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闲谈设计模式 - 七大原则

懂了设计模式，你就懂了面向对象分析和设计（OOA/D）的精要.

一、设计模式的目的

编写软件的过程，面临 == 耦合性、内聚性、维护性、可扩展性、重用性、灵活性== 等各方面的挑战。

设计模式就是为了解决这些问题

  • 代码重用性：相同功能代码，不写多次
  • 可读性：编程规范性，利于阅读和理解
  • 可扩展性：增加新的功能非常方便
  • 可靠性：当增加新的功能后对原来功能没有影响

二、设计模式七大原则

编程时遵循的原则，各种设计模式的基础

1. 单一职责原则

  • 基本介绍

    对类来说，一个类只负责一项职责，如果 A 负责两个不同职责：职责1，职责2.

    当职责1 需求变更的时候改变 A，可能会造成 职责2 执行错误，职责2 同理。

    所以需要将 类A 的粒度分解成 A1 , A2

  • 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

2.接口隔离原则

  • 基本介绍

    客户端不应该依赖它不需要的接口，也就是说 一个类的依赖应该建立在最小的接口上

  • 处理方法

    将一个接口拆分成几个独立的接口，当类需要的时候多实现就可以

3.依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

  • 基本介绍
    • 高层模块不应该依赖底层模块，二者都应该是依赖抽象
    • <mark>抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象</mark>
    • 依赖倒转（倒置）的中心思想是<mark>面向接口编程</mark>
    • 依赖倒转原则是基于这样的设计理念：相对于细节的多边形，抽象的东西要稳定的多。以抽象为基础搭建的架构比细节为基础的架构稳定的多。在Java中，抽象指的是接口或抽象类，细节是具体的实现类
    • 使用接口或抽象类的目的是 指定好规范，而不涉及任何具体的操作，把展现细节的任务交给实现类
  • 注意事项和细节
    • 低层模块尽量都有抽象类和接口，或者两者都有程序稳定性更好。
    • 变量的声明类型尽量是抽象类或者接口，这样在变量的引用和 实际对象间存在缓冲层，利于程序拓展和优化
    • 继承时遵循里氏替换原则

4.里氏替换原则

  • 前言思考

    • 继承包含这层含义：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，则这个需要修改时，必须考虑到所有子类，并且父类修改后，所有涉及的子类的功能都有可能产生故障

    那么问题来了，如何正确使用继承？

    答案：里氏替换原则

  • 基本介绍

    1. 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都代替成 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。也就是，<mark>所有引用父类的地方必须能透明地使用其子类对象</mark>

    2. 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

    3. 继承实际上让两个类耦合性增强了，在适当情况下，可以通过聚合、组合、依赖 来解决问题

  • 解决方法

    类B 继承 类A 并重写父类方法，造成原有功能错误

    实际编程中，常常会重写父类的方法完成新功能，这样写起来虽然简单，但是整个继承体系的复用性比较差，特别是运行多态比较频繁的时候

    解决方法

    原来的父类和子类都继承一个更通俗（抽象）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

5.开闭原则

  • 基本介绍

    1. 开闭原则（Open Closed Principle）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、函数 应该对外开放，对修改关闭。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. 编程中遵循其他原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则

6.迪米特法则（降低类之间的耦合度）

  • 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（Demeter Principle - 最少知道法则）:一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是，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

    4. 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，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。

  • 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. 由于每个类都减少不了不必要的依赖，因此迪米特法则只是要求降低类之间的耦合关系，并不是要求完全没有依赖关系

7.合成复用原则（Composite Reuse Principle）

  • 基本介绍

    原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是继承