設(shè)計(jì)模式的六大原則實(shí)例

1、一、設(shè)計(jì)模式的六大原則1、開閉原則（Open Close Principle）開閉原則就是說對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉。在程序需要進(jìn)行拓展的時(shí)候，不能去修改原有的代碼，實(shí)現(xiàn)一個(gè)熱插拔的效果。所以一句話概括就是：為了使程序的擴(kuò)展性好，易于維護(hù)和升級。想要達(dá)到這樣的效果，我們需要使用接口和抽象類。開閉原則是面向?qū)ο蟮目蓮?fù)用設(shè)計(jì)的第一塊基石。開閉原則的關(guān)鍵是抽象化。2、里氏代換原則（Liskov Substitution Principle）里氏代換原則(Liskov Substitution Principle LSP)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的基本原則之一。 里氏代換原則中說，任何基類可以出現(xiàn)的地方，子類一定可

2、以出現(xiàn)。 LSP是繼承復(fù)用的基石，只有當(dāng)衍生類可以替換掉基類，軟件單位的功能不受到影響時(shí)，基類才能真正被復(fù)用，而衍生類也能夠在基類的基礎(chǔ)上增加新的行為。里氏代換原則是對“開-閉”原則的補(bǔ)充。實(shí)現(xiàn)“開-閉”原則的關(guān)鍵步驟就是抽象化。而基類與子類的繼承關(guān)系就是抽象化的具體實(shí)現(xiàn)，所以里氏代換原則是對實(shí)現(xiàn)抽象化的具體步驟的規(guī)范。面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)關(guān)注的是對象的行為，它是使用“行為”來對對象進(jìn)行分類的，只有行為一致的對象才能抽象出一個(gè)類來。我經(jīng)常說類的繼承關(guān)系就是一種“Is-A”關(guān)系，實(shí)際上指的是行為上的“Is-A”關(guān)系，可以把它描述為“Act-As”。3、依賴倒轉(zhuǎn)原則（Dependence Inversi

3、on Principle）這個(gè)是開閉原則的基礎(chǔ)，具體內(nèi)容：真對接口編程，依賴于抽象而不依賴于具體。4、接口隔離原則（Interface Segregation Principle）這個(gè)原則的意思是：使用多個(gè)隔離的接口，比使用單個(gè)接口要好。還是一個(gè)降低類之間的耦合度的意思，從這兒我們看出，其實(shí)設(shè)計(jì)模式就是一個(gè)軟件的設(shè)計(jì)思想，從大型軟件架構(gòu)出發(fā)，為了升級和維護(hù)方便。所以上文中多次出現(xiàn)：降低依賴，降低耦合。5、迪米特法則（最少知道原則）（Demeter Principle）最少知道原則，就是說：一個(gè)實(shí)體應(yīng)當(dāng)盡量少的與其他實(shí)體之間發(fā)生相互作用，使得系統(tǒng)功能模塊相對獨(dú)立。6、合成復(fù)用原則（Composi

4、te Reuse Principle）合成/聚合復(fù)用原則是在一個(gè)新的對象里面使用一些已有的對象，使之成為新對象的一部分；新的對象通過向這些對象的委派達(dá)到復(fù)用已有功能的目的。合成(Composition)和聚合(Aggregation)都是關(guān)聯(lián)(Association)的特殊種類。原則是盡量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。11.開閉原則實(shí)例Fruit接口：抽象產(chǎn)品Orange類：實(shí)現(xiàn)fruit接口，具體產(chǎn)品Apple類：實(shí)現(xiàn)Fruit接口，具體產(chǎn)品Gardener接口：抽象工廠AppleGardener類：實(shí)現(xiàn)Gardener接口，具體工廠，分管apple生產(chǎn)OrangeGardener類

5、：實(shí)現(xiàn)Gardener接口，具體工廠，分管orange生產(chǎn)package com.zky.www.factory;public interface Fruit /水果接口public void plant();public void grow();public void harvest();public class Apple implements Fruit /蘋果實(shí)現(xiàn)水果接口public void grow() System.out.println(apple is growing!);public void harvest() System.out.println(apple is ha

6、rvesting!);public void plant() System.out.println(apple is planting!);public class Orange implements Fruit /桔子實(shí)現(xiàn)水果接口public void grow() System.out.println(orange is growing!);public void harvest() System.out.println(orange is harvesting!);public void plant() System.out.println(orange is planting!);pu

7、blic interface Gardener /園丁接口public Fruit getFruit();public class AppleGardener implements Gardener Overridepublic Fruit getFruit() return new Apple();public class OrangeGradener implements Gardener Overridepublic Fruit getFruit() return new Orange();public class Client public static void main(Strin

