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  • 图解Java设计模式之设计模式七大原则

    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
    6)设计模式包含了面向对象的精髓,“懂了设计模式,你就懂了面向对象分析和设计(OOA/D)的精要“
    7)Scott Mayers 在其巨著《Effective C++》就曾经说过 :C++老手和C++新手的区别就是前者手背上有很多伤疤

    2.2 设计模式七大原则

    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)
    设计模式常用的七大原则有 :
    1)单一职责原则
    2)接口隔离原则
    3)依赖倒转(倒置)原则
    4)里氏替换原则
    5)开闭原则
    6)迪米特法则
    7)合成复用原则

    2.3 单一职责原则

    2.3.1 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

    2.3.2 应用实例

    以交通工具案例讲解

    package com.example.testdemo.mode.principle;
    
    public class SingleResponsibility1 {
    
        public static void main(String[] args) {
            Vehicle vehicle = new Vehicle();
            vehicle.run("摩托车");
            vehicle.run("汽车");
            vehicle.run("飞机");
        }
    
    }
    
    // 交通工具类
    
    /**
     * 方式1 :
     * 1 。 在方式1的run方法中,违反了单一职责原则
     * 2 。 解决的方案非常第二季简单,根据交通工具运行方法不同,分解成不同类即可
     */
    class Vehicle {
    
        public void run(String vehicle) {
            System.out.println(vehicle + " 在公路上运行。。。。。");
        }
    }
    package com.example.testdemo.mode.principle;
    
    public class SingleResponsibility2 {
    
        public static void main(String[] args) {
            ReadVehicle readVehicle = new ReadVehicle();
            readVehicle.run("摩托车");
            readVehicle.run("汽车");
            AirVehicle airVehicle = new AirVehicle();
            airVehicle.run("飞机");
            WaterVehicle waterVehicle = new WaterVehicle();
            waterVehicle.run("轮船");
        }
    
    }
    
    /**
     * 方案2分析 :
     * 1 :遵守单一职责原则
     * 2 :但是这样改动大,即将类分解,同时修改客户端
     * 3 :改进 :直接修改Vehicle类,改动的代码会比较少 =》方案3
     *
     */
    class ReadVehicle {
        public void run(String vehicle) {
            System.out.println(vehicle + "公路运行");
        }
    }
    
    class AirVehicle {
        public void run(String vehicle) {
            System.out.println(vehicle + "天空运行");
        }
    }
    
    class WaterVehicle {
        public void run(String vehicle) {
            System.out.println(vehicle + "水中运行");
        }
    }
    package com.example.testdemo.mode.principle;
    
    public class SingleResponsibility3 {
    
        public static void main(String[] args) {
            Vehicle2 vehicle2 = new Vehicle2();
            vehicle2.run("汽车");
            vehicle2.runAir("飞机");
            vehicle2.runWater("轮船");
        }
    
    }
    
    /**
     * 方案3的分析 :
     * 1 :这种修改方法没有对原来的类做大的修改,只是增加方法
     * 2 :这里虽然没有在类这个级别上遵守单一职责原则,但是在方法级别上,仍然是遵守单一职责
     */
    class Vehicle2 {
    
        public void run(String vehicle) {
            System.out.println(vehicle + " 在公路上运行。。。。。");
        }
    
        public void runAir(String vehicle) {
            System.out.println(vehicle + " 在天空上运行。。。。。");
        }
    
        public void runWater(String vehicle) {
            System.out.println(vehicle + " 在水中运行。。。。。");
        }
    }
    

    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,可以在方法级别保存单一职责原则。

    2.4 接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

    2.4.1 基本介绍

    (1)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)先看一张图
    在这里插入图片描述
    (3)类A通过接口Interface1依赖类B,类C通过接口Interface1依赖类D,如果接口Interface1对于类A和类C来说不是最小接口,那么类B和类C必须去实现他们不需要的方法。
    (4)按隔离原则应当这样处理 :
    将接口Interface1拆分为独立的几个接口(这里我们拆分3个接口),类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系,也就是采用接口隔离原则

    2.4.2 应用实例

    1)类A通过接口Interface1依赖类B,类C通过接口Interface1依赖类D。
    2)没有使用接口隔离原则的代码

    package com.example.testdemo.mode.principle.segregation;
    
    import io.swagger.models.auth.In;
    
    public class Segregation1 {
    
        public static void main(String[] args) {
    
        }
    
    }
    
    /**
     * 接口
     */
    interface Interface1 {
        void operation1();
        void operation2();
        void operation3();
        void operation4();
        void operation5();
    }
    
    class B implements Interface1 {
    
        @Override
        public void operation1() {
            System.out.println(" B 实现了 operation1");
        }
    
