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設計模式——面向物件設計原則

2022-08-13 08:48:08 軟體設計

面向物件設計原則

都是為了高內聚低耦合原則,編程時基本都要遵守

單一職責原則

分類原則:一種人只干一種事,

舉例:(比較簡單就不代碼了)

人可以干的事情有很多:敲代碼、唱歌、跳舞、打籃球....以人設定成一個類,里面的方法就太多太雜了,所以可以有多個類:程式員(敲代碼)、音樂人(唱歌)、愛豆(跳舞)、NBA球員(打籃球),這樣類就具體化了,可以干的事情也就具體了,一旦需要用哪個方法就知道從哪個類里呼叫了,

開閉原則

開:提供方提供 抽象類/介面/方法 等,實作類可以決定行為,閉:呼叫方呼叫時,盡量不需要修改代碼,

定義:一個軟體物體,比如類、模塊和函式應該對擴展開放,對修改關閉,其中,對擴展開放是針對提供方來說的,對修改關閉是針對呼叫方來說的,

舉例:

//介面
public interface AccountService {
    //實作注冊賬戶
    void createAccount(String username,String password,String email);

}

//實作類
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
        public void createAccount(String username,String password,String email) {
            ....
        }
}

里氏替換原則

對子類的特別定義:父類方法非抽象方法,子類不可以多載(覆寫),但如果父類有抽象方法則子類必須實作父類的抽象方法,子類也可以撰寫自己的方法

里氏替換原則(Liskov Substitution Principle)是對子型別的特別定義,所有參考基類的地方必須能透明地使用其子類的物件,

白話:子類可以擴展父類的功能,但不能改變父類原有的功能,有以下四原則:(重點在一二)

  1. 子類可以實作父類的抽象方法,但不能覆寫父類的非抽象方法,
  2. 子類可以增加自己特有的方法,
  3. 當子類的方法多載父類的方法時,方法的前置條件(即方法的輸入/入參)要比父類方法的輸入引數更寬松,
  4. 當子類的方法實作父類的方法時(重寫/多載或實作抽象方法),方法的后置條件(即方法的輸出/回傳值)要比父類更嚴格或與父類一樣,

如:子類繼承了父類,但沒有修改父類的非抽象方法

public abstract class Coder {
     public abstract void eat();   //這個行為還是定義出來,但是不實作

    public void coding() {
        System.out.println("我會打代碼");
    }


    class JavaCoder extends Coder{
        public void game(){		//子類自己的額外的方法
            System.out.println("艾歐尼亞最強王者已上號");
        }
        
        public void eat(){	//子類實作父類的抽象方法(必須)
            System.out.println("干啥啥不行,干飯第一名!")
        }
    }
}

依賴倒轉原則

使用Spring注解 注入介面,這樣需求更改后實作類可以自由撰寫,不會影響到controller層(將每一層都分隔開來降低耦合性)

定義:高層模塊不應依賴于底層模塊,它們都應該依賴抽象,抽象不應依賴于細節,細節應該依賴于抽象,

傳統:沒有介面而是類與類之間的物件創建,一旦需求變化,類就需要重寫,這樣其他類也需要修改

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        UserController controller = new UserController();
    }

    static class UserMapper {
        //CRUD...
    }

    static class UserServiceNew {   //由于UserServiceNew發生變化,會直接影響到其他高層模塊
        UserMapper mapper = new UserMapper();
        //業務代碼....
    }

    static class UserController {   //焯,干嘛改底層啊,我這又得重寫了
        UserService service = new UserService();   //哦豁,原來的不能用了
        UserServiceNew serviceNew = new UserServiceNew();   //只能修改成新的了
        //業務代碼....
    }
}

Spring框架:使用注解注入介面bean,這樣實作類可隨便改,只要最后的實作類實作了該介面即可

//controller
public class LoginApiController {
    @Autowired	//Spring注解注入介面bean
    private VerifyService verifyService;