8、g args) Gardener g1=new AppleGardener();Apple apple=(Apple) g1.getFruit();apple.harvest();22、里氏代換原則實(shí)例正方形不是長方形package com.zky.www.liskov;public class Rectangle private double width;private double height;public Rectangle()public Rectangle(double width, double height) super();this.width = width;this.he

9、ight = height;public double getWidth() return width;public void setWidth(double width) this.width = width;public double getHeight() return height;public void setHeight(double height) this.height = height;package com.zky.www.liskov;public class Square extends Rectangle private double side;public Squa

10、re(double side) super();this.side = side;public double getSide() return side;public void setSide(double side) this.side = side;package com.zky.www.liskov;public class SmartTest public void resize(Rectangle r)while (r.getHeight()=r.getWidth()r.setWidth(r.getWidth()+1);33、依賴倒轉(zhuǎn)原則實(shí)例publicclassBenz /汽車肯定

11、會跑 publicvoidrun() System.out.println(奔馳汽車開始運(yùn)行.); publicclassDriver /司機(jī)的主要職責(zé)就是駕駛汽車 publicvoiddrive(Benz benz) benz.run(); publicclassClient publicstaticvoidmain(String args) Driver zhangSan = newDriver(); Benz benz = newBenz(); /張三開奔馳車 zhangSan.drive(benz); 上面實(shí)例，司機(jī)張三只能開奔馳車，不能開其他車，因此設(shè)計(jì)出了問題，改正如下。publi

12、cinterfaceIDriver /是司機(jī)就應(yīng)該會駕駛汽車 publicvoiddrive(ICar car); publicclassDriver implementsIDriver /司機(jī)的主要職責(zé)就是駕駛汽車 publicvoiddrive(ICar car) car.run(); publicinterfaceICar /是汽車就應(yīng)該能跑 publicvoidrun(); publicclassBenz implementsICar /汽車肯定會跑 publicvoidrun() System.out.println(奔馳汽車開始運(yùn)行.); publicclassBMW implem

13、entsICar /寶馬車當(dāng)然也可以開動了 publicvoidrun() System.out.println(寶馬汽車開始運(yùn)行.); 在業(yè)務(wù)場景中，我們貫徹“抽象不應(yīng)該依賴細(xì)節(jié)”，也就是我們認(rèn)為抽象（ICar接口）不依賴BMW和Benz兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類（細(xì)節(jié)），因此我們在高層次的模塊中應(yīng)用都是抽象，Client的實(shí)現(xiàn)過程如下：public class Client public static void main(String args) IDriver zhangSan = new Driver();ICar benz = new Benz();/張三開奔馳車zhangSan.drive(ben

14、z); Client屬于高層業(yè)務(wù)邏輯，它對低層模塊的依賴都建立在抽象上，zhangSan的顯示類型是IDriver，benz的顯示類型是ICar，也許你要問，在這個(gè)高層模塊中也調(diào)用到了低層模塊，比如new Driver()和new Benz()等，如何解釋？確實(shí)如此，zhangSan的顯示類型是IDriver，是一個(gè)接口，是抽象的，非實(shí)體化的，在其后的所有操作中，zhangSan都是以IDriver類型進(jìn)行操作，屏蔽了細(xì)節(jié)對抽象的影響。當(dāng)然，張三如果要開寶馬車，也很容易，我們只要修改業(yè)務(wù)場景類就可以。注意在Java中，只要定義變量就必然要有類型，一個(gè)變量可以有兩個(gè)類型：顯示類型和真實(shí)類型，顯示

15、類型是在定義的時(shí)候賦予的類型，真實(shí)類型是對象的類型，如zhangSan的顯示類型是IDriver，真實(shí)類型是Driver。44.接口隔離原則public interface IPettyGirl /要有姣好的面孔public void goodLooking();/要有好身材public void niceFigure();/要有氣質(zhì)public void greatTemperament();public class PettyGirl implements IPettyGirl private String name;/美女都有名字public PettyGirl(String name)

16、 this. name=name; /臉蛋漂亮public void goodLooking() System. out.println(this. name + -臉蛋很漂亮!); /氣質(zhì)要好public void greatTemperament() System. out.println(this. name + -氣質(zhì)非常好!); /身材要好public void niceFigure() System. out.println(this. name + -身材非常棒!); public abstract class AbstractSearcher protected IPettyG

