Java设计模式的七大原则

编写软件过程中，程序员面临着来自耦合性，内聚性以及可扩维护性，可扩展性，重用性，灵活性等多方面的挑战，设计模式是为了让程序（软件），具有更好
（1）代码可重用性（即：相同功能的代码，不用多次重复编写）
（2）可读性（即：编程规范，便于其他程序员的阅读和理解）
（3）可扩展性（即：当需要增加新的功能时，非常方便，称为可维护）
（4）可靠性（即：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

2.1 单一职责原则

2.1.1 基本介绍
对类来说，即一个类应该只负责一项职责，如果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
2.1.2 单一职责原则注意事项和细节
(1) 降低类的复杂度，一个类只负责一项职责
(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；只有类中方法数量足够少，可以在方法级别保持单一职责原则

2.2 接口隔离原则

2.2.1 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

2.3 依赖倒转原则

2.3.1 基本介绍
（1）高层模块不应该依赖于底层模块，二者都应该依赖其抽象
（2）抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象
（3）依赖倒转（倒置）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
（5）使用接口或抽象类的目的是制定好规范，而不涉及具体的操作，把展现细节的任务交给它们的实现类去完成
2.3.2 依赖关系传递的三种方式
（1）接口传递

package com.atguigu.principle.dependencypassing;

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

//方式1：通过接口传递实现依赖
interface IOpenAndClose {
    public void open(ITV tv);//抽象方法，接收接口
}

//ITV接口
interface ITV {
    public void play();
}

//实现接口
class OpenAndClose implements IOpenAndClose {

    @Override
    public void open(ITV tv) {
        tv.play();
    }
}

//实现ITV接口
class ChangHong implements ITV {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("打开长虹电视!");
    }
}

（2）构造方法传递

package com.atguigu.principle.constractorpassing;

public class ConstructorPassing {
    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 {
    public void play();
}

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {

    public ITV tv;

    public OpenAndClose(ITV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void open() {
        this.tv.play();
    }
}

class ChangHong implements ITV {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("打开长虹电视机!");
    }
}

（3）setter方法传递

package com.atguigu.principle.setterpassing;

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

interface IOpenAndClose {
    public void open();
}

interface ITV {
    public void play();
}

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {

    public ITV tv;

    public void setTv(ITV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void open() {
        this.tv.play();
    }
}

class ChangHong implements ITV {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("打开长虹电视机！");
    }
}

2.3.3 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，就存在一个缓存层，利于程序扩展和优化
（3）继承时遵循里氏替换原则

2.4 里氏替换原则

2.4.1 基本介绍
（1）里氏替换原则在1988年，由麻省理工学院的一位姓里的女士提出的
（2）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都替换成o2时，程序P的行为都没有发生变化，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。
（3）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
（4）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。

2.5 开闭原则

2.5.1 基本介绍
（1）开闭原则是编程中最基础、最重要的设计原则；
（2）一个软件实体如类，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；
（3）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；
（4）编程中遵循其它原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。
2.5.2 代码实现
不满足OPC法则的实现

package com.atguigu.principle.ocp;

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

//这是一个用于绘图的类
class GraphicEditor {
    //接收Shape对象，然后根据type来绘制不同的图形
    public void drawShape(Shape shape) {
        if (shape.m_type == 1) {
            drawRectangle(shape);
        } else if (shape.m_type == 2) {
            drawCircle(shape);
        } else if (shape.m_type == 3) {
            drawTriangle(shape);
        }
    }

    public void drawRectangle(Shape shape) {
        System.out.println("矩形");
    }

    public void drawCircle(Shape shape) {
        System.out.println("圆形");
    }

    public void drawTriangle(Shape shape) {
        System.out.println("三角形");
    }
}

//Shape类，基类
class Shape {
    int m_type;
}

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

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

//三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle() {
        super.m_type = 3;
    }
}

改进后满足OCP法则的实现

package com.atguigu.principle.ocp.improve;

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

//这是一个用于绘图的类
class GraphicEditor {
    //接收Shape对象，然后根据type来绘制不同的图形
    public void drawShape(Shape shape) {
        shape.draw();
    }
}

//Shape类，基类
abstract class Shape {
    public abstract void draw();//抽象方法
}

//矩形
class Rectangle extends Shape {

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制矩形");
    }
}

//圆形
class Circle extends Shape {

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}

//三角形
class Triangle extends Shape {

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制三角形");
    }
}

//其他图形
class OtherGraphic extends Shape {

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制其他图形");
    }
}

2.6 迪米特法则

2.6.1 基本介绍
（1）一个对象应该对其他对象保持最少的了解
（2）类与类关系越密切，耦合度越大
（3）迪米特法则又叫最少知道原则，即一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说，对于被依赖的类不管多么复杂，都尽量将逻辑封装在类的内部。对外除了提供的public方法，不对外泄露任何消息
（4）迪米特法则还有个更简单的定义：只与直接的朋友通信
（5）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，耦合的方法很多，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。
2.6.2 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度
（2）但是注意：由于每个类都减少了不必需要的依赖，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

2.7 合成复用原则

2.7.1 基本介绍
原则是尽量使用合成/集合的方式，而不是使用继承

（1）找出应用中可能需要变化之处，把它们独立出来，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性设计而努力