        @Override
        public void operation2() {
            System.out.println(" B 实现了 operation2");
        }
    
        @Override
        public void operation3() {
            System.out.println(" B 实现了 operation3");
        }
    
        @Override
        public void operation4() {
            System.out.println(" B 实现了 operation4");
        }
    
        @Override
        public void operation5() {
            System.out.println(" B 实现了 operation5");
        }
    }
    
    class D implements Interface1 {
    
        @Override
        public void operation1() {
            System.out.println(" D 实现了 operation1");
        }
    
        @Override
        public void operation2() {
            System.out.println(" D 实现了 operation2");
        }
    
        @Override
        public void operation3() {
            System.out.println(" D 实现了 operation3");
        }
    
        @Override
        public void operation4() {
            System.out.println(" D 实现了 operation4");
        }
    
        @Override
        public void operation5() {
            System.out.println(" D 实现了 operation5");
        }
    }
    
    /**
     * A 类通过接口Interface1 依赖(使用)B类,但是只会用到1,2,3方法
     */
    class A {
        public void depend1(Interface1 interface1) {
            interface1.operation1();
        }
    
        public void depend2(Interface1 interface1) {
            interface1.operation2();
        }
    
        public void depend3(Interface1 interface1) {
            interface1.operation3();
        }
    }
    
    /**
     * C 类通过接口Interface1 依赖(使用)D类,但是只会用到1,4,5方法
     */
    class C {
        public void depend1(Interface1 interface1) {
            interface1.operation1();
        }
    
        public void depend4(Interface1 interface1) {
            interface1.operation4();
        }
    
        public void depend5(Interface1 interface1) {
            interface1.operation5();
        }
    }
    
    • 应传统方法的问题和接口隔离原则改进
      (1)类A通过Interface1依赖类B,类C通过接口Interface1依赖类D,如果接口Interface1对于类A和类C来说不是最小接口,那么类B和类C必须去实现他们不需要的方法。
      (2)将接口Interface1拆分为独立的几个接口,类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则。
      (3)接口Interface1中出现的方法,根据实际情况拆分为三个接口
      (4)代码实现
      在这里插入图片描述
    package com.example.testdemo.mode.principle.segregation1;
    
    public class Segregation2 {
    
        public static void main(String[] args) {
            // 使用一把
            A a = new A();
            // A 类通过接口去依赖B类
            a.depend1(new B());
            a.depend2(new B());
            a.depend3(new B());
    
            // C 类通过接口去依赖(使用)D类
            C c = new C();
            c.depend1(new D());
            c.depend4(new D());
            c.depend5(new D());
        }
    }
    
    /**
     * 接口
     */
    interface Interface1 {
        void operation1();
    
    }
    
    interface Interface2 {
        void operation2();
    
        void operation3();
    }
    
    interface Interface3 {
    
        void operation4();
    
        void operation5();
    }
    
    class B implements Interface1, Interface2 {
    
        @Override
        public void operation1() {
            System.out.println(" B 实现了 operation1");
        }
    
        @Override
        public void operation2() {
            System.out.println(" B 实现了 operation2");
        }
    
        @Override
        public void operation3() {
            System.out.println(" B 实现了 operation3");
        }
    
    }
    
    class D implements Interface1, Interface3 {
    
        @Override
        public void operation1() {
            System.out.println(" D 实现了 operation1");
        }
    
        @Override
        public void operation4() {
            System.out.println(" D 实现了 operation4");
        }
    
        @Override
        public void operation5() {
            System.out.println(" D 实现了 operation5");
        }
    }
    
    /**
     * A 类通过接口Interface1 ,Interface2 依赖(使用)B类,但是只会用到1,2,3方法
     */
    class A {
        public void depend1(Interface1 interface1) {
            interface1.operation1();
        }
    
        public void depend2(Interface2 interface1) {
            interface1.operation2();
        }
    
        public void depend3(Interface2 interface1) {
            interface1.operation3();
        }
    }
    
    /**
     * C 类通过接口Interface1 ,Interface3 依赖(使用)D类,但是只会用到1,4,5方法
     */
    class C {
        public void depend1(Interface1 interface1) {
            interface1.operation1();
        }
    
        public void depend4(Interface3 interface1) {
            interface1.operation4();
        }
    
        public void depend5(Interface3 interface1) {
            interface1.operation5();
        }
    }
    

