一、开闭原则

  开闭原则(Open-Closed Principle, OCP)是指一个软件实体如类、模块和函数应该对 扩展开放,对修改关闭。

  所谓的开闭,也正是对扩展和修改两个行为的一个原则。强调 的是用抽象构建框架,用实现扩展细节。

  可以提高软件系统的可复用性及可维护性。开 闭原则,是面向对象设计中最基础的设计原则。它指导我们如何建立稳定灵活的系统,实现开闭原则的核心思想就是面向抽象编程。

二、依赖倒置原则

  依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle,DIP)是指设计代码结构时,高层模 块不应该依赖底层模块,二者都应该依赖其抽象。

  通过依赖倒置,可以减少类与类之间的耦合性,提高系统的稳定性,提高代码的 可读性和可维护性,并能够降低修改程序所造成的风险。

  下面我们通过一个例子来具体阐述:

  首先创建一个MyCar类,假如你现在有两辆车

public class MyCar {

    public void AudiCarDriving() {
System.out.println("AudiCar is drving ……");
} public void BWMCarDriving() {
System.out.println("BWMCar is drving ……");
}
}

  但是随着你经济的逐渐飙升,又买下一辆车,这个时候,业务扩展,我们的代码要从底层到高层(调用层)依次修改代码。在 MyCar 类中增加 xxxCarDriving()的方法,在高层也要追加调用。如此一来,系统发布以后,实际上是非 常不稳定的,在修改代码的同时也会带来意想不到的风险。接下来我们优化代码,创建 一个课程的抽象 CarDriving 接口:

public interface CarDriving {
void driving();
}
/**
* 创建AudiCar 类
*/
public class AudiCar implements CarDriving { @Override
public void driving() {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"is drving ……");
}
}
/**
* 创建BWMCar类
*/
public class BWMCar implements CarDriving { @Override
public void driving() {
System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"is driving ……");
}
}
/**
* 优化之前的MyCar 类
*/
public class MyCar { public void driving(CarDriving carDriving) {
carDriving.driving();
}
} //调用
public static void main(String[] args) {
MyCar myCar = new MyCar();
myCar.driving(new AudiCar());
myCar.driving(new BWMCar());
}

  我们这时候再看来代码,无论你有多少车,对于新车,我只需要新建一 类,通过传参的方式告诉MyCar,而不需要修改底层代码。实际上这是一种大家非常熟悉 的方式,叫依赖注入。注入的方式还有构造器方式和 setter 方式。我们来看构造器注入 方式:

/**
* @Description 构造器注入
* @Date 2019\5\20
*/
public class MyCar_01 { private CarDriving carDriving; public MyCar_01(CarDriving carDriving) {
this.carDriving = carDriving;
} public void driving() {
carDriving.driving();
}
}
/**
* @Description 调用的时候一样
*/
public static void main(String[] args) {
new MyCar_01(new AudiCar()).driving();
new MyCar_01(new BWMCar()).driving();
}

  根据构造器方式注入,在调用时,每次都要创建实例。那么,如果 MyCar 是全局单例,则 我们就只能选择用 Setter 方式来注入,继续修改 MyCar  类的代码:

/**
* @Description setter 注入
* @Date 2019\5\20
*/
public class MyCar_02 { private CarDriving carDriving; public void setCarDriving(CarDriving carDriving) {
this.carDriving = carDriving;
} public void driving() {
carDriving.driving();
}
} /*
* @Description 调用方法如下
*/
public static void main(String[] args) {
MyCar_02 myCar = new MyCar_02();
myCar.setCarDriving(new AudiCar());
myCar.driving();
myCar.setCarDriving(new BWMCar());
myCar.driving();
}

