一、前言
1、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，重用性等方面的挑战，设计模式是为了让程序员让程序（软件），具有更好的
（1）代码重用性：相同功能的代码，不用多次编写。
（2）可读性：编程规范性，便于其他程序员的阅读和理解。
（3）可扩展性：当增加新的功能时，非常的方便，也称为可维护性。
（4）可靠性：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
设计模式包含了面向对象的精髓，懂了设计模式，你就懂得了面向对象的设计和分析（OOA/D）的精髓。
2、设计模式七大原则：
设计模式原则，其实就是程序员在编写时，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做的依据）。
（1）单一职责原则：
对类来说的，即一个类应该值负责一项职责。如类A负责两个不同职责，职责1,、职责2，当职责1需求变更而改变是，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，一个类值负责一项职责。
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，只有类中方法数据足够少，可以在方法级别保持单一职责原则。
//标准单一原则
public class Single {
public static void main(String[] args) {
AirVchicle vchicle = new AirVchicle();
vchicle.runAir("波音飞机");
}
}
class AirVchicle{
public void runAir(String vchicle){
System.out.println(vchicle + "在空中上驾驶");
}
}
class RoadVchicle{
public void runRoad(String vchicle){
System.out.println(vchicle + "在公路上驾驶");
}
}
//简化后的单一职责
package com.single.learn;
public class Single {
public static void main(String[] args) {
Vchicle vchicle = new Vchicle();
vchicle.runRoad("保时捷");
vchicle.runAir("波音飞机");
vchicle.runWater("泰坦尼克号");
}
}
class Vchicle{
public void runRoad(String vchicle){
System.out.println(vchicle + "在公路上驾驶");
}
public void runWater(String vchicle){
System.out.println(vchicle + "在水中上驾驶");
}
public void runAir(String vchicle){
System.out.println(vchicle + "在空中上驾驶");
}
}
（2）接口隔离原则（Interface Segregation Principle）:
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。
传统方法的问题和使用接口隔离原则改进
类A通过接口Interface1依赖于类B，类C通过接口Interface1依赖于类D，如果接口Interface对于类A 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。
将接口Interface1拆分为独立的几个接口，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（倒置）Dependence Inversion Principle原则
1):高层模块不应该依赖于底层模块，二者都应该依赖于其抽象
2):抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。
3):依赖倒转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：相对于细节的多边性，抽象的东西要稳定的多，以抽象为基础的搭建的架构比以细节为基础的架构要稳定的多，在Java中，抽象值的是接口或者抽象类，细节就是具体的实现类。
5):使用接口或者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。
package com.dependencyInversion.learn;
public class dependencyInversion {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.receive(new Email());
}
}
class Email{
public String getInfo(){
return "hello world";
}
}
class Person{
public void receive(Email email){
System.out.println(email.getInfo());
}
}
对以上代码分析：
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
（4）里氏替换原则
1）、思考：继承中包含这样一层含义，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，虽然它不是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好的方法任意修改，就会对整个体系造成破坏。
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，如果一个类被其他类继承，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，如何正确使用继承？ =》里氏替换原则
2）、基本介绍
里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）在1988年，由麻省理工学院的一位姓里的女士提出的，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，n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的使用其子类的对象。
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，在适当情况下，可以通过聚合，组合，依赖来解决问题。
public class problem {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
int method = a.method(1, 2);
System.out.println(method);
B b = new B();
int i = b.method1(1, 2);
System.out.println(i);
int i1 = b.method2(1, 2, 3);
System.out.println(i1);
}
}
class A{
public int method(int a, int b){
return a - b ;
}
}
class B extends A{
public int method1(int a,int b){
return a + b;
}
public int method2(int a,int b,int c){
return method1(a,b) + c;
}
}
发现问题：
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，但是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。
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 improve {
public static void main(String[] args) {
BB bb = new BB();
int i = bb.method1(1, 2);
System.out.println(i);
int i1 = bb.method3(1, 2);
System.out.println(i1);
}
}
class Base{
}
class AA extends Base{
public int method(int a, int b){
return a - b ;
}
}
class BB extends Base{
private AA a = new AA();
public int method1(int a,int b){
return a + b;
}
public int method2(int a,int b,int c){
return method1(a,b) + c;
}
public int method3(int a ,int b){
return this.a.method(a,b);
}
}
（5）开闭原则
1)：基本介绍
开闭原则（Open Closed Principle）是编程中最基础，最重要的设计原则，一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开发（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。当软件需求变化时，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，编程中遵循的其他原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。
package com.openClose;
public class problem {
public static void main(String[] args) {
GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
}
}
class GraphicEditor{
public void drawShape(Shape a){
if(a.m_type == 1){
drawRectangle(a);
}else if(a.m_type == 2){
drawCircle(a);
}
}
public void drawRectangle(Shape a){
System.out.println("绘制矩形");
}
public void drawCircle(Shape a){
System.out.println("绘制圆形");
}
public void drawTriangle(Shape a){
