前言
前面已经明白了UML是什么，UML该在哪里用
接下来开始真正接触设计模式的思想：六大原则
目录
- 六大原则(七大原则)
- 开闭原则
2.1. 开闭原则的作用
2.2. 开闭原则的案例 - 里氏替换原则
3.1. 里氏替换原则的作用
3.2. 里氏替换原则的案例 - 依赖倒置原则
4.1. 依赖倒置的作用
4.2. 依赖倒置的案例 - 单一职责原则
5.1. 单一职责原则优点
5.2. 单一职责原则案例 - 接口隔离原则
6.1. 接口隔离原则的优点
6.2. 接口隔离原则的案例 - 迪米特法则
7.1. 迪米特法则的优点
7.2. 迪米特法则案例 - 合成复用原则
8.1. 合成复用原则的优点
8.2. 合成复用原则案例 - 总结
六大原则
实际是七大原则，几种无所谓，都是为了提高软件系统的可维护性和可复用性，增加软件的可扩展性和灵活性，都是面向对象原则
分别是：开闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则、单一职责原则、接口隔离原则、迪米特法则、合成复用原则
开闭原则
开闭原则（Open Closed Principle，OCP）：软件实体应当对扩展开放，对修改关闭
软件实体包括 ：项目中划分出的模块，类与接口， 方法
意思是：当应用软件需求改变时，在不修改软件实体的源代码或者二进制代码的前提下，扩展模块功能，使其实现新的需求（Java中的抽象、封装）
开闭原则的作用
开闭原则是面对对象的可复用设计的第一块基石，是最重要的面向对象设计原则，使软件实体拥有一定的适应性和灵活性的同时具备稳定性和延续性
作用：
- 对软件测试的影响
软件遵守开闭原则的话，软件测试时只需要对扩展的代码进行测试就可以了，因为原有的测试代码仍然能够正常运行。 - 可以提高代码的可复用性
粒度越小，被复用的可能性就越大；在面向对象的程序设计中，根据原子和抽象编程可以提高代码的可复用性。 - 可以提高软件的可维护性
遵守开闭原则的软件，其稳定性高和延续性强，从而易于扩展和维护。
在软件不断升级维护过程中，如果改动软件实体的源代码，可能会引入错误造成需要重构软件，开闭原则就是指导我们不要动用源代码，通过扩展来完成新的需求
开闭原则的案例
Java中可以通过抽象、封装来实现开闭原则
例：一个简单的Car工厂
package com.company.DesignPatterns;
abstract class CarFactory {
String carType;
abstract void produce();
}
class BMW extends CarFactory{
@Override
void produce() {
System.out.println("生产宝马中："+carType+"生产成功");
}
}
class Productor{
public static void main(String [] args){
BMW bmw=new BMW();
bmw.carType="宝马";
bmw.produce();
}
}
当我们有新需求：生产AE86，就不需要动用软件实体的源代码，只需扩展一个类
class AE extends CarFactory{
@Override
void produce() {
System.out.println("生产AE86:"+carType+"生产成功");
}
}
开闭原则是面向对象的最重要的原则，提升了代码的可复用性和可维护性
里氏替换原则
里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）主要阐述了有关继承的一些原则，也就是什么时候应该使用继承，什么时候不应该使用继承，以及其中蕴含的原理。
里氏替换原是继承复用的基础，它反映了基类与子类之间的关系，是对开闭原则的补充，是对实现抽象化的具体步骤的规范
里氏替换原则的作用
- 里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一。
- 它克服了继承中重写父类造成的可复用性变差的缺点。
- 它是动作正确性的保证。即类的扩展不会给已有的系统引入新的错误，降低了代码出错的可能性。
里氏替换原则的案例
里氏替换原则明显就是定义了继承的原则：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能，就是不能重写功能
上面的例子父类是抽象类还好，不会碰到这个问题，如果是普通父类
有一个著名的案例：几维鸟不是鸟
public class LSPtest
{
public static void main(String[] args)
{
Bird bird1=new Swallow();
Bird bird2=new BrownKiwi();
bird1.setSpeed(120);
bird2.setSpeed(120);
System.out.println("如果飞行300公里：");
try
{
System.out.println("燕子将飞行"+bird1.getFlyTime(300)+"小时.");
System.out.println("几维鸟将飞行"+bird2.getFlyTime(300)+"小时。");
}
catch(Exception err)
{
System.out.println("发生错误了!");
}
}
}
//鸟类
class Bird
{
double flySpeed;
public void setSpeed(double speed)
{
flySpeed=speed;
}
public double getFlyTime(double distance)
{
return(distance/flySpeed);
}
}
//燕子类
class Swallow extends Bird{}
//几维鸟类
class BrownKiwi extends Bird
{
public void setSpeed(double speed)
{
flySpeed=0;
}
}
几维鸟子类对父类方法进行了重写，给原系统引进了错误
依赖倒置原则
依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle，DIP）的原始定义为：高层模块不应该依赖低层模块，两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
