设计模式遵循七大原则有：

单一职责原则
接口隔离原则
开闭原则
依赖倒转(倒置)原则
里氏替换原则
迪米特法则
合成复用原则

1. 单一职责原则

1.1 基本介绍

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

1.2 案例

可以看到Vehicle这个类承担了它这个年纪不该承担的压力，火车、飞机与轮船通过一个方法共同输出导致出现不符合实际的结果

public class sigleResponsibility {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Vehicle vehicle = new Vehicle();
        vehicle.run("火车");
        vehicle.run("飞机");
        vehicle.run("轮船");
    }
}

class Vehicle {
    
    
    public void run(String vehicle) {
    
    
        System.out.println(vehicle+"在公路上运行");
    }
}

例子改进
这里我们写出了另外两个方法，实现了方法级别的单一职责，但是当我们需要对各种类别添加其他方法（比如对空中的交通工具加其他方法）时我们就需要继续改进

public class sigleResponsibility {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Vehicle vehicle = new Vehicle();
        vehicle.run("火车");
        vehicle.runair("飞机");
        vehicle.runwater("轮船");
    }
}

class Vehicle {
    
    
    public void run(String vehicle) {
    
    
        System.out.println(vehicle+"在公路上运行");
    }
    public void runair(String vehicle) {
    
    
        System.out.println(vehicle+"在空中上运行");
    }
    public void runwater(String vehicle) {
    
    
        System.out.println(vehicle+"在水上上运行");
    }
}

例子再改进

到这一步，我们就已经遵从了类上的单一职责原则，可能看起来会觉得第二种更加简短与实用，但是这些原则都是为了给巨大的项目打地基用的，而不是为了单单着眼于实现一个功能。

public class sigleResponsibility {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Vehicle vehicle1 = new Vehicle();
        vehicle1.run("火车");
        AirVehicle vehicle2 = new AirVehicle();
        vehicle2.run("飞机");
        WaterVehicle vehicle3 = new WaterVehicle();
        vehicle3.run("轮船");
    }
}

class Vehicle {
    
    
    public void run(String vehicle) {
    
    
        System.out.println(vehicle+"在公路上运行");
    }
}

class AirVehicle {
    
    
    public void run(String vehicle) {
    
    
        System.out.println(vehicle+"在空中上运行");
    }
}

class WaterVehicle {
    
    
    public void run(String vehicle) {
    
    
        System.out.println(vehicle+"在水上上运行");
    }
}

单一职责原则注意事项和细节

降低类的复杂度，一个类只负责一项职责。
提高类的可读性，可维护性
降低变更引起的风险
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

2. 接口隔离原则

接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

2.1 基本介绍

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

类A通过接口interface1依赖类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去。
按隔离原则应当这样处理:将接口interface1折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

2.2 案例

interface Interface1 {
    
    
    void op1();
    void op2();
    void op3();
    void op4();
    void op5();
}

class B implements Interface1 {
    
    
    public void op1() {
    
    
        System.out.println("B 实现了 op1");
    }
    public void op2() {
    
    
        System.out.println("B 实现了 op21");
    }
    public void op3() {
    
    
        System.out.println("B 实现了 op3");
    }
    public void op4() {
    
    
        System.out.println("B 实现了 op4");
    }
    public void op5() {
    
    
        System.out.println("B 实现了 op5");
    }
}

class D implements Interface1 {
    
    
    public void op1() {
    
    
        System.out.println("D 实现了 op1");
    }
    public void op2() {
    
    
        System.out.println("D 实现了 op21");
    }
    public void op3() {
    
    
        System.out.println("D 实现了 op3");
    }
    public void op4() {
    
    
        System.out.println("D 实现了 op4");
    }
    public void op5() {
    
    
        System.out.println("D 实现了 op5");
    }
}

class A {
    
    
    public void op1(Interface1 i) {
    
    
        i.op1();
    }
    public void op2(Interface1 i) {
    
    
        i.op2();
    }
    public void op3(Interface1 i) {
    
    
        i.op3();
    }
}

class C {
    
    
    public void op1(Interface1 i) {
    
    
        i.op1();
    }
    public void op4(Interface1 i) {
    
    
        i.op4();
    }
    public void op5(Interface1 i) {
    
    
        i.op5();
    }
}

应传统方法的问题和使用接口隔离原则改进
问题：类A通过接口Interface1依赖类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
解决方案：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接口interface1中出现的方法，根据实际情况拆分为三个接口代码实现

