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软件设计模式原则

时间:2020-10-07 20:46:09      阅读:26      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:依赖倒置原则   根据   extends   耦合   添加   打折   替换   ide   xtend   

开闭原则

模块、类和函数应该对扩展开发,对修改关闭。

用抽象构建框架,用实现扩展细节。

优点:提高软件系统的可重用性和可维护性。

开发的软件正在构建一个复杂的结构,一旦我们完成了它的一部分,不应该再修改它,而是应该在它的基础之上继续建设。

最好的办法是尝试在完成后保持模块不变,并通过继承和多态扩展来添加新功能。开闭原则是最重要的设计原则之一,是大多数设计模式的基础。

技术图片

如图所示,假设现在有一个课程接口ICourse,有一门课程JavaCourse继承该接口,并实现了接口中的方法。后续有一个课程打折的新需求,由于之前的接口和课程类已经写好,对于新需求不应该直接修改接口或者已经实现好的类,而是选择新建一个打折类JavaDiscountCourse继承JavaCourse,实现打折功能。实现代码如下:

//ICourse.java
public interface ICourse {
    Integer getId();
    String getName();
    Double getPrice();
}
//JavaCourse.java
public class JavaCourse implements ICourse {
    private Integer id;
    private String name;
    private Double price;

    public JavaCourse(Integer id, String name, Double price) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    public Integer getId() {
        return this.id;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }

    public Double getPrice() {
        return this.price;
    }
}
//JavaDiscountCourse.java
public class JavaDiscountCourse extends JavaCourse {

    public JavaDiscountCourse(Integer id, String name, Double price) {
        super(id, name, price);
    }
    public Double getDiscountPrice(){
        return super.getPrice()*0.8;
    }
}
//Test.java
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ICourse course = new JavaDiscountCourse(23,"JAVA",100.0);
        JavaDiscountCourse jdCourse = (JavaDiscountCourse) course;
        System.out.println(jdCourse.getId()+","+jdCourse.getName()+","+jdCourse.getPrice()+","+jdCourse.getDiscountPrice());
    }
}

依赖倒置原则

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。

针对接口编程,不要针对实现编程。

优点:可以减少类间的耦合性、提高系统稳定性,提高代码可读性和可维护性,可降低修改程序所造成的风险。

耦合是指软件系统的模块彼此依赖的程度。依赖度越低,维护和扩展系统就越容易。有不同的方法来解耦系统的组件。其中一个办法是将高级逻辑与低级模块分开。这样做时,可以尝试让它们都依赖于抽象进而减少二者之间的依赖关系。如此就可以替换或扩展其中任何一个模块而不影响其他模块。

技术图片

如图所示,现在需求是学生要学习不同的课程,但是不是通过让学生直接依赖具体的课程,然后调用课程的学习方法。而是让学生依赖课程接口ICourse,而具体的课程PythonCourseJavaCourse同样依赖ICourse,这就是高层模块Student依赖抽象,低层模块具体实现也依赖于抽象。然后以抽象接口为桥梁,高层模块通过抽象接口中的方法调用具体的实现细节。实现代码如下:

//ICourse.java
public interface ICourse {
    void studyCourse();
}

//JavaCourse,java
public class JavaCourse implements ICourse{
    public void studyCourse() {
        System.out.println("study java");
    }
}
//PythonCourse.java
public class PythonCourse implements ICourse{
    public void studyCourse() {
        System.out.println("study python");
    }
}
//Student.java
public class Student {
    private ICourse iCourse;
    public Student(ICourse iCourse){
        this.iCourse=iCourse;
    }
    public void studyCourse(){
        iCourse.studyCourse();
    }
}
//Test.java
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student(new JavaCourse());
        s1.studyCourse();
        Student s2 = new Student(new PythonCourse());
        s2.studyCourse();
    }
}

单一职责原则

一个类/接口/方法只负责一项职责,不要存在多于一个导致类变更的原因。

有点:降低类的复杂度、提高类的可读性提高系统的可维护性、降低变更引起的风险

假设有一个现在需求还是对课程的操作,有获取课程内容的操作,有学习课程操作和课程退款操作等。定义一个ICourse接口如下:

//ICourse.java
public interface ICourse {
    String getCourseName();
    byte[] getCourseVideo();

    void studyCourse();
    void refundCourse();
}

这样将获取课程内容的方法和课程管理相关的方法放在一个接口中,根据单一职责原则,应该将其分开,如下所示,分别新建课程内容ICourseContent接口和课程管理ICourseManager接口:

//ICourseContent.java
public interface ICourseContent {
    String getCourseName();
    byte[] getCourseVideo();
}
//ICourseManager.java
public interface ICourseManager {
    void studyCourse();
    void refundCourse();
}

PS:实际设计中,要考虑实际情况,因为遵循单一职责原则会造成接口,类数量的增多,开发成本增大,最后应该是各种软件设计原则和开发成本,后期维护的综合权衡。

接口隔离原则

客户端不应该依赖于它所不需要的接口。(用多个专门的接口,而不是单一的总接口)

一个类对一个类的依赖应该建立在最小的接口上。建立单一的接口,不要建立臃肿庞大的接口。接口中的方法尽量少。

假设现在要建立一个动物的行为接口IAnimalAction,动物可以吃,飞,和游泳。现在有动物狗Dog,鸟Bird继承该接口,就会有它不需要的方法。如下所示:

//IAnimalAction.java
public interface IAnimalAction {
    void eat();
    void fly();
    void swim();
}
//Bird.java
public class Bird implements IAnimalAction {
    @Override
    public void eat() {

    }

    @Override
    public void fly() {

    }

    @Override
    public void swim() {

    }
}
//Dog.java
public class Dog implements IAnimalAction {

    @Override
    public void eat() {

    }

    //狗不会飞,不需要该方法
    @Override
    public void fly() {

    }
    
    @Override
    public void swim() {

    }
}

解决上述问题的办法是将不同的行为单独建立接口IEatAnimalActionIFlyAnimalActionISwimAnimalAction,然后动物分别继承它们需要的接口。

//IEatAnimalAction.java
public interface IEatAnimalAction {
    void eat();
}
//IFlyAnimalAction.java
public interface IFlyAnimalAction {
    void fly();
}
//ISwimAnimalAction.java
public interface ISwimAnimalAction {
    void swim();
}
//Dog.java
public class Dog implements ISwimAnimalAction,IEatAnimalAction {

    @Override
    public void eat() {

    }

    @Override
    public void swim() {

    }
}

PS:对于接口隔离原则,同意需要主要适度,设计太多的接口会增加开发成本,还会造成接口数量的增多。

迪米特原则

强调只和朋友交流,不和陌生人说话。

朋友:出现在成员变量,方法的输入、输出参数中的类称为成员朋友类,而出现在方法体内部的类不属于朋友类。

现假设有一个Boss类需要通过一个TeamLeader类了解课程数量

//TeamLeader.java
public class TeamLeader {
    public void checkNumberOfCourse(List<Coures> couresList){
        System.out.println("在线课程的数量是:"+couresList.size());
    }
}
//Coures.java
public class Coures {
}
//Boss.java
public class Boss {
    public void commandCheakNumber(TeamLeader teamLeader){
        List<Coures> couresList = new ArrayList<>();
        for (int i=0;i<20;i++){
            couresList.add(new Coures());
        }
        teamLeader.checkNumberOfCourse(couresList);

    }
}

此时Boss类中直接依赖课程类,不符合迪米特原则,可以将课程相关操作移动到TeamLeader类中

//Boss.java
public class Boss {
    public void commandCheckNumber(TeamLeader teamLeader){
        teamLeader.checkNumberOfCourses();
    }
}
//TeamLeader.java
public class TeamLeader {
    public void checkNumberOfCourses(){
        List<Course> courseList = new ArrayList<Course>();
        for(int i = 0 ;i < 20;i++){
            courseList.add(new Course());
        }
        System.out.println("在线课程的数量是:"+courseList.size());
    }
}

里氏替换原则

如果对每一个类型为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都替换成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。

一个软件实体如果适用一个父类的话,那一定适用于其子类,所有引用父类的地方必须能透明的使用其子类的对象,子类对象能够替换父类对象,而程序逻辑不变。

  • 子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。
  • 子类可以实现父类的抽象方法,但不能覆盖父类的非抽象方法
  • 子类中可以增加自己特有的方法
  • 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的输入/入参)要比父类方法的输入参数更宽松。
  • 当子类的方法实现父类的方法时(重写/重载或实现抽象方法),方法的后置条件(即方法的输出/返回值)要比父类更严格或相等。

合成复用原则

尽量使用对象组合/聚合,而不是继承关系达到软件复用的目的。

聚合 has-A和组合contains-A

优点:可以使系统更加灵活,降低类与类之间的耦合度,一个类的变化对其他类造成的影响相对较少。

软件设计模式原则

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原文地址:https://www.cnblogs.com/Wenjin-Liu/p/13776081.html

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