17、irl pettyGirl;public AbstractSearcher(IPettyGirl _pettyGirl) this.pettyGirl = _pettyGirl; /搜索美女，列出美女信息public abstract void show();public class Searcher extends AbstractSearcherpublic Searcher(IPettyGirl _pettyGirl) super(_pettyGirl); /展示美女的信息public void show() System. out.println(-美女的信息如下： -); /展示面容

18、 super. pettyGirl.goodLooking(); /展示身材super. pettyGirl.niceFigure(); /展示氣質(zhì) super. pettyGirl.greatTemperament(); public class Client /搜索并展示美女信息public static void main(String args) /定義一個(gè)美女 IPettyGirl yanYan = new PettyGirl(嫣嫣); AbstractSearcher searcher = new Searcher(yanYan); searcher.show(); 如果星探想找有

19、內(nèi)在氣質(zhì)的，不找外形漂亮的，怎么辦？看來IPettyGirl接口功能有些臃腫，因此把原 IPettyGirl 接口拆分為兩個(gè)接口，一種是外形美的美女 IGoodBodyGirl，這類美女的特點(diǎn)就是臉 蛋和身材極棒，超一流，但是沒有審美素質(zhì)，比如隨地吐痰，出口就是臟話，文化程度比較低； 另外一種是氣質(zhì)美的美女 IGreatTemperamentGirl，談吐和修養(yǎng)都非常高。我們從一個(gè)比較臃腫的接口拆分 成了兩個(gè)專門的接口，靈活性提高了，可維護(hù)性也增加了，不管以后是要外形美的美女還是氣質(zhì)美的美女 都可以輕松的通過 PettyGirl 定義。我們先看兩種類型的美女接口：public interfac

20、e IGoodBodyGirl /要有姣好的面孔public void goodLooking();/要有好身材public void niceFigure();public interface IGreatTemperamentGirl /要有氣質(zhì)public void greatTemperament();實(shí)現(xiàn)類沒有改變，只是實(shí)現(xiàn)類兩個(gè)接口，源碼如下：public class PettyGirl implements IGoodBodyGirl,IGreatTemperamentGirl private String name;/美女都有名字public PettyGirl(String

21、_name) this. name=_name; /臉蛋漂亮public void goodLooking() System. out.println(this. name + -臉蛋很漂亮!); /氣質(zhì)要好public void greatTemperament() System. out.println(this. name + -氣質(zhì)非常好!); /身材要好public void niceFigure() System. out.println(this. name + -身材非常棒!); 通過這樣的改造以后，不管以后是要?dú)赓|(zhì)美女還是要外形美女，都可以保持接口的穩(wěn)定。當(dāng)然你可能 要說了，

22、以后可能審美觀點(diǎn)再發(fā)生改變，只有臉蛋好看就是美女，那這個(gè) IGoodBody 接口還是要修改的呀， 確實(shí)是，但是設(shè)計(jì)時(shí)有限度的，不能無限的考慮未來的變更情況，否則就會陷入設(shè)計(jì)的泥潭中而不能自拔。 以上把一個(gè)臃腫的接口變更為兩個(gè)獨(dú)立的接口依賴的原則就是接口隔離原則，讓 AbstractSearcher 依 賴兩個(gè)專用的接口比依賴一個(gè)綜合的接口要靈活。接口是我們設(shè)計(jì)時(shí)對外提供的契約，通過分散定義多個(gè) 接口，可以預(yù)防未來變更的擴(kuò)散，提高系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性。55.迪米特法則如果兩個(gè)類不必彼此直接通信，那么這兩個(gè)類就不應(yīng)當(dāng)發(fā)生直接的相互作用。如果其中的一個(gè)類需要調(diào)用另外一個(gè)類的某一個(gè)方法，可以通過第

23、三者轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)調(diào)用。參考下例，Someone、Friend和Stranger三個(gè)類。publicclassSomeonepublicvoidoperation1(Friendfriend)Strangerstranger=vide();stranger.operation3();所以Someone和Friend是朋友類（直接通訊的類）。同理，F(xiàn)riend類持有一個(gè)Stranger類的私有對象，他們是朋友類：publicclassFriendprivateStrangerstranger=newStranger();publicvoidoperation2()publicStr

24、angerprovide()returnstranger;在這里，Someone類和Stranger類不是朋友類，但Someone類卻通過Friend類知道了Stranger類的存在，這顯然違反迪米特法則。現(xiàn)在，我們對Someone和Friend類進(jìn)行重構(gòu)。首先在Friend類里添加一個(gè)方法，封裝對Stranger類的操作：publicclassFriendprivateStrangerstranger=newStranger();publicvoidoperation2()publicStrangerprovide()returnstranger;publicvoidforward()str

