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設計模式-七大原則(圖解一目了然)

2020-10-01 13:16:10 軟體設計

文章目錄

  • 寫在前面
  • 設計模式
    • 單一職責原則
    • 介面隔離原則
    • 依賴倒轉原則
    • 里氏替換原則
    • 開閉原則
    • 迪米特法則
    • 合成復用原則
  • 小結

寫在前面

概念性的東西全是文字或代碼容易看不下去,我盡量圖文并茂,
還有開源中國放過我吧,發一篇轉一篇,求求做個人吧!
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設計模式


軟體設計模式(Design pattern),又稱設計模式,是一套被反復使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結,使用設計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性、程式的重用性,

打個比方就像蓋大廈和小木屋,當功能簡單,函式和代碼少時,我們能較輕松的直接上手;但如果是像大廈那樣,功能復雜,需求可能變化且代碼量大時,我們就不能直接上手就來,需要像建筑圖紙那樣提前規劃設計,那設計模式就像軟體(程式)的建筑圖紙,

設計模式的目的是為了讓軟體(程式)具有更好的:

  1. 代碼重用性
    相同功能的代碼,不用多次撰寫,降低冗余
  2. 可讀性
    編程規范性, 便于其他程式員的閱讀和理解
  3. 可擴展性
    當需要增加新的功能時,非常的方便,也稱為可維護性
  4. 可靠性
    當我們增加新的功能后,對原來的功能沒有影響
  5. 使程式呈現高內聚,低耦合的特性
    模塊內部緊密,但模塊間依賴小,一者出錯不影響他者

單一職責原則

單一職責原則(Single responsibility principle),即一個類應該只負責一項職責,如類A負責兩個不同職責:職責1,職責2,當職責1需求變更而改變A時,可能造成職責2執行錯誤,所以需要將類A的粒度分解為A1、A2,

單一職責原則注意事項和細節

  1. 降低類的復雜度,一個類只負責一項職責,
  2. 提高類的可讀性,可維護性
  3. 降低變更引起的風險
  4. 通常情況下,我們應當遵守單一職責原則,只有邏輯足夠簡單,才可以在代碼級違反單一職責原則;只有類中方法數量足夠少,可以在方法級別保持單一職責原則
    在這里插入圖片描述

介面隔離原則

介面隔離原則(Interface Segregation Principle),即客戶端不應該依賴它不需要的介面,即一個類對另一個類的依賴應該建立在最小的介面上

比如:類A通過介面 I I I依賴類B,類C通過介面 I I I依賴類D,如果介面 I I I對于類A和類C來說不是最小介面,那么類B和類D必須去實作他們不需要的方法,
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按隔離原則應當這樣處理:將介面 I I I拆分為獨立的幾個介面,將類分別與他們需要的介面建立依賴關系,也就是采用介面隔離原則,
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依賴倒轉原則

依賴倒轉原則(Dependence Inversion Principle),依賴倒轉(倒置)的中心思想是面向介面編程,所謂“倒轉”是指抽象不應該依賴細節,而是細節應該依賴抽象,也就是高層模塊不應該依賴低層模塊,二者都應該依賴其抽象,因為相對于細節的多變性,抽象的東西要穩定的多,
比如有個Person類,可以接受Email、QQ和微信的訊息,如果都為其提供一個專門的方法,就會讓代碼非常的冗余:
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可以引入一個IReceiver介面,讓Person類依賴該介面,這樣QQ、微信和Email各自實作IReceiver里面的方法即可:
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插播反爬資訊 )博主CSDN地址:https://blog.csdn.net/qq_45034708

里氏替換原則

里氏替換原則(Liskov Substitution Principle)要求所有參考基類的地方必須能透明地使用其子類的物件,也就是在繼承關系中,子類盡量不要重寫父類的方法,繼承實際上讓兩個類耦合性增強了,特別是運行多型比較頻繁的時,整個繼承體系的復用性會比較差,
比如一種極端情況:一個類繼承了另一個類,但卻重寫了所有方法,那么繼承的意義何在?說好的復用呢?
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解決方法是把原來的父類和子類都繼承一個更通俗的基類,在適當的情況下,可以通過聚合,組合,依賴等來代替,
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開閉原則

開閉原則(Open Closed Principle)一個軟體物體如類,模塊和函式應該對擴展開放(對提供方),對修改關閉(對使用方),也就是當軟體需要變化時,盡量通過擴展軟體物體的行為來實作變化,而不是通過修改已有的代碼來實作變化,用抽象構建框架,用實作擴展細節,
開閉原則是編程中最基礎、最重要的設計原則,編程中遵循其它原則,以及使用設計模式的目的就是遵循開閉原則,

舉個違反開閉原則的例子:
矩形Retangle和圓形Circle繼承了圖形類Shape(提供方),畫圖類GraphicEditor(使用方)會呼叫相關屬性,
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但是如果再新增一個三角形,就要在使用方GraphicEditor新增對應方法,修改地方較多,違背開閉原則,
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改進:把Shape做成抽象類并提供抽象方法draw,讓子類去實作即可,當新增圖形種類時,只需讓新的圖形類繼承Shape,并實作draw方法即可,使用方的代碼就不需要修改,滿足開閉原則,
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迪米特法則

迪米特法則(Demeter Principle)又叫最少知道原則,即一個類對自己依賴的類知道的越少越好,核心是降低類之間的耦合,也就是說,對于被依賴的類不管多么復雜,都盡量將邏輯封裝在類的內部,對外除了提供的public 方法,不對外泄露任何資訊,
避免與非直接朋友的耦合,只與直接的朋友通信,所謂的直接朋友是出現成員變數,方法引數,方法回傳值中的類,而出現在區域變數中的類不是直接的朋友,也就是說,陌生的類最好不要以區域變數的形式出現在類的內部

比如有學院員工類和學校員工類,然后各有一個管理類有可以獲取其所有員工,學校員工管理類有方法列印全部員工,
在這里插入圖片描述

具體代碼:

void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
		//獲取到學院員工
		List<CollegeEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
		System.out.println("---學院員工---");
		for (CollegeEmployee e : list1) {
			System.out.println(e.getId());
		}
		//獲取到學校總部員工
		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
		System.out.println("---學校員工---");
		for (Employee e : list2) {
			System.out.println(e.getId());
		}
	}

分析SchoolManager類,發現Employee和CollegeManager都是它的直接朋友(出現在引數和回傳值中),但CollegeEmployee不是直接朋友,是以區域變數的形式,違背了迪米特原則,
你以前是不是就這樣寫的,細思極恐,當頭一棒

改進:避免依賴CollegeEmployee,封裝在CollegeManager中,對外提供public方法即可,
在這里插入圖片描述

void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
		sub.printEmployee();
		//獲取到學校總部員工
		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
		System.out.println("---學校員工---");
		for (Employee e : list2) {
			System.out.println(e.getId());
		}
	}

合成復用原則

合成復用原則(Composite Reuse Principle)就是是盡量使用合成/聚合的方式,而不是使用繼承
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如果對于類間關系(比如上面聚合組合),或不懂怎么畫UML類圖,可參考我的另一篇博客:一文掌握UML類圖生成:IDEA中的PlantUML插件實操分享

小結

設計原則核心思想

  1. 針對介面編程,而不是針對實作編程
  2. 把應用中可能需要變化的代碼和不需要變化的代碼分開獨立,
  3. 都是為了互動物件間解耦合而操心,

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