏替换原则:
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。
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。(透明的使用通俗的说就是父类能够被子类无缝替代,就是子类对继承自父类的方法未作任何修改)
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
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。
(5)开闭原则(Open Closed Principle)
1) 开闭原则(Open Closed Principle)是编程中最基础、最重要的设计原则。我们所学的其他设计原则都是为了实现这个开闭原则
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,提供方法的类或者接口),对修改关闭(对使用方,使用这个类或者调用这个方法的对象)。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。(当我们需要增加一个功能时尽量去增加代码而不是修改代码)
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。
上述例子:
优点是比较好理解,简单易操作。
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.
比如我们这时要新增加一个宠物种类 Pig,我们需要在使用方Person类中添加对应的方法以及条件判断,修改的地方较多
改进:
把创建 Pet 类做成抽象类(或者接口),并提供一个抽象的 shout方法,让子类去实现即可,这样我们有新的宠物种类时,只需要让新的宠物类继承 (或者实现)Pet,并实现 shout 方法即可,使用方的代码就不需要修 -> 满足了开闭原则
(6)迪米特法制(Demeter Principle)
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(耦合性越低)。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,我们称出现在成员变量,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
迪米特法则的核心是降低类之间的耦合
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
有时候还会提到下面的这个原则
(7)合成复用原则(Composite Reuse principle)
原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承
原则思想:
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。
针对接口编程,而不是针对实现编程。
为了交互对象之间的松耦合设计而努力
如果想要对设计原则、设计模式有更深入的了解,推荐看看这个视频
设计模式教学视频
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