  执行结果

AudiCaris drving ……
BWMCaris driving ……

三、单一职责原则

  单一职责(Simple Responsibility Pinciple,SRP)是指不要存在多于一个导致类变更的原因。

  假设我们有一个 Class 负责两个职责,一旦发生需求变更,修改其中一个职责的逻辑代码,有可能会导致另一个职责的功能发生故障。这样一来,这个 Class 存在两个导 致类变更的原因。如何解决这个问题呢?我们就要给两个职责分别用两个 Class 来实现, 进行解耦。后期需求变更维护互不影响。这样的设计,可以降低类的复杂度,提高类的 可 读 性 , 提高系统的可维护性,降低变更引起的风险。总体来说就是一个Class/Interface/Method 只负责一项职责。

public class DriveCar {

    public void driving(String carType){
if("SUV".equals(carType)){
System.out.println(carType+"动力强悍,适合越野");
}else {
System.out.println(carType+"乘坐舒适");
}
}
} /*调用如下*/
public static void main(String[] args) {
DriveCar driveCar = new DriveCar();
driveCar.driving("SUV");
driveCar.driving("MPV");
}

  从上面代码来看,DriveCar 类承担了两种处理逻辑。假如,现在要对SUV做更多处理,那么 SUV和MPV的大小、功能都不一样,必须要修改代码。而修改代码逻辑势必会相互影 响容易造成不可控的风险。我们对职责进行分离解耦,来看代码,分别创建两个类 SUVDrive 和 MPVDrive:

public class SUVDrive {
public void driving(String carType){
System.out.println(carType + "动力强悍,适合越野");
}
} public class MPVDrive {
public void driving(String carType){
System.out.println(carType + "乘坐舒适");
}
} /*调用如下*/
public static void main(String[] args) {
SUVDrive suv = new SUVDrive();
suv.driving("SUV");
MPVDrive mpv = new MPVDrive();
mpv.driving("MPV");
}

  如果有跟多的业务需要,可以设计一个顶层接口,然后再根据情况拆分成不同的接口,使其满足单一职责原则,便于后期维护

四、接口隔离原则

  接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP)是指用多个专门的接口,而不使 用单一的总接口,客户端不应该依赖它不需要的接口。

  这个原则指导我们在设计接口时 应当注意一下几点:

     1、一个类对一类的依赖应该建立在最小的接口之上。

    2、建立单一接口,不要建立庞大臃肿的接口。

    3、尽量细化接口,接口中的方法尽量少(不是越少越好,一定要适度)。 接口隔离原则符合我们常说的高内聚低耦合的设计思想,从而使得类具有很好的可读性、 可扩展性和可维护性。我们在设计接口的时候,要多花时间去思考,要考虑业务模型,  包括以后有可能发生变更的地方还要做一些预判。所以,对于抽象,对业务模型的理解 是非常重要的。

public interface IAnimal {
void eat();
void fly();
void swim();
} /**
* @Description Bird 类实现:
*/
public class Bird implements IAnimal{
@Override
public void eat() { } @Override
public void fly() { } @Override
public void swim() { }
} /**
* @Description Dog 类实现
*/
public class Dog implements IAnimal {
@Override
public void eat() {} @Override
public void fly() {} @Override
public void swim() {}
}

  可以看出,Bird 的 swim()方法可能只能空着,Dog 的 fly()方法显然不可能的。这时候, 我们针对不同动物行为来设计不同的接口,分别设计 IEatAnimal,IFlyAnimal 和 ISwimAnimal 接口,来看代码:

public interface IEatAnimal{
void eat();
} public interface IFlyAnimal {
void fly();
} public interface ISwimAnimal {
void swim();
} /**
* @Description Dog 只实现 IEatAnimal 和 ISwimAnimal 接口
*/
public class Dog implements ISwimAnimal,IEatAnimal {
@Override
public void eat() {}
@Override
public void swim() {}
}

五、迪米特法则

  迪米特原则(Law of Demeter LoD)是指一个对象应该对其他对象保持最少的了解,又 叫最少知道原则(Least Knowledge Principle,LKP),尽量降低类与类之间的耦合。

  迪米特原则主要强调只和朋友交流,不和陌生人说话。出现在成员变量、方法的输入、输 出参数中的类都可以称之为成员朋友类,而出现在方法体内部的类不属于朋友类。现在来设计一个权限系统,Boss 需要查看目前发布到线上的课程数量。这时候,Boss 要找到 TeamLeader 去进行统计,TeamLeader 再把统计结果告诉 Boss。接下来我们还是来看代码:

public class Course {
} import java.util.List; public class TeamLeader {
public void checkNumberOfCourses(List<Course> courseList){
System.out.println("目前已发布的课程数量是:"+courseList.size());
}
} import java.util.ArrayList;
import java.util.List; public class Boss {
public void commandCheckNumber(TeamLeader teamLeader){
//模拟 Boss 一页一页往下翻页,TeamLeader 实时统计
List<Course> courseList = new ArrayList<Course>();
for (int i= 0; i < 20 ;i ++){
courseList.add(new Course());
}
teamLeader.checkNumberOfCourses(courseList);
}
} public static void main(String[] args) {
Boss boss = new Boss();
TeamLeader teamLeader = new TeamLeader();
boss.commandCheckNumber(teamLeader);
}