    2.5 依赖倒转原则

    2.5.1 基本介绍

    依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)是指 :
    (1)高层模块不应该依赖底层模块,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,而不涉及任何具体的操作,把展示细节的任务交给他们的实现类去完成。

    2.5.2 应用实例

    1)方案1 + 分析说明

    package com.example.testdemo.mode.principle.inversion;
    
    public class DependecyInversion {
    
        public static void main(String[] args) {
            Person person = new Person();
            person.receive(new Email());
        }
    
    }
    
    class Email {
        public String getInfo() {
            return "电子邮件信息 :hello,world";
        }
    }
    
    /**
     * 完成Person接收消息的功能
     * 方式1分析
     * 1。简单,比较容易想到
     * 2。如果我们获取的对象是微信,短信等等,则新增类,同时Persons也要增加相应的接收方法
     * 3。解决思路 :引入一个抽象的接口IReceiver,表示接收者,这样Person类与接口IReceiver发生依赖
     * 因为Email,微信等等属于接收的范围,他们各自实现IReceiver接口就ok,这样我们就符合依赖倒转原则
     */
    class Person {
        public void receive(Email email) {
            System.out.println(email.getInfo());
        }
    }
    

    2)方案2(依赖倒转)+ 分析说明

    package com.example.testdemo.mode.principle.inversion.inprove;
    
    public class DependecyInversion {
    
        public static void main(String[] args) {
            // 客户端无需改变
            Person person = new Person();
            person.receive(new Email());
    
            person.receive(new WeiXin());
        }
    
    }
    
    /**
     * 定义接口
     */
    interface IReceiver {
        String getInfo();
    }
    
    class Email implements IReceiver{
    
        @Override
        public String getInfo() {
            return "电子邮件信息 :hello,world";
        }
    }
    
    /**
     * 增加微信
     */
    class WeiXin implements IReceiver {
    
        @Override
        public String getInfo() {
            return "微信消息 :hello ok";
        }
    }
    
    /**
     * 方式2
     */
    class Person {
        /**
         * 这里是我们对接口的依赖
         * @param iReceiver
         */
        public void receive(IReceiver iReceiver) {
            System.out.println(iReceiver.getInfo());
        }
    }
    

    依赖关系传递的三种方式 :
    1)接口传递
    2)构造方法传递
    3)setter方法传递

    package com.example.testdemo.mode.principle.inversion.inprove;
    
    public class Dependecy {
        public static void main(String[] args) {
            IOpenAndClose iOpenAndClose = new OpenAndClose();
            iOpenAndClose.open(new ChangHong());
    
            IOpenAndClose2 iOpenAndClose2 = new OpenAndClose2(new XiaoMi());
            iOpenAndClose2.open();
    
            IOpenAndClose3 iOpenAndClose3 = new OpenAndClose3();
            iOpenAndClose3.setTv(new SanXing());
            iOpenAndClose3.open();
        }
    }
    
    /**
     * 方式1 :通过接口传递实现依赖
     */
    interface IOpenAndClose {
        /**
         * 抽象方法,接收接口
         * @param tv
         */
        void open(ITV tv);
    }
    
    /**
     * ITV接口
     */
    interface ITV {
        void play();
    }
    
    class ChangHong implements ITV {
    
        @Override
        public void play() {
            System.out.println("长虹电视机打开");
        }
    }
    
    /**
     * 实现接口
     */
    class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
    
        @Override
        public void open(ITV tv) {
            tv.play();
        }
    }
    
    /**
     * 方式2 :通过构造方法依赖传递
     */
    interface IOpenAndClose2 {
        /**
         * 抽象方法
         */
        void open();
    }
    
    /**
     * ITV接口
     */
    interface ITV2 {
        void play();
    }
    
    class XiaoMi implements ITV2 {
    
        @Override
        public void play() {
            System.out.println("小米电视机打开");
        }
    }
    
    class OpenAndClose2 implements IOpenAndClose2 {
        /**
         * 成员属性
         */
        public ITV2 tv;
    
        /**
         * 构造方法
         * @param itv2
         */
        public OpenAndClose2(ITV2 itv2) {
            this.tv = itv2;
        }
    
        @Override
        public void open() {
            this.tv.play();
        }
    }
    
