Java 设计模式-目的和设计原则

1、序言
软件设计模式Design pattern又称设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。

打个比方就像盖大厦和小木屋当功能简单函数和代码少时我们能较轻松的直接上手但如果是像大厦那样功能复杂需求可能变化且代码量大时我们就不能直接上手就来需要像建筑图纸那样提前规划设计那设计模式就像软件(程序)的建筑图纸。

2、设计模式分类

**创建型模式**共五种工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

**结构型模式**共七种适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

**行为型模式**共十一种策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

3、设计模式的目的

代码可重用性 相同功能得代码不用多次编写降低冗余

可读性 编程规范性便于其他程序员的阅读和理解
可扩展性 当需要增加新的功能时候非常方便维护
可靠性 当我们增加新的功能对原有得功能没有影响

使程序呈现高内聚 低耦合得特性 模块内部紧密但模块之间依赖小一者出错不影响他者。

4、设计模式的七大原则

4.1 单一职责原则Single Responsibility Principle

定义一个类只负责一个功能领域中的相应职责而不是变成万能的

​ 优点

• 类的复杂性降低实现什么职责都有清晰明确的定义
• 可读性提高复杂性降低那当然可读性提高了
• 可维护性提高可读性提高那当然更容易维护了
• 变更引起的风险降低变更时必不可少的如果接口的单一职责做得好一个接口修改只对相应的实现类有影响对其他的接口无影响这对系统的扩展性、维护性都有非常大的帮助。

4.2 开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)

定义软件实体应对扩展开放而对修改关闭。开闭原则的关键在于抽象化。在程序需要进行拓展的时候不能去修改原有的代码实现一个热插拔的效果。简单来说就是为了使程序的扩展性好易于维护和升级。

4.3里氏代换原则Liskov Substitution Principle

定义所有引用基类对象的地方能够透明地使用其子类的对象【子类不应该覆盖父类的非抽象方法】。里氏代换原则是实现开闭原则的重要方式之一需要注意以下几点

1子类的所有方法必须在父类中声明或子类必须实现父类中声明的所有方法。

2尽量把父类设计为抽象类或者接口让子类继承父类或实现父接口并实现在父类中声明的方法。

3子类不应该覆盖父类的非抽象方法可以重载但一定要调父类的方法

4.4 依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle, DIP)

定义抽象不应该依赖于细节细节应该依赖于抽象。是开闭原则的基础。【可以通过依赖注入的方式实现】依赖注入是指当一个对象要与其他对象发生依赖关系时通过抽象来注入所依赖的对象。常用的注入方式有三种分别是构造注入设值注入Setter注入和接口注入。

1构造注入是指通过构造函数来传入具体类的对象。

2设值注入是指通过Setter方法来传入具体类的对象。

3接口注入是指通过在接口中声明的业务方法来传入具体类的对象。

这些方法在定义时使用的是抽象类型在运行时再传入具体类型的对象由子类对象来覆盖父类对象。

开闭原则是目标里氏代换原则是基础依赖倒转原则是手段。

4.5 接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)

定义使用多个专门的接口而不使用单一的总接口。【需要把控好接口的粒度】

注意事项

1在使用接口隔离原则时我们需要注意控制接口的粒度。

2接口不能太小。如果太小会导致系统中接口泛滥不利于维护

3接口也不能太大。太大的接口将违背接口隔离原则灵活性较差使用起来很不方便。

一般而言接口中仅包含为某一类用户定制的方法即可不应该强迫客户依赖于那些它们不用的方法。

4.6合成复用原则(Composite Reuse Principle, CRP)

定义复用时要尽量使用组合/聚合关系关联关系少用继承。

通过继承来进行复用的主要问题在于继承复用会破坏系统的封装性。因为继承会将基类的实现细节暴露给子类由于基类的内部细节通常对子类来说是可见的所以这种复用又称“白箱”复用如果基类发生改变那么子类的实现也不得不发生改变从基类继承而来的实现是静态的不可能在运行时发生改变没有足够的灵活性。

一般而言如果两个类之间是“Has-A”的关系应使用组合或聚合如果是“Is-A”关系可使用继承。“Is-A"是严格的分类学意义上的定义意思是一个类是另一个类的"一种”而"Has-A"则不同它表示某一个角色具有某一项责任。

4.7 迪米特法则最少知道(Law of Demeter, LoD)

定义一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用使得系统功能模块相对独立。

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