  写到这里,其实功能已经都已经实现,代码看上去也没什么问题。根据迪米特原则,Boss 只想要结果,不需要跟 Course 产生直接的交流。而 TeamLeader 统计需要引用 Course 对象。Boss 和 Course 并不是朋友,从下面的类图就可以看出来

下面来对代码进行改造:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List; public class TeamLeader {
public void checkNumberOfCourses(){
List<Course> courseList = new ArrayList<Course>();
for(int i = 0 ;i < 20;i++){
courseList.add(new Course());
}
System.out.println("目前已发布的课程数量是:"+courseList.size());
}
} public class Boss {
public void commandCheckNumber(TeamLeader teamLeader){
teamLeader.checkNumberOfCourses();
}
}

  再来看下面的类图,Course 和 Boss 已经没有关联了

六、里氏替换原则

  里氏替换原则(Liskov Substitution Principle,LSP)是指如果对每一个类型为 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 在所有的对象 o1 都替换成 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。 定义看上去还是比较抽象,我们重新理解一下,可以理解为一个软件实体如果适用一个 父类的话,那一定是适用于其子类,所有引用父类的地方必须能透明地使用其子类的对 象,子类对象能够替换父类对象,而程序逻辑不变。根据这个理解,我们总结一下: 引申含义:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。

    1、子类可以实现父类的抽象方法,但不能覆盖父类的非抽象方法。

    2、子类中可以增加自己特有的方法。

    3、当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的输入/入参)要比父类 方法的输入参数更宽松。

    4、当子类的方法实现父类的方法时(重写/重载或实现抽象方法),方法的后置条件(即 方法的输出/返回值)要比父类更严格或相等。

  使用里氏替换原则有以下优点: 1、约束继承泛滥,开闭原则的一种体现。 2、加强程序的健壮性,同时变更时也可以做到非常好的兼容性,提高程序的维护性、扩 展性。降低需求变更时引入的风险。 现在来描述一个经典的业务场景,用正方形、矩形和四边形的关系说明里氏替换原则, 我们都知道正方形是一个特殊的长方形,那么就可以创建一个长方形父类 Rectangle 类:

/**
* @Description 创建一个长方形父类 Rectangle 类
*/
public class Rectangle {
private long height;
private long width; public long getWidth() {
return width;
} public void setWidth(long width) {
this.width = width;
} public long getHeight() {
return height;
} public void setHeight(long height) {
this.height = height;
}
} /**
* @Description 创建正方形 Square 类继承长方形
*/
public class Square extends Rectangle{
private long length;
public long getLength() {
return length;
}
public void setLength(long length) {
this.length = length;
}
@Override
public long getWidth() {
return getLength();
}
@Override
public long getHeight() {
return getLength();
}
@Override
public void setHeight(long height) {
setLength(height);
}
@Override
public void setWidth(long width) {
setLength(width);
}
} public class LspMain {
public static void resize(Rectangle rectangle){
while (rectangle.getWidth() >= rectangle.getHeight()){
rectangle.setHeight(rectangle.getHeight() + 1);
System.out.println("width:"+rectangle.getWidth() + ",height:"+rectangle.getHeight());
}
System.out.println("resize 方法结束" +
"\nwidth:"+rectangle.getWidth() + ",height:"+rectangle.getHeight());
} public static void main(String[] args) {
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.setWidth(20);
rectangle.setHeight(10);
resize(rectangle);
}
}

  运行结果:

width:20,height:11
width:20,height:12
width:20,height:13
width:20,height:14
width:20,height:15
width:20,height:16
width:20,height:17
width:20,height:18
width:20,height:19
width:20,height:20
width:20,height:21
resize 方法结束
width:20,height:21

