设计模式七大原则

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，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. 代码重用性 (即：相同功能的代码，不用多次编写)
2. 可读性 (即：编程规范性, 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，非常的方便，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

七大原则

设计模式原则，其实就是程序员在编程时，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设计的依据）

• 单一职责原则(实现类要职责单一)
• 接口隔离原则(设计接口的时候要精简单一)
• 依赖倒转原则(面向接口编程)
• 里氏替换原则(不要破坏继承关系)
• 开闭原则(对扩展开发，对修改关闭)
• 迪米特法则(最少知道原则)
• 合成复用原则(先考虑组合或聚合，后考虑继承)

一.单一职责原则

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

2.具体实现

将不同的职责封装到不同的类或者模块中，当有新的需求将现有的职责分为颗粒度更小的职责的时候，应该及时对现有代码进行重构。

3.注意细节

（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

二.接口隔离原则

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.具体实现

适度细化接口，将臃肿的接口拆分为独立的几个接口。

3.注意细节

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。

三.依赖倒转原则

1.基本介绍

• 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

2.具体实现

面向接口编程，使用接口或者抽象类制定好规范和契约，而不去设计任何具体的操作，把展现细节的任务交给他们的实现类去完成。

3.注意细节

（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

四.里氏替换原则

1.基本介绍

• 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。

2.具体实现

（1）子类可以实现父类的抽象方法，但是不能覆盖父类的非抽象方法；
（2）子类可以增加自己特有的方法；
（3）当子类覆盖或实现父类的抽象方法时，方法的前置条件（即方法的形参）要比父类方法的输入参数更宽松；方法的后置条件（即方法的返回值）要比父类更严格。
（4）如果子类不能完整地实现父类的方法，或者父类的一些方法在子类中已经发生畸形，则建议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.

3.代码示例

public class Liskov {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		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();
		//因为B类不再继承A类，因此调用者，不会再func1是求减法
		//调用完成的功能就会很明确
		System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11+3
		System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));// 1+8
		System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
		
		//使用组合仍然可以使用到A类相关方法
		System.out.println("11-3=" + b.func3(11, 3));// 这里本意是求出11-3
	}
}

//创建一个更加基础的基类
class Base {
	//把更加基础的方法和成员写到Base类
}

// A类
class A extends Base {
	// 返回两个数的差
	public int func1(int num1, int num2) {
		return num1 - num2;
	}
}

// B类继承了A
// 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和
class B extends Base {
	//如果B需要使用A类的方法,使用组合关系
	private A a = new A();
	
	//这里，重写了A类的方法, 可能是无意识
	public int func1(int a, int b) {
		return a + b;
	}

	public int func2(int a, int b) {
		return func1(a, b) + 9;
	}
	
	//我们仍然想使用A的方法
	public int func3(int a, int b) {
		return this.a.func1(a, b);
	}
}

五.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。
• 编程中遵循其它原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。

六.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
• 迪米特法则(Demeter Principle)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。

2.注意细节

（1）迪米特法则的核心是降低类之间的耦合
（2）但是注意：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

七.合成复用原则

1.基本介绍

• 它要求在软件复用时，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。
• 如果要使用继承关系，则必须严格遵循里氏替换原则。合成复用原则同里氏替换原则相辅相成的，两者都是开闭原则的具体实现规范

2.注意细节

（1）通常的复用分为继承复用和合成复用，继承复用虽然有简单和易实现的优点，但它也有如下的缺点：

• 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。

• 子类和父类的耦合度高

父类的改变会直接影响子类，不利于类的扩展和维护。

• 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，运行时无法发生变化。

（2）采用组合或聚合复用时，可以将已有对象纳入新对象中，使之成为新对象的一部分，新对象可以调用已有对象的功能，它有以下优点。

• 维护了类的封装性

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。

• 低耦合

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员对象类型相同的对象。