1 设计模式
- 软件工程中,设计模式(design pattern)是对软件设计中普遍存在(反复出现)的各种问题,所提出的解决方案。
- 这个术语是由埃里希·伽马(Erich Gamma)等人在1990年代从建筑设计领域引入到计算机科学的。
2 设计模式7大原则
2.1 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、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)具有更好的:
- 代码重用性(相同功能的代码,不用多次编写)
- 可读性(编程的规范性,便于其他程序员的阅读和理解)
- 可扩展性(当需要增加新的功能时,非常的方便)
- 可靠性(当我们增加新的功能后,对原来的功能没有影响)
- 高内聚
- 低耦合
2.2 设计模式的7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,即设计模式的依据。
- 单一职责原则
- 接口隔离原则
- 依赖倒转(倒置)原则
- 里氏替换原则
- 开闭原则
- 迪米特法则
- 合成复用原则
1、单一职责原则(SRP:Single responsibility principle)
- 对类来说的,即一个类应该只负责一项职责。
如类A负责两个不同的职责: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。
- 单一职责原则注意事项和细节
- 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。
- 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、接口隔离原则(ISP:Interface Segregation Principle)
- 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。
- 将接口拆分成几个独立的接口。
3、依赖倒转原则(DIP:Dependence Inversion Principle)
- 依赖倒置原则是程序要依赖于抽象接口,不要依赖于具体实现。简单的说就是要求对抽象进行编程,不要对实现进行编程,这样就降低了客户与实现模块间的耦合。
高层模块不应该依赖底层模块,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。
- 依赖关系传递的三种方式:
- 接口传递
- 构造方法传递
- setter方式传递
- 依赖倒转原则的注意事项和细节
- 底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。
- 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。
- 继承时遵循里氏替换原则。
4、里氏替换原则(LSP:Liskov Substitution Principle)
- 里氏替换原则面向对象设计的基本原则之一。 里氏替换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。
- 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加了,在适当的情况下,可以通过聚合、组合、依赖来解决问题。
- OO中的继承性的思考和说明:
- 继承包含这样一层含义: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,虽然他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,则当这个类需要修改时,必须考虑到所有的子类,并且父类修改后,所有涉及到子类的功能都有可能产生故障。
- 问题提出:在编程中,如何正确的使用继承?==>里氏替换原则
5、开闭原则(OCP:Open Closed Principle)
- 开闭原则是编程中最基础、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(提供方),对修改关闭(使用方)。这意味着一个实体是允许在不改变它的源代码的前提下变更它的行为。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(LKP:Least Knowledge Principle)
- 迪米特法则(Law of Demeter)又叫作最少知道原则(Least Knowledge Principle,LKP),就是说一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解。一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也即是说,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。
- 更简单的定义:只与直接的朋友通信,不要和陌生人说话。
- 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。
- 迪米特法则注意事项和细节:
- 迪米特法则的核心是降低类之间的耦合。
- 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。
7、合成复用原则(Composite Reuse Principle)
- 尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。
2.3 设计原则的核心思想
- 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。
- 针对接口编程,而不是针对实现编程。
- 为了交互对象之间的松耦合设计而努力。