Java設計模式中的七大原則詳細講解

2023-02-20 06:01:10

1.開閉原則(軟體設計第一原則)

定義：一個軟體實體應該對擴充套件開放，對修改關閉，即在不修改原始碼的基礎上擴充套件軟體功能

本質思想：

以抽象來固定不變的東西(把固定不變的抽出來)
使用具體實現對可變性進行封裝/隱藏
面向抽象程式設計

2.依賴倒置原則

開閉原則是目標，依賴倒置是手段

三層含義：

高層模組不應該依賴於低層模組，兩者都應該依賴其抽象（例如一個類的成員變數、方法的入參、返回值不應該是一個具體類，而最好是一個抽象類）
抽象不應該依賴細節（業務程式碼不關心具體類）
細節應該依賴抽象（業務程式碼只關心抽象類）

依賴倒置原則的核心就是面向抽象（抽象類或者介面）程式設計

3.里氏替換原則

定義：在一個軟體產品中，父類別物件可以出現的地方，都可以替換成它的子類物件，且不能發生錯誤和異常，里氏替換原則為良好的繼承定義了規範

四層含義：

子類必須完全實現父類別的抽象方法，但不能覆蓋(重寫)父類別的非抽象方法
子類可以增加自己特有的方法
當子類一定要重寫父類別的方法時，子類方法的形參（前置條件）要比父類別更寬鬆（例如父類別使用HashMap，子類使用Map）
當子類實現父類別的抽象方法時，方法的返回值（後置條件）要比父類別更加嚴格

總結：子類可以擴充套件父類別的功能，但是不能去改變父類別原有的功能（遵循父類別原有的基礎特性，進行一系列的行為變化）

4.合成複用原則

定義：在軟體複用時，要儘量使用組合/聚合(has a)等關聯關係來實現，即組合/聚合優先於繼承

如果要使用繼承關係，則必須嚴格遵循里氏替換原則

合成複用原則和里氏替換原則是相輔相成的，兩者都是開閉原則的具體實現規範

設計模式用繼承對行為變化進行分類，而不是使用繼承來複用邏輯

繼承破壞了類的封裝性，父類別的實現細節全都暴露給子類了
父類別和子類的耦合性太高，父類別的修改直接影響子類
繼承是靜態的，與IOC動態注入相違背

5.介面隔離原則

定義：使用多個專門的介面，而不是使用單一的總介面；使用者端呼叫者程式碼不應該依賴它不需要的介面

使用原則：

根據介面隔離原則拆分介面時，首先必須滿足單一職責原則
提高高內聚（每個介面都只負責相互獨立的部分，方法間都是強相關的）
客製化服務
介面設計要有限度（不要讓類過於膨脹）

目標：在發生程式碼變更，介面變更的情況下，儘量做到影響程度最低

6.迪米特法則

規則：一個類應該儘量少的對其他類相互作用(依賴/呼叫)
解釋：只與直接朋友(私有成員變數、方法入參、new的物件)進行通訊，間接朋友：呼叫直接朋友的方法獲取到的物件
目的：讓類之間解耦，提高類的複用性，當其他類發生變更的時候，對這個類的影響才最小
缺點：過於嚴格的遵守此原則，會導致系統產生大量透明的小方法，需要在朋友數量和小方法之間進行權衡

通過下面的例子加深理解，Person類想呼叫Stranger類執行一些邏輯

public class Person {
    private Friend friend = null;
    // 遵循迪米特法則
    // 將Stranger類封裝/隱藏了，Person類不知道Stranger類的存在
    // 但是Friend類產生了callStrangerDoSomething這個透明的小方法
    public void right(){
        friend.callStrangerDoSomething();
    }
    // 不遵循迪米特法則
    // 與Stranger類耦合了
    public void wrong(){
        Stranger stranger = friend.getStranger();
        stranger.doSomething();
    }
}

7.單一職責原則

單一職責原則要求一個介面或類只有一個原因引起變化（職責的範圍因人而異）
一個介面或一個類只負責一件明確的事，負責的事情越少越好
如果其他類依賴了一個包含多個職責的類，也會將不需要的職責包含進來，也違反了迪米特法則

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