System.out.println("绘制三角形");
}
}
class Shape{
int m_type;
}
class Rectangle extends Shape{
public Rectangle() {
super.m_type = 1;
}
}
class Circle extends Shape{
public Circle() {
super.m_type = 2;
}
}
class Triangle extends Shape{
public Triangle() {
super.m_type = 3;
}
}
对以上代码分析：
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，即扩展开放，对修改关闭，即当我们给类增加新的功能的时候，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图形种类，三角形，我们需要做修改，修改的地方比较多。
改进思路：
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创建时，只需要让新的推行类继承shape，并实现draw方法即可。
使用方的代码就不需要修改，满足了开闭原则。
package com.openClose;
public class improve {
public static void main(String[] args) {
GraphicEditor01 graphicEditor = new GraphicEditor01();
graphicEditor.drawShape(new Rectangle01());
}
}
class GraphicEditor01{
public void drawShape(Shape01 a){
a.drew();
}
}
abstract class Shape01{
public abstract void drew();
}
class Rectangle01 extends Shape01{
public void drew() {
System.out.println("aaa");
}
}
class Circle01 extends Shape01{
public void drew() {
System.out.println("bbb");
}
}
（6）迪米特法则
1)、基本介绍
一个对象应该对其他对象保持最少的了解，类与类关系越密切，耦合度越大，迪米特法则（Demeter Principle）又叫最少知道原则，即一个类对自己依赖关系的类知道的越少越好，也就是说，对于被依赖的类不管多么的复杂，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。迪米特法则还有个更简单的定义，只与直接的朋友通信。
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。
package com.demeter;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class problem {
public static void main(String[] args) {
SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
schoolManager.printAllEmployee(new CollageManger());
}
}
class Employee{
private String id;
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
}
class CollageEmployee{
private String id;
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
}
//管理学院员工的管理类
class CollageManger{
//返回学院的所有员工
public List<CollageEmployee> getAllEmployee(){
ArrayList<CollageEmployee> list = new ArrayList<CollageEmployee>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
CollageEmployee employee = new CollageEmployee();
employee.setId("学院员工id="+i);
list.add(employee);
}
return list;
}
}
//学校管理类
//分析直接朋友有哪些？ Employee,CollageManager
//CollageManager不是直接朋友，是一个陌生类，违反了迪米特范泽，
class SchoolManager{
//返回学校总部的员工
public List<Employee> getAllEmployee(){
ArrayList<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Employee employee = new Employee();
employee.setId("学校总部员工id="+i);
list.add(employee);
}
return list;
}
//该方法完成输出学校总部和学院员工信息
public void printAllEmployee(CollageManger sub){
//分析问题
//1、CollageManager不是直接朋友，是一个陌生类，违反了迪米特范泽，
//2、以局部变量出现
List<CollageEmployee> employeeList = sub.getAllEmployee();
System.out.println("------------------分公司员工---------------");
for (CollageEmployee employee : employeeList) {
System.out.println(employee.getId());
}
System.out.println("-----------------学校总部员工---------------");
List<Employee> allEmployee = this.getAllEmployee();
for (Employee employee : allEmployee) {
System.out.println(employee.getId());
}
}
}
改进
package com.demeter.improve;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class problem {
public static void main(String[] args) {
SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
schoolManager.printAllEmployee(new CollageManger());
}
}
class Employee{
private String id;
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
}
class CollageEmployee{
private String id;
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
}
//管理学院员工的管理类
class CollageManger{
//返回学院的所有员工
public List<CollageEmployee> getAllEmployee(){
ArrayList<CollageEmployee> list = new ArrayList<CollageEmployee>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
CollageEmployee employee = new CollageEmployee();
employee.setId("学院员工id="+i);
list.add(employee);
}
return list;
}
public void print(){
List<CollageEmployee> employeeList = getAllEmployee();
System.out.println("------------------分公司员工---------------");
for (CollageEmployee employee : employeeList) {
System.out.println(employee.getId());
}
}
}
//学校管理类
//分析直接朋友有哪些？ Employee,CollageManager
//CollageManager不是直接朋友，是一个陌生类，违反了迪米特范泽，
class SchoolManager{
//返回学校总部的员工
public List<Employee> getAllEmployee(){
ArrayList<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Employee employee = new Employee();
employee.setId("学校总部员工id="+i);
list.add(employee);
}
return list;
}
//该方法完成输出学校总部和学院员工信息
public void printAllEmployee(CollageManger sub){
sub.print();
System.out.println("-----------------学校总部员工---------------");
List<Employee> allEmployee = this.getAllEmployee();
for (Employee employee : allEmployee) {
System.out.println(employee.getId());
}
}
}
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）：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。
（7）合成复用原则
1）：基本介绍
尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承
设计原则的核心思想：
1）：找出应用汇总可能需要变化之处，把他们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。
2）：针对接口编程，而不是针对实现编程
3）：为了交互对象之间的松耦合设计而努力。