    @GetMapping("/verify-code")
    public RestBean<Void> verifyCode(@RequestParam("email") String email) {
        try {
            verifyService.sendVerifyCode(email);
            return new RestBean<>(200, "郵箱發送成功!");
        } catch (Exception e) {
            return new RestBean<>(500, "郵箱發送失敗!");
        }
    }
}
    
    

介面隔離原則

對介面進行細分,避免介面中定義的方法,在實作類中用不上,

舉例:定義一個介面,有方法:設備芯片、設備名稱、設備記憶體,這樣的介面只有電腦、手機等實作類才可以實作,而對于風扇、臺燈等普通設備實作類而言確只有設備名稱才是有效的方法,于是就需要把介面進行細化成兩個介面,

interface SmartDevice {   //智能設備才有getCpu和getMemory
    String getCpu();
    String getType();
    String getMemory();
}

interface NormalDevice {   //普通設備只有getType
    String getType();
}

//電腦就是一種電子設備,那么我們就繼承此介面
class Computer implements SmartDevice {

    @Override
    public String getCpu() {
        return "i9-12900K";
    }

    @Override
    public String getType() {
        return "電腦";
    }

    @Override
    public String getMemory() {
        return "32G DDR5";
    }
}

//電風扇也算是一種電子設備
class Fan implements NormalDevice {
    @Override
    public String getType() {
        return "風扇";
    }
}

合成復用原則

優先使用物件組合,而不是通過繼承來達到復用的目的,

合成復用原則(Composite Reuse Principle)的核心就是委派,

情況:如果A類里寫了想要的方法,為了不在B類不重復撰寫代碼,可以在B類中設定一個方法:將A類的物件作為引數并在設定的方法里通過物件獲取到A類中想要的方法,【此時不建議使用繼承,因為容易引起安全隱患,如:A中有一下資訊(密碼欄位)不方便傳遞】

舉例:

class A {
    public void connectDatabase(){
        System.out.println("我是連接資料庫操作!");
    }
}

class B {
    
    A a;
    public B(A a){   //在構造時就指定好
        this.a = a;
    }
    
    public void test(){
        System.out.println("我是B的方法,我也需要連接資料庫!");
        a.connectDatabase();   //也是通過物件A去執行
    }
}

迪米特法則

每一個軟體單位對其他單位都只有最少的知識,而且局限于那些與本單位密切相關的軟體單位,

迪米特法則(Law of Demeter)又稱最少知識原則,是對程式內部資料互動的限制,

簡單來說就是,一個類/模塊對其他的類/模塊有越少的互動越好,當一個類發生改動,那么,與其相關的類(比如用到此類啥方法的類)需要盡可能少的受影響(比如修改了方法名、欄位名等,可能其他用到這些方法或是欄位的類也需要跟著修改)這樣我們在維護專案的時候會更加輕松一些,

白話:在設計方法引數的時候,保證不多給方法多余的引數,例如:方法只需要一個用戶的ip地址就可以執行,方法引數就不要寫成需要輸入用戶物件,然后在方法里面通過物件再去呼叫其ip出來;而是在呼叫方法前就把用戶物件的ip取出來,然后作為引數來呼叫方法,

舉例:

正面教材

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("localhost", 8080);
        Test test = new Test();
        test.test(socket.getLocalAddress().getHostAddress());  //在外面決議好就行了
    }

    static class Test {
        public void test(String str){   //一個字串就能搞定,就沒必要丟整個物件進來
            System.out.println("IP地址:"+str);
        }
    }
}

反面教材

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("localhost", 8080);   //假設我們當前的程式需要進行網路通信
        Test test = new Test();
        test.test(socket);   //現在需要執行test方法來做一些事情
    }

    static class Test {
        /**
         * 比如test方法需要得到我們當前Socket連接的本地地址
         */
        public void test(Socket socket){
            System.out.println("IP地址:"+socket.getLocalAddress());
        }
    }
}

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