    /**
     * 方式3,通过setter方法传递
     */
    interface IOpenAndClose3 {
        /**
         * 抽象方法
         */
        void open();
    
        void setTv(ITV3 tv);
    }
    
    /**
     * ITV接口
     */
    interface ITV3 {
        void play();
    }
    
    class SanXing implements ITV3 {
    
        @Override
        public void play() {
            System.out.println("三星电视打开");
        }
    }
    
    class OpenAndClose3 implements IOpenAndClose3 {
    
        private ITV3 itv3;
    
        @Override
        public void open() {
            this.itv3.play();
        }
    
        @Override
        public void setTv(ITV3 tv) {
            this.itv3 = tv;
        }
    
    }
    

    依赖倒转原则的注意事项和细节
    1)底层模块尽力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。

    2.6 里氏替换原则

    2.6.1 OO中的继承性的思考和说明

    1)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,虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约,但是如果子类对象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。
    2)继承在给程序设计带来便利的同时,也带来类弊端。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。
    3)问题提出 :在编程中,如何正确的使用继承?=》里氏替换原则

    2.6.2 基本介绍

    1)里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)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都代换成O2时,程序P的行为没有变化,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。

    2.6.3 一个程序引出的问题和思考

    该看个程序,思考下问题和解决思路

    package com.example.testdemo.mode.principle.liskov;
    
    public class Liskov {
        public static void main(String[] args) {
            A a = new A();
            System.out.println("11 - 3 = " + a.funcl(11, 3));
            System.out.println("1 - 8  = " + a.funcl(1, 8));
    
            System.out.println("-----------------");
            B b = new B();
            // 这里本意是求出11 - 3
            System.out.println("11 - 3 = " + b.funcl(11, 3));
            // 1 - 8
            System.out.println("1 - 8  = " + b.funcl(1, 8));
            System.out.println("11 + 3 + 9 = " + b.func2(11, 3));
        }
    }
    
    class A {
        /**
         * 返回两个数的差
         *
         * @param num1
         * @param num2
         * @return
         */
        public int funcl(int num1, int num2) {
            return num1 - num2;
        }
    }
    
    /**
     * B类继承类A
     *
     * 增加类一个新功能 :完成两个数相加,然后和9 求和
     */
    class B extends A {
    
        /**
         * 这里,重写类A类的方法,可能是无意识
         * @param a
         * @param b
         * @return
         */
        @Override
        public int funcl(int a, int b) {
            return a + b;
        }
    
        public int func2(int a, int b) {
            return funcl(a, b) + 9;
        }
    
    }
    

    2.6.4 解决方法

    1)我们发现原来运行正常的相减功能发生类错误。原因就是类B无意中重写父类的方法,造成原有功能出现错误。在实际编程中,我们常常会通过重写父类的方法完成新的功能,这样写起来虽然简单,但整个继承体系的复用性会比较差。特别是运行多态比较频繁的时候。
    2)通用的做法是 :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)改进方案。
    在这里插入图片描述

    package com.example.testdemo.mode.principle.improve;
    
    public class Liskov {
        public static void main(String[] args) {
            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funcl是求减法
            // 调用完成的功能就会很明确
            // 这里本意是求出 11 + 3
            System.out.println("11 + 3 = " + b.func1(11, 3));
    
            // 1 + 8
            System.out.println("1 + 8 = " + b.func1(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
            // 这里本意是求出 11 - 3
            System.out.println("11 - 3 = " + b.func3(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Base类
    }
    
    /**
     * A 类
     */
    class A extends Base {
    
        /**
         * 返回两个数的差
         * @param num1
         * @param num2
         * @return
         */
        public int func1(int num1, int num2) {
            return num1 - num2;
        }
    }
    
    /**
     * B类 继承了 A
     *
     * 增加类一个新功能 :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类方法,可能是无意识
         *
         * @param a
         * @param b
         * @return
         */
        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
         * @param a
         * @param b
         * @return
         */
        public int func3(int a, int b) {
            return this.a.func1(a,b);
        }
    
    }
    

    2.7 开闭原则

    2.7.1 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。

    2.7.2 看下面一段代码

    看一个画图形的功能。
    类图设计,如下 :
    在这里插入图片描述

    package com.example.demo.ocp;
    
    public class Ocp {
    
        public static void main(String[] args) {
    		 // 使用可靠存在的问题
            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(使用方)
     */
    class GraphicEditor {
    
        /**
         * 接收Shape对象,然后根据type,来绘制不同的图形
         * @param shape
         */
        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);
            }
        }
    
        /**
         * 绘制三角形
         * @param shape
         */
        private void drawTriangle(Shape shape) {
            System.out.println("绘制三角形");
        }
    