核心思想是：要面向接口编程，不要面向实现编程
就是使用接口或者抽象类的目的是制定好规范和契约，而不去涉及任何具体的操作，把展现细节的任务交给它们的实现类去完成
这让我想起来Spring的核心思想：依赖注入、控制反转
依赖倒置的作用
- 依赖倒置原则可以降低类间的耦合性。
- 依赖倒置原则可以提高系统的稳定性。
- 依赖倒置原则可以减少并行开发引起的风险。
- 依赖倒置原则可以提高代码的可读性和可维护性
依赖倒置的案例
高耦合：
class Customer
{
public void shopping(Shop shop)
{
//购物
System.out.println（shop.sell());
}
}
对于一个购物类，每次购物都需要不同的Shop实例，这违反了开闭原则
依赖倒置：
package com.company.DesignPatterns;
class Customer
{
public void shopping(ShopType shopType){
shopType.toShop();
}
}
interface ShopType{
public void toShop();
}
class FoodShop implements ShopType{
@Override
public void toShop() {
System.out.println("前往食品店");
}
}
class ClothesShop implements ShopType{
@Override
public void toShop() {
System.out.println("前往服装店");
}
}
class Test{
public static void main(String[] args){
Customer customer=new Customer();
customer.shopping(new FoodShop());
customer.shopping(new ClothesShop());
}
}
依赖倒置之后，我们再也不需要改变Customer类的方法，只需在需要使用时注入ShopType类就完成
单一职责原则
单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）规定一个类应该有且仅有一个引起它变化的原因，否则类应该被拆分
就是类只能承担一个职责，多个职责会造成：
-
一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类实现其他职责的能力
-
当客户端需要该对象的某一个职责时，不得不将其他不需要的职责全都包含进来，从而造成冗余代码或代码的浪费
单一职责原则优点
单一职责原则的核心就是控制类的粒度大小、将对象解耦、提高其内聚性。如果遵循单一职责原则将有以下优点。
- 降低类的复杂度。一个类只负责一项职责，其逻辑肯定要比负责多项职责简单得多
- 提高类的可读性。复杂性降低，自然其可读性会提高
- 提高系统的可维护性。可读性提高，那自然更容易维护了
- 变更引起的风险降低。变更是必然的，如果单一职责原则遵守得好，当修改一个功能时，可以显著降低对其他功能的影响
单一职责原则案例
对学生的工作有两个职责：生活辅导、学业指导，这两个职责分给辅导员和学业导师去完成，即单一职责原则（这里的职责看具体分类）
接口隔离原则
接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）要求程序员尽量将臃肿庞大的接口拆分成更小的和更具体的接口，让接口中只包含客户感兴趣的方法
即客户端不应该被迫依赖与它不使用的方法，一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口
接口隔离与单一职责有一定的相似：都是为了提高类的内聚性、降低它们之间的耦合性，体现了封装的思想
两者的区别：
-
单一职责原则注重的是职责，而接口隔离原则注重的是对接口依赖的隔离
-
单一职责原则主要是约束类，它针对的是程序中的实现和细节；接口隔离原则主要约束接口，主要针对抽象和程序整体框架的构建
接口隔离原则的优点
接口隔离原则是为了约束接口、降低类对接口的依赖性，遵循接口隔离原则有以下 5 个优点。
-
将臃肿庞大的接口分解为多个粒度小的接口，可以预防外来变更的扩散，提高系统的灵活性和可维护性
-
接口隔离提高了系统的内聚性，减少了对外交互，降低了系统的耦合性
-
如果接口的粒度大小定义合理，能够保证系统的稳定性；但是，如果定义过小，则会造成接口数量过多，使设计复杂化；如果定义太大，灵活性降低，无法提供定制服务，给整体项目带来无法预料的风险
-
使用多个专门的接口还能够体现对象的层次，因为可以通过接口的继承，实现对总接口的定义
-
能减少项目工程中的代码冗余。过大的大接口里面通常放置许多不用的方法，当实现这个接口的时候，被迫设计冗余的代码
接口隔离原则的案例
接口隔离就是提供角色需要的方法，屏蔽不需要的方法
一个接口代表一个角色，不应当将不同的角色都交给一个接口
例：吃早餐分为吃、喝
接口隔离原则就是吃早餐要分成吃接口和喝接口
吃接口只负责吃各种东西
喝接口只负责喝各种东西
package com.company.DesignPatterns;
interface Drink{
public void drink();
}
interface Eat{
public void eat();
}
class DrinkM implements Drink{
@Override
public void drink() {
System.out.println("正在喝牛奶！");
}
}
class DrinkW implements Drink{
@Override
public void drink() {
System.out.println("正在喝水！");
}
}
class EatB implements Eat{
@Override
public void eat() {
System.out.println("正在吃面包！");
}
}
class EatN implements Eat{
@Override