25、anger.operation3();然后，我們重構(gòu)Someone的operation1方法，讓其調(diào)用新提供的forward方法：publicclassSomeonepublicvoidoperation1(Friendfriend)friend.forward();現(xiàn)在Someone對Stranger的依賴完全通過Friend隔離，這樣的結(jié)構(gòu)已經(jīng)符合狹義迪米特法則了。仔細(xì)觀察上述結(jié)構(gòu)，會發(fā)現(xiàn)狹義迪米特法則一個(gè)明顯的缺點(diǎn)：會在系統(tǒng)里造出大量的小方法，散落在系統(tǒng)的各個(gè)角落。這些方法僅僅是傳遞間接的調(diào)用，因此與系統(tǒng)的商務(wù)邏輯無關(guān)，當(dāng)設(shè)計(jì)師試圖從一張類圖看出總體的框架時(shí)，這些小的方法會造成迷惑和困擾

26、。遵循迪米特法則會使一個(gè)系統(tǒng)的局部設(shè)計(jì)簡化，因?yàn)槊恳粋€(gè)局部都不會和遠(yuǎn)距離的對象有直接關(guān)聯(lián)。但是，這也會造成系統(tǒng)的不同模塊之間的通信效率降低，也會使系統(tǒng)的不同模塊之間不容易協(xié)調(diào)。結(jié)合依賴倒轉(zhuǎn)原則，我們對代碼進(jìn)行如下重構(gòu)來解決這個(gè)問題，首先添加一個(gè)抽象的Stranger類，使Someone依賴于抽象的“Stranger”角色，而不是具體實(shí)現(xiàn)：publicabstractclassAbstractStrangerabstractvoidoperation3();然后，讓Stranger從該類繼承：publicclassStrangerextendsAbstractStrangerpublicvoid

27、operation3()隨后，我們重構(gòu)Someone使其依賴抽象的Stranger角色：publicclassSomeonepublicvoidoperation1(Friendfriend)AbstractStrangerstranger=vide();stranger.operation3();最后，我們重構(gòu)Friend的provide方法，使其返回抽象角色：publicclassFriendprivateStrangerstranger=newStranger();publicvoidoperation2()publicAbstractStrangerprovide(

28、)returnstranger;現(xiàn)在，AbstractStranger成為Someone的朋友類，而Friend類可以隨時(shí)替換掉AbstractStranger的實(shí)現(xiàn)類，Someone不再需要了解Stranger的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。下圖是重構(gòu)后的UML類圖：在將迪米特法則運(yùn)用到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中時(shí)，應(yīng)注意的幾點(diǎn)： 在類的劃分上，應(yīng)該創(chuàng)建有弱耦合的類； 在類的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，每一個(gè)類都應(yīng)當(dāng)盡量降低成員的訪問權(quán)限； 在類的設(shè)計(jì)上，只要有可能，一個(gè)類應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成不變類； 在對其他類的引用上，一個(gè)對象對其它對象的引用應(yīng)當(dāng)降到最低； 盡量降低類的訪問權(quán)限； 謹(jǐn)慎使用序列化功能； 不要暴露類成員，而應(yīng)該提供相應(yīng)的訪問器(

29、屬性)。66、合成復(fù)用原則實(shí)例（1）聚合用來表示“擁有”關(guān)系或者整體與部分的關(guān)系。代表部分的對象有可能會被多個(gè)代表整體的對象所共享，而且不一定會隨著某個(gè)代表整體的對象被銷毀或破壞而被銷毀或破壞，部分的生命周期可以超越整體。例如，班級和學(xué)生，當(dāng)班級刪除后，學(xué)生還能存在，學(xué)生可以被培訓(xùn)機(jī)構(gòu)引用。class Student private String sName;class Classes private Student student; public Classes(Student student) this.student=student; （2）合成用來表示一種強(qiáng)得多的“擁有”關(guān)系。在一個(gè)合成關(guān)系里，部分和整體的生命周期是一樣的。一個(gè)合成的新對象完全擁有對其組成部分的支配權(quán)，包括它們的創(chuàng)建和湮滅等。使用程序語言的術(shù)語來說，合成而成的新對象對組成部分的內(nèi)存分配、內(nèi)存釋放有絕對的責(zé)任。一個(gè)合成關(guān)系中的成分對象是不能與另一個(gè)合成關(guān)系共享的。一個(gè)成分對象在同一個(gè)時(shí)間內(nèi)只能屬于一個(gè)合成關(guān)