        /**
         * 绘制圆形
         * @param shape
         */
        private void drawCircle(Shape shape) {
            System.out.println("绘制圆形");
        }
    
    
        /**
         * 绘制矩形
         * @param shape
         */
        private void drawRectangle(Shape shape) {
            System.out.println("绘制矩形");
        }
    
    }
    
    /**
     * Shape类,基类
     */
    class Shape {
        int m_type;
    }
    
    class Rectangle extends Shape {
        Rectangle() {
            super.m_type = 1;
        }
    }
    
    class Circle extends Shape {
    
        Circle() {
            super.m_type = 2;
        }
    }
    
    /**
     * 新增画三角形
     */
    class Triangle extends Shape {
        Triangle() {
            super.m_type = 3;
        }
    }
    

    2.7.3 方式1的优缺点

    1)优点是比较好理解,简单易操作。
    2)缺点是违反了设计模式的ocp原则,即对扩展开放(提供方),对修改关闭(使用方)。即当我们给类增加新功能的时候,尽量不修改代码,或者尽可能少修改代码。
    3)比如我们这时要新增加一个图形种类 三角形,我们需要做很多修改,修改的地方比较多。

    2.7.4 改进的思路分析

    思路 : 把创建Shape类做成抽象类,并提供一个抽象的draw方法,让子类去实现即可,这样我们有新的图形种类时,只需要让新的图形类继承Shape,并实现draw方法即可,使用方的代码就不需要修改 -》
    满足了开闭原则
    改进后的代码 :

    package com.example.demo.ocp.improve;
    
    public class Ocp {
        public static void main(String[] args) {
            // 使用看看存在的问题
            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(使用方)
     */
    class GraphicEditor {
    
        /**
         * 接收Shape对象,调用draw方法
         * @param shape
         */
        public void drawShape(Shape shape) {
            shape.draw();
        }
    }
    
    /**
     * Shape类,基类
     */
    abstract class Shape {
        int m_type;
    
        /**
         * 抽象方法
         */
        public abstract void draw();
    }
    
    class Rectangle extends Shape {
    
        Rectangle() {
            super.m_type = 1;
        }
    
        @Override
        public void draw() {
            System.out.println("绘制矩形");
        }
    }
    
    class Circle extends Shape {
    
        Circle() {
            super.m_type = 2;
        }
    
        @Override
        public void draw() {
            System.out.println("绘制圆形");
        }
    }
    
    /**
     * 新增画三角形
     */
    class Triangle extends Shape {
    
        Triangle() {
            super.m_type = 3;
        }
    
        @Override
        public void draw() {
            System.out.println("绘制三角形");
        }
    }
    
    /**
     * 新增一个图形
     */
    class OtherGraphic extends Shape {
    
        OtherGraphic() {
            super.m_type = 4;
        }
    
        @Override
        public void draw() {
            System.out.println("绘制其他图形");
        }
    }
    

    2.8 迪米特法则

    2.8.1 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(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。
    4)迪米特法则还有个简单的定义 :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。

    2.8.2 应用实例

    1)有一个学校,下属有各个学院和总部,现要求打印出学校总部员工ID和学院员工的id
    2)编程实现上面的功能,看代码演示
    3)代码演示

    package com.example.demo.demeter;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /**
     * 客户端
     */
    public class Demeter1 {
    
        public static void main(String[] args) {
            // 创建一个 SchoolManager 对象
            SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
            // 输出学院的员工id 和 学院总部的员工信息
            schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
        }
    
    }
    
    /**
     * 学校总部员工类
     */
    class Employee {
    
        private String id;
    
        public String getId() {
            return id;
        }
    
        public void setId(String id) {
            this.id = id;
        }
    }
    
    /**
     * 学院的员工类
     */
    class CollegeEmployee {
    
        private String id;
    
        public String getId() {
            return id;
        }
    
        public void setId(String id) {
            this.id = id;
        }
    }
    
    /**
     * 管理学院员工的管理类
     */
    class CollegeManager {
    
        /**
         * 返回学院的所有员工
         * @return
         */
        public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
            List<CollegeEmployee> employees = new ArrayList<>();
            // 这里我们增加了10个员工到list
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                CollegeEmployee collegeEmployee = new CollegeEmployee();
                collegeEmployee.setId("学院员工 id = " + i);
                employees.add(collegeEmployee);
            }
            return employees;
        }
    }
    
    /**
     * 学校管理类
     *
     * 分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
     * CollegeEmployee 不是 直接朋友,而是一个陌生类,这样违背了迪米特法则
     *
     */
    class SchoolManager {
    