例子改进

//接口1

interface Interface1 {
    
    
    void op1();
}

//接口2

interface Interface2 {
    
    
    void op2();
    void op3();
}

//接口3

interface Interface3 {
    
    
    void op4();
    void op5();
}

class B implements Interface1,Interface2 {
    
    
    public void op1() {
    
    
        System.out.println("B 实现了 op1");
    }
    public void op2() {
    
    
        System.out.println("B 实现了 op2");
    }
    public void op3() {
    
    
        System.out.println("B 实现了 op3");
    }
}

class D implements Interface1,Interface3 {
    
    
    public void op1() {
    
    
        System.out.println("D 实现了 op1");
    }
    public void op4() {
    
    
        System.out.println("D 实现了 op4");
    }
    public void op5() {
    
    
        System.out.println("D 实现了 op5");
    }
}

class A {
    
    
    public void op1(Interface1 i) {
    
    
        i.op1();
    }
    public void op2(Interface2 i) {
    
    
        i.op2();
    }
    public void op3(Interface2 i) {
    
    
        i.op3();
    }
}

class C {
    
    
    public void op1(Interface1 i) {
    
    
        i.op1();
    }
    public void op4(Interface3 i) {
    
    
        i.op4();
    }
    public void op5(Interface3 i) {
    
    
        i.op5();
    }
}

调用

public class segragation {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        A a = new A();
        a.dependcy1(new B());
        a.dependcy2(new B());
        a.dependcy3(new B());
        C c = new C();
        c.dependcy1(new D());
        c.dependcy4(new D());
        c.dependcy5(new D());
    }
}

也可以通过模板模式解决！

3. 开闭原则

3.1. 开闭原则基本介绍

开闭原则（Open Closed Principle），又称OCP原则，是编程中最基础、最重要的设计原则
一个实体类、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。
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。
编程中遵循其他原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。

3.2 案例

需求
购买东西的时候，根据支付类型的不同使用不同的方式进行支付，当支付类型为1时，使用微信支付；当支付类型为2时，使用支付宝支付。

测试类

public class Ocp {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawCircle(new Circle());
        graphicEditor.drawRectangle(new Rectangle());
    }
}

用于绘图的类[使用方]

class GraphicEditor {
    
    
    //接收不同的对象并调用相应的方法
    public void drawShape(Shape s) {
    
    
        if (s.m_type == 1)
            drawRectangle(s);
        else if (s.m_type == 2)
            drawCircle(s);
    }
 
    public void drawRectangle(Shape r) {
    
    
        System.out.println("绘制矩形");
    }
 
    public void drawCircle(Shape r) {
    
    
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}

基类


class Shape {
    
    
    int m_type;
}

以下皆为[提供方]
矩形类

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

圆形类

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

运行结果
在这里插入图片描述

以上代码的优缺点

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图形种类三角形，我们需要做如下修改，修改的地方较多

测试类

public class Ocp {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawCircle(new Circle());
        graphicEditor.drawRectangle(new Rectangle());
        graphicEditor.drawTriangle(new Triangle()); 
    }
}

//用于绘图的类[使用方]

class GraphicEditor {
    
    
    //接收不同的对象并调用相应的方法
    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)
            drawRectangle(s);
    }
 
    public void drawRectangle(Shape r) {
    
    
        System.out.println("绘制矩形");
    }
 
    public void drawCircle(Shape r) {
    
    
        System.out.println("绘制圆形");
    }
 
    public void drawTriangle(Shape r) {
    
    
        System.out.println("绘制三角形");
    }
}

基类

class Shape {
    
    
    int m_type;
}

//以下皆为[提供方]
矩形类

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

圆形类

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

三角形类

class Triangle extends Shape {
    
    
    Triangle() {
    
    
        super.m_type = 3;
    }
}

例子改进
测试类

public class Ocp {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Triangle());
    }
}

//用于绘图的类

class GraphicEditor {
    
    
    //接收不同的对象并调用相应的方法
    public void drawShape(Shape s) {
    
    
        s.draw();
    }
}

// 基类

abstract class Shape {
    
    
    int m_type;
 
    public abstract void draw() ;
}

以下皆为[提供方]
矩形类

class Rectangle extends Shape {
    
    
    Rectangle() {
    
    
        super.m_type = 1;
    }
 
    @Override
    public void draw() {
    
    
        System.out.println("绘制矩形");
    }
}

圆形类

class Circle extends Shape {
    
    
    Circle() {
    
    
        super.m_type = 2;
    }
 
    @Override
    public void draw() {
    
    
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}

三角形类

class Triangle extends Shape {
    
    
    Triangle() {
    
    
        super.m_type = 3;
    }
 
    @Override
    public void draw() {
    
    
        System.out.println("绘制三角形");
    }
}

分析
对于提供方直接新增类即可，使用方无需新增方法

4. 依赖倒转原则

4.1 基本介绍

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
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

