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  • 设计模式七大设计原则

    一、开闭原则(Open-Closed Principle, OCP):是指一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。所谓的关闭也就是对扩展和修改两个行为的一个原则。强调的是用抽象构建框架,用实体扩展细节。可以提高软件系统的可复用性以及可维护性。开闭原则,是面向对象设计中最基础的设计原则。它指导我们如何建立稳定灵活的系统。
    实现开闭原则的核心思想就是面向抽象编程,请看如下例子:
    以某个课程体系为例,例如首先创建一个课程接口:

    public interface ICourse {
       Integer getId();
    
       String getName();
    
       Double getPrice();
    }
    

    其实现该接口的Java课程如下:

    public class JavaCourse implements ICourse {
        private Integer id;
    
        private String name;
    
        private Double price;
    
        public JavaCourse(Integer id, String name, Double price) {
            this.id = id;
            this.name = name;
            this.price = price;
        }
    
        public Integer getId() {
            return this.id;
        }
    
        public String getName() {
            return this.name;
        }
    
        public Double getPrice() {
            return this.price;
        }
    }
    

    如果此时需要去对价格做改造就会需要去动原有的类,就可能会产生不可避免的风险;解决的办法就是继承该类,来重新写一个新的方法类:

    public class JavaDiscountCourse extends JavaCourse {
        public JavaDiscountCourse(Integer id, String name, Double price) {
            super(id, name, price);
        }
    
        public Double getOriginalPrice(){
            return super.getPrice();
        }
    
        public Double getPrice(){
            return super.getPrice() * 0.7;
        }
    }
    

    二、依赖倒置原则:是指设计代码结构时,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。通过依赖倒置可以减少类与类之间的耦合性,提高系统的稳定性,提高代码的可读性和可维护性。并且能够降低修改程序所造成的危险。
    加入此时有个类Tom,Tom目前有两个功能:学习Java和学习Python,具体代码如下:

    public class Tom {
        public void studyJavaCourse(){
            System.out.println("Tom 正在学习Java课程");
        }
    
        public void studyPythonCourse(){
            System.out.println("Tom 正在学习Python课程");
        }
    }
    
      假如这个时候Tom又想要学习C++课程的话,岂不是要改动原有的类,这样会造成不必要的风险。我们可以按照如下代码进行改造:
    
    public interface ICourse {
        void study();
    }
    
    public class JavaCourse implements ICourse {
        public void study() {
            System.out.println("学习Java课程");
        }
    }
    
    public class PythonCourse implements ICourse {
        public void study() {
            System.out.println("学习Python课程");
        }
    }
    
    public class Tom {
        public void study(ICourse iCourse){
            iCourse.study();
        }
    }
    

    总结:以抽象为基准比以细节为基准搭建起来的架构要稳定的多,因此大家在拿到需求之后要面向接口编程,先顶层再细节来设计代码结构。
    三、单一职责原则:是指不要存在多于一个导致类变更的原因。假设我们有一个Class负责两个职责,一旦发生需求变更,修改其中一个职责的逻辑代码,有可能会导致另一个职责的功能发生故障。这样一来会存在两个导致类变更的原因。解决的办法就是,我们要给两个职责分别用两个Class来实现,进行解耦。后期的需求变更维护互不影响。这样的设计,可以降低类的复杂度,提高类的可读性,提高系统的可维护性,降低变更引起的风险。总体来说就是一个Class/Interface/Method只负责一项职责。
    比如原先的接口是这样的:

    public class Course {
        public void study(String courseName){
            if("直播课".equals(courseName)){
                System.out.println("直播课不允许快进");
            }else{
                System.out.println("其他课程随意使用");
            }
        }
    }
    
      看如上代码逻辑,Course类承担了两种业务逻辑,假如现在要对课程进行加密,那么直播课和录播课的加密逻辑都不一样,必须要修改代码。而修改代码逻辑势必会相互影响,容易造成不可控的风险。解决的办法就是对职责进行分离解耦,看如下代码:
    
    public interface ICourseInfo{
          String getCourseName();
          byte[] getCourseVideo();
    }
    
    public interface ICourseManager{
          void studyCourse();
          void refundCourse();
    }
    

    四、接口隔离原则:是指用多个专门的接口,而不使用单一的总接口,客户端不应该依赖它不需要的接口。这个原则指导我们在设计接口的时候应当注意以下几点:
    1、一个类对一个类的依赖应该建立在最小接口之上
    2、建立单一接口,不要建立庞大臃肿的接口
    3、尽量细化接口,接口中的方法尽量少
    接口隔离原则符合我们常说的高内聚低耦合的设计思想,从而使得类具有很好的可读性、可扩展性和可维护性。我们在设计接口的时候要多花时间去思考,要考虑业务模型,包括以后可能会发生变更的地方还要做一些预判。所以,对于抽象,对于业务模型的理解还是非常重要的。

    五、迪米特法则:是指一个对象应该对其他对象保持最少的了解,又叫最少知道原则,尽量降低类与类之间的耦合。迪米特法则主要强调只和朋友交流,不和陌生人交流。出现在成员变量、方法的输入、输出参数中的类都可以称之为成员朋友类,而出现在方法体内部的类不属于朋友类。
    六、里氏替换原则:子类可以扩展父类的功能,但是不能改变父类原有的功能。
    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、子类中可以增加自己特有的方法
    3、当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的输入/入参)要比父类方法的输入参数更加宽松
    4、当子类的方法实现父类的方法时(重写/重载或者实现抽象方法),方法的后置条件(即方法的输出/返回值)要比父类更加严格或者相等。

    使用里氏替换原则的优点:
    1、约束继承泛滥,开闭原则的一种体现
    2、加强程序的健壮性,同时变更时也可以做到非常好的兼容性,提高程序的维护性、扩展性。降低需求变更时引入的风险。

    七、合成复用原则:指尽量使用对象组合/聚合,而不是继承关系达到软件复用的目的,可以使得系统更加灵活,降低类与类之间的耦合度,一个类的变化对其他类造成的影响相对较少。
    继承我们叫做白箱复用,相当于把所有的实现细节暴露给子类。组合/聚合页称之为黑箱复用,对类以外的对象是无法获取到实现细节的。要根据具体的业务场景来做代码设计,其实也都是需要遵循OOP模型。

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