设计模式七大原则

一、单一职责原则(Single Responsibility Principle)

1.1 基本介绍

对类来说的，即一个类应该只负责一项职责，例如类A负责两个不同职责：职责1，职责2。当职责1需求变更时需要修改类A，可能会造成职责2执行错误，所以需要将A的粒度分解为A1，A2

1.2 应用实例

交通工具案例

方案1违反了单一职责原则，Vehicle类承担了两个职责，导致交通工具的运行方式都在公路上，修改运行方式会影响到原本的交通工具

方案2: 将Vehicle类按照运行方式分解成三个类：RoadVehicle、AirVehicle、WaterVehicle，但这样改动消耗太大，同时还需要修改客户端代码（main函数）
方案3：直接修改Vehicle类，对原本的类没有做大的修改，只是增加了方法，一定程度上没有在类上遵守单一职责原则，但在方法级别上仍然遵守单一职责原则

1.3 注意事项和细节

降低了类的复杂度，一个类只负责一个职责
降低类的可读性，可维护性
降低变更引起的风险
通常情况下，我们应当遵循单一职责原则，只有在逻辑足够简单的情况下，才能够在代码级违反单一职责原则；只有类中的方法数量足够少，才可以在方法级别保持单一职责原则

二、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

2.1 基本介绍

客户端不应该依赖它不需要的接口，即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

2.1 应用实例

方案1: 如类图所示，类B和类D实现接口，类A通过接口依赖（使用）类B，并且只使用接口的1、2、3三个方法，而类D C通过接口依赖（使用）类D，但C中只使用接口的1、4、5三个方法。接口Interface1对于类A和类C不是最小接口，类B和类D必须去实现他们各自中不需要的方法
方案2: 按照接口隔离原则，将接口拆分成几个独立的接口，类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系

三、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)

3.1 基本介绍

高层模块不应该依赖低层模块，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
依赖倒置的核心思想是面向接口编程
设计理念：相对于细节的多变性，抽象的东西要稳定的多。以抽象为基础搭建的框架比以细节为基础搭建的框架要稳定的多。例如Java中，抽象指的是接口或抽象类，细节就是具体的实现类
使用接口或抽象类的目的是制定好规范，而不涉及任何具体操作，把展示细节的任务交给它们的实现类

3.2 应用实例

完成Person接收消息功能

方案1: 完成接收Email消息功能
方案2: Person依赖接口，receive方法接收一个接口

3.3 依赖关系传递的三种方式和应用实例

接口传递
构造方法传递
setter方法传递

3.4 注意事项和细节

底层模块尽量都要有抽象类或接口，或者两者都有，程序稳定性更好；

变量的声明类型尽量是抽象类或接口，这样我们的变量引用和实际对象之间就存在一个缓冲层，有利于程序扩展和优化

Class B是一个抽象类
Class A是B的实现
B obj = new A()
obj在实际对象A之间多了一个缓冲层B，扩展功能时，只需要扩展B，A自然也会拥有

继承时遵循里氏替换原则

四、里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)

4.1 基本介绍

如果对每个类型为T1的对象o1，都有类型为T2的对象o2，使得以T1定义的所有程序P在所有对象o1都代换成o2时，程序P的行为没有发生变化，那么类型T2是类型T1的子类型，换句话说，所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
在使用继承时，遵循里氏替换原则，在子类中尽量不要重写父类的方法
里氏原则表示了，继承实际让两个类耦合性增强了，在适当的情况下，可以通过聚合，组合，依赖来解决问题。

4.2 应用实例

我们发现a和b对象调用func1的结果会不一样，正常的相减功能发生了错误，不满足里氏替换原则。原因就是类B无意中重写了父类A的方法，造成原有功能出现错误。在实际编程中，我们常常会通过重写父类的方法完成新功能，这样写起来虽然简单，但整个继承体系的复用性会比较差。特别是运行多态比较频繁的时候。

解决方法：

原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类，原有的继承关系去掉，采用依赖，聚合，组合等关系替代。