4.2 案例

完成person接收消息

public class DependencyInvertion {
    
    
    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";
    }
}

完成person接收消息的功能

class Person {
    
    
    public void receive(Email email) {
    
    
        System.out.println(email.getInfo());
    }
}

运行结果
在这里插入图片描述

分析
问题：虽然比较容易想到且实现起来很简单，但是当我们接收消息的类不是email，而是message或者WeChat的时候，我们就需要新建类，且Person类需要新增方法，因为它的方法的参数已经定义为Email类

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，这样我们就符合依赖倒转原则

4.3 案例改进

可以看到依赖抽象（接口或者抽象类）的稳定性相比于依赖细节（具体实现）更高，不需要增加方法，只需要增加类即可

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

interface IReceive {
    
    
    public String getInfo();
}

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

class WeChat implements IReceive {
    
    
    @Override
    public String getInfo() {
    
    
        return "微信信息：hello，Wechat";
    }
}

完成person接收消息的功能

class Person {
    
    
    public void receive(IReceive receive) {
    
    
        System.out.println(receive.getInfo());
    }
}

依赖关系传递的三种方式和应用案例

4.4 接口传递

// 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() {
    
    
        System.out.println("长虹电视机开启");
    }
}

//实现接口
class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
    
    
    public void open(ITV tv){
    
    
        tv.play();
    }
}

4.5 构造方法传递

public class DependencyInvertion {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ChangHong changHong = new ChangHong();
        OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose(changHong);
        openAndClose.open();
    }
}

// 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 ChangHong implements ITV {
    
    
    @Override
    public void play() {
    
    
        System.out.println("长虹电视机开启");
    }
}

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();
    }
}

4.6 setter方式传递

public class DependencyInvertion {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        ChangHong changHong = new ChangHong();
        OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
        openAndClose.setTv(changHong);
        openAndClose.open();
    }
}

 //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 ChangHong implements ITV {
    
    
    @Override
    public void play() {
    
    
        System.out.println("长虹电视机开启");
    }
}

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
    
    
    private ITV tv;
    public void setTv(ITV tv) {
    
    
        this.tv = tv;
    }
    public void open() {
    
    
        this.tv.play();
    }
}

运行结果

在这里插入图片描述

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

5.里氏替换原则

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，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

5.1 基本介绍

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。
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。

5.2 案例

B在无意的情况下重写了A类的func1方法，使得调用的时候使用的是自己所写的方法，破坏了原来的功能。

public class Liskov {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        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)); //本意是想调用11-3，即调用父类的方法
        System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 同上，求1-8
        System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
    }
}
 
class A {
    
    
    //返回两个数的差
    public int func1 (int num1, int num2) {
    
    
        return num1 - num2;
    }
}
 
class B extends A {
    
    
    //返回两个数的差，无意的重写了父类的方法
    public int func1(int a, int b) {
    
    
        return a + b;
    }
    public int func2(int a, int b) {
    
    
        return func1(a, b) + 9;
    }
}

运行结果
在这里插入图片描述

分析

解决方法

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
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。
例子改进

public class Liskov {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        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();
        //因此此时B不再继承A类，所以不会再认为func1是求减法的
        //调用完成的功能会很明确
        System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));
        System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));
        System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
        //使用组合仍然可以使用A类相关方法
        System.out.println("11-3="+b.func3(11,3));
    }
}

//基类
class Base {
    
    
    //把更加基础的方法和成员写到Base类
}

class A extends Base{
    
    
    //返回两个数的差
    public int func1 (int num1, int num2) {
    
    
        return num1 - num2;
    }
}
 
class B extends Base {
    
    
    public A a = new A();
    //返回两个数的差，无意的重写了父类的方法
    public int func1(int a, int b) {
    
    
        return a + b;
    }
    public int func2(int a, int b) {
    
    
        return func1(a, b) + 9;
    }
    public int func3(int a, int b) {
    
     return this.a.func1(a, b);}
}

运行结果

UML类图
在这里插入图片描述

Java设计模式遵循的七大原则

1. 单一职责原则

1.1 基本介绍

1.2 案例

2. 接口隔离原则

2.1 基本介绍

2.2 案例

3. 开闭原则

3.1. 开闭原则基本介绍

3.2 案例

4. 依赖倒转原则

4.1 基本介绍

4.2 案例

4.3 案例改进

4.4 接口传递

4.5 构造方法传递

4.6 setter方式传递

5.里氏替换原则

5.1 基本介绍

5.2 案例

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