public void eat() {
System.out.println("正在吃面条！");
}
}
class Breakfast{
public static void main(String[] args){
EatB eatB=new EatB();
eatB.eat();
EatN eatN=new EatN();
eatN.eat();
DrinkM drinkM=new DrinkM();
drinkM.drink();
DrinkW drinkW=new DrinkW();
drinkW.drink();
}
}
迪米特法则
迪米特法则（Law of Demeter，LoD）又叫作最少知识原则（Least Knowledge Principle，LKP)
迪米特法则的定义是：只与你的直接朋友交谈，不跟“陌生人”说话
含义是：如果两个软件实体无须直接通信，那么就不应当发生直接的相互调用，可以通过第三方转发该调用。其目的是降低类之间的耦合度，提高模块的相对独立性
迪米特法则的优点
迪米特法则要求限制软件实体之间通信的宽度和深度，正确使用迪米特法则将有以下两个优点。
- 降低了类之间的耦合度，提高了模块的相对独立性。
- 由于亲合度降低，从而提高了类的可复用率和系统的扩展性
迪米特法则案例
明星与经纪人：
明星将与粉丝见面、与媒体公司洽谈业务交给经纪人
即明星仅与经纪人交谈
package com.company.DesignPatterns;
public class LoDtest
{
public static void main(String[] args)
{
Agent agent=new Agent();
agent.setStar(new Star("Jay"));
agent.setFans(new Fans("粉丝LJJ"));
agent.setCompany(new Company("音乐有限公司"));
agent.meeting();
agent.business();
}
}
//经纪人
class Agent
{
private Star myStar;
private Fans myFans;
private Company myCompany;
public void setStar(Star myStar)
{
this.myStar=myStar;
}
public void setFans(Fans myFans)
{
this.myFans=myFans;
}
public void setCompany(Company myCompany)
{
this.myCompany=myCompany;
}
public void meeting()
{
System.out.println(myFans.getName()+"与明星"+myStar.getName()+"见面了。");
}
public void business()
{
System.out.println(myCompany.getName()+"与明星"+myStar.getName()+"洽淡业务。");
}
}
//明星
class Star
{
private String name;
Star(String name)
{
this.name=name;
}
public String getName()
{
return name;
}
}
//粉丝
class Fans
{
private String name;
Fans(String name)
{
this.name=name;
}
public String getName()
{
return name;
}
}
//媒体公司
class Company
{
private String name;
Company(String name)
{
this.name=name;
}
public String getName()
{
return name;
}
}
合成复用原则
合成复用原则（Composite Reuse Principle，CRP）又叫组合/聚合复用原则（Composition/Aggregate Reuse Principle，CARP）
合成复用原则：要求在软件复用时，要尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现，其次才考虑使用继承关系来实现
意思就是：尽量通过引用对象（UML中的组合、聚合）来实现复用
合成复用原则的优点
类的复用分为：继承复用、合成复用
继承复用虽然有简单和易实现的优点，但它也存在以下缺点。
- 继承复用破坏了类的封装性。因为继承会将父类的实现细节暴露给子类，父类对子类是透明的，所以这种复用又称为“白箱”复用
- 子类与父类的耦合度高。父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化，这不利于类的扩展与维护
- 它限制了复用的灵活性。从父类继承而来的实现是静态的，在编译时已经定义，所以在运行时不可能发生变化
合成复用的优点：
- 它维持了类的封装性。因为成分对象的内部细节是新对象看不见的，所以这种复用又称为“黑箱”复用
- 新旧类之间的耦合度低。这种复用所需的依赖较少，新对象存取成分对象的唯一方法是通过成分对象的接口
- 复用的灵活性高。这种复用可以在运行时动态进行，新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象
合成复用原则案例
继承复用：
汽油汽车、电动汽车继承汽车，然后汽油汽车、电动汽车又有很多子类
明显破坏了父类的封装性，且父类子类耦合度过高，每次改动父类都会所有子类
合成复用：
将颜色、驱动各作为一个引用，这样想要创建一个新的颜色、驱动类型都很简单
总结
设计模式的七大原则：
- 开闭原则是核心，指导对扩展开放，对修改关闭
- 里氏替换原则：子类不能重写父类
- 依赖倒置原则：面向接口编程，通过接口规定编程规范，然后使用类实现
- 单一职责原则：一个类应当只负责一个职责
- 接口隔离原则：只给角色提供需要的方法，设计接口要精简单一
- 迪米特法则：降低耦合，不需直接调用的类通过第三方转发调用
- 合成复合法则：尽量先考虑合成复合，少用继承复合
- 开闭原则是核心，其他六个原则各侧重点不同，这七个原则即是面对对象设计的思想