若B和A仍需要产生关系，可以使用组合关系来替代

五、开闭原则(Open Closed Principle)

5.1 基本介绍

开闭原则(Open Closed Principle，OCP)是编程中最基础、最重要的设计原则；
一个软件实体如类，模块和函数应该对扩展开放（对提供方），对修改关闭（对使用方）。用抽象构建框架，用实现扩展细节；
当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化；
编程中遵循其他原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。

5.2 应用实例

方式1:

方式一存在的优缺点：

优点是比较好理解，简单易操作
缺点是违反设计模式的开闭原则，即对扩展开放，对修改关闭。即当我们给类新增功能的时候，尽量不修改代码，或尽可能少的修改代码

比如现在我们要增加一个图形种类（如三角形），就需要修改较多地方：

添加一个Triangle类
class Triangle extends Shape{
  Trianle(){
    super.m_type = 3;
  }
}
而GraphicEditor类是使用方：
  需要增加一个drawTriangle（Shape r）方法
  需要修改drawShape方法
在Test类的main方法中对方法进行调用

方式一需要修改到使用方，违背了ocp原则

方式2:

把创建Shape类做成抽象类，并提供一个抽象的draw方法，让子类去实现即可，这样我们有新的图形种类时，只需要让新的图形类继承Shape，并实现draw方法即可，使用方法的代码就不需要修改，从而满足了OCP原则

public class Test{
  public static void main(String[] args){
    GraphicEditor g = new GraphicEditor();
    g.drawShape(new Trianle());
    g.drawShape(new Circle());
  }
}
class GraphicEditor{
  public void drawShape(Shape s){
    s.draw()
  }
}

abstract class Shape{
  int m_type;
  public abstract void draw();
}

class Circle extends Shape{
  Trianle(){
    super.m_type = 3;
  }
  @override
  public void draw(){
    System.out.println("绘制圆形")
  }
}

class Triangle extends Shape{
  Trianle(){
    super.m_type = 3;
  }
  @override
  public void draw(){
    System.out.println("绘制三角形")
  }
}

六、迪米特法则(Demeter Principle)

6.1 基本介绍

一个对象应该对其他对象保持最少的了解
类与类关系越密切，耦合度越大
迪米特法则又叫最少知道法则，即一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说，对于被依赖的类不管多么复杂，都尽量将逻辑封装在类的内部。对外除了提供的public方法，不对外泄漏任何信息。
迪米特法则还有一个更简单的定义：只与直接的朋友通信
直接的朋友:每个对象都会与其他对象有耦合关系，只要两个对象之间有耦合关系，我们就说这两个对象之间是朋友关系。耦合的方式很多，如依赖，关联，组合，聚合等。其中，我们称出现成员变量，方法参数，方法返回值中的类为直接的朋友，而出现在局部变量中的类不是直接的朋友。也就是说，陌生的类最好不要以局部变量的形式出现在类的内部。

6.2 应用实例

有个学校，下属有各个学院和总部，现要求打印出学校总部员工ID和各个学院员工ID；

该设计存在的问题：SchoolManager中的CollegeEmployee不是其直接朋友，即CollegeEmployee出现在局部变量中

按照迪米特法则，应该避免类中出现这样的非直接朋友关系的耦合。

改进方法：根据迪米特法则对代码进行修改

对涉及到非直接朋友的代码对进行封装，封装到直接朋友类中去，即将获取到学院员工的这段代码封装到CollegeManager类的内部

6.3 注意事项和细节

迪米特法则的核心是降低类之间的耦合
但是注意：由于每个类都减少了不必要的依赖，因此迪米特法则只是要求降低类间（对象间）耦合关系，并不是要求完全没有依赖关系

七、合成复用原则(Composite Reuse Principle)

7.1 基本介绍

尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

设计原则核心思想

找到应用中可能需要变化之处，把他们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起
针对接口编程，而不是针对实现编程
为了交互对象之间的松耦合设计而努力