        /**
         * 返回学校总部的员工
         * @return
         */
        public List<Employee> getAllEmployee() {
            List<Employee> list = new ArrayList<>();
            // 这里我们增加了5个员工到list
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                Employee employee = new Employee();
                employee.setId("学校总部员工 id = " + i);
                list.add(employee);
            }
            return list;
        }
    
        /**
         * 该方法完成输出学校总部和学院员工信息 (id)
         * @param collegeManager
         */
        void printAllEmployee(CollegeManager collegeManager) {
            // 分析问题
            // 1. 这里的 CollegeEmployee 不是 SchoolManageer的直接朋友
            // 2. CollegeEmployee 是以局部变量方式出现在 SchoolManager
            // 3. 违反了 迪米特法则
            // 获取到学院员工
            List<CollegeEmployee> allEmployee = collegeManager.getAllEmployee();
            System.out.println("-------------学院员工-------------");
            for (CollegeEmployee collegeEmployee : allEmployee) {
                System.out.println(collegeEmployee.getId());
            }
            // 获取到学院总部员工
            List<Employee> employee = this.getAllEmployee();
            System.out.println("-----------学校总部员工-------------");
            for (Employee employee1 : employee) {
                System.out.println(employee1.getId());
            }
        }
    }
    

    2.8.3 应用实例改进

    1)前面设计的问题在于SchoolManager中,CollegeEmployee类并不是SchoolManager类的直接朋友(分析)
    2)按照迪米特法则,应该避免类中出现这样非直接朋友关系的耦合
    3)对代码按照迪米特法则进行改进。
    4)代码演示

    package com.example.demo.demeter.improve;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /**
     * 客户端
     */
    public class Demeter1 {
    
        public static void main(String[] args) {
            // 创建一个 SchoolManager 对象
            SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
            // 输出学院的员工id 和 学院总部的员工信息
            schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
        }
    
    }
    
    /**
     * 学校总部员工类
     */
    class Employee {
    
        private String id;
    
        public String getId() {
            return id;
        }
    
        public void setId(String id) {
            this.id = id;
        }
    }
    
    /**
     * 学院的员工类
     */
    class CollegeEmployee {
    
        private String id;
    
        public String getId() {
            return id;
        }
    
        public void setId(String id) {
            this.id = id;
        }
    }
    
    /**
     * 管理学院员工的管理类
     */
    class CollegeManager {
    
        /**
         * 返回学院的所有员工
         * @return
         */
        public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
            List<CollegeEmployee> employees = new ArrayList<>();
            // 这里我们增加了10个员工到list
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                CollegeEmployee collegeEmployee = new CollegeEmployee();
                collegeEmployee.setId("学院员工 id = " + i);
                employees.add(collegeEmployee);
            }
            return employees;
        }
    
        /**
         * 输出学院员工的信息
         */
        public void printEmployee() {
            // 获取到学院员工
            List<CollegeEmployee> allEmployee = getAllEmployee();
            System.out.println("----------学院员工-----------");
            for (CollegeEmployee collegeEmployee : allEmployee) {
                System.out.println(collegeEmployee.getId());
            }
        }
    }
    
    /**
     * 学校管理类
     *
     * 分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
     * CollegeEmployee 不是 直接朋友,而是一个陌生类,这样违背了迪米特法则
     *
     */
    class SchoolManager {
    
        /**
         * 返回学校总部的员工
         * @return
         */
        public List<Employee> getAllEmployee() {
            List<Employee> list = new ArrayList<>();
            // 这里我们增加了5个员工到list
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                Employee employee = new Employee();
                employee.setId("学校总部员工 id = " + i);
                list.add(employee);
            }
            return list;
        }
    
        /**
         * 该方法完成输出学校总部和学院员工信息 (id)
         * @param collegeManager
         */
        void printAllEmployee(CollegeManager collegeManager) {
            // 分析问题
            // 1. 将输出学院的员工方法,封装到CollegeManager
            collegeManager.printEmployee();
            // 获取到学院总部员工
            List<Employee> employee = this.getAllEmployee();
            System.out.println("-----------学校总部员工-------------");
            for (Employee employee1 : employee) {
                System.out.println(employee1.getId());
            }
        }
    }
    

    2.8.4 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
    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。

    2.9 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,而不是使用继承。
    在这里插入图片描述

    设计原则核心思想

    1)找出应用中可能需要变换之处,把它们独立出来,不要和那些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设计而努力。

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