  发现高比宽还大了,在长方形中是一种非常正常的情况。现在我们再来看下面的代码, 把长方形 Rectangle 替换成它的子类正方形 Square,修改测试代码:

public static void main(String[] args) {
Square square = new Square();
square.setLength(10);
resize(square);
}

  这时候我们运行的时候就出现了死循环,违背了里氏替换原则,将父类替换为子类后, 程序运行结果没有达到预期。因此,我们的代码设计是存在一定风险的。里氏替换原则 只存在父类与子类之间,约束继承泛滥。我们再来创建一个基于长方形与正方形共同的 抽象四边形 Quadrangle 接口:

public interface Quadrangle {
long getWidth();
long getHeight();
} /**
* @Description 修改 Rectangle 类
*/
public class Rectangle implements Quadrangle{
private long height;
private long width;
@Override
public long getWidth() {
return width;
}
public long getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(long height) {
this.height = height;
}
public void setWidth(long width) {
this.width = width;
}
} /**
* @Description 修改 Square 类
*/
public class Square implements Quadrangle{
private long length;
public long getLength() {
return length;
}
public void setLength(long length) {
this.length = length;
}
@Override
public long getWidth() {
return length;
}
@Override
public long getHeight() {
return length;
}
}

  

此时,如果我们把 resize()方法的参数换成四边形 Quadrangle 类,方法内部就会报错。 因为正方形 Square 已经没有了 setWidth()和 setHeight()方法了。因此,为了约束继承 泛滥,resize()的方法参数只能用 Rectangle 长方形

七、合成复用原则

  合成复用原则(Composite/Aggregate Reuse Principle,CARP)是指尽量使用对象组 合(has-a)/聚合(contanis-a),而不是继承关系达到软件复用的目的。可以使系统更加灵 活,降低类与类之间的耦合度,一个类的变化对其他类造成的影响相对较少。 继承我们叫做白箱复用,相当于把所有的实现细节暴露给子类。组合/聚合也称之为黑箱 复用,对类以外的对象是无法获取到实现细节的。要根据具体的业务场景来做代码设计, 其实也都需要遵循 OOP 模型。还是以数据库操作为例,先来创建 DBConnection 类:

public class DBConnection {
public String getConnection(){
return "MySQL 数据库连接";
}
} public class ProductDao {
private DBConnection dbConnection;
public void setDbConnection(DBConnection dbConnection) {
this.dbConnection = dbConnection;
}
public void addProduct(){
String conn = dbConnection.getConnection();
System.out.println("使用"+conn+"增加产品");
}
}

  这就是一种非常典型的合成复用原则应用场景。但是,目前的设计来说,DBConnection 还不是一种抽象,不便于系统扩展。目前的系统支持 MySQL 数据库连接,假设业务发生 变化,数据库操作层要支持 Oracle 数据库。当然,我们可以在 DBConnection 中增加对 Oracle 数据库支持的方法。但是违背了开闭原则。其实,我们可以不必修改 Dao 的代码, 将 DBConnection 修改为 abstract,来看代码:

public abstract class DBConnection {
public abstract String getConnection();
} /**
* @Description 将 MySQL 的逻辑抽离
*/
public class MySQLConnection extends DBConnection {
@Override
public String getConnection() {
return "MySQL 数据库连接";
}
} /**
* @Description 创建 Oracle 支持的逻辑
*/
public class OracleConnection extends DBConnection {
@Override
public String getConnection() {
return "Oracle 数据库连接";
}
}

  具体选择交给应用层,来看一下类图

设计原则总结

  学习设计原则,学习设计模式的基础。在实际开发过程中,并不是一定要求所有代码都 遵循设计原则,我们要考虑人力、时间、成本、质量,不是刻意追求完美,要在适当的 场景遵循设计原则,体现的是一种平衡取舍,帮助我们设计出更加优雅的代码结构。

JAVA 设计的七大原则的更多相关文章

  1. java设计模式之七大原则

    java设计模式 以下内容为本人的学习笔记,如需要转载,请声明原文链接   https://www.cnblogs.com/lyh1024/p/16724932.html 设计模式 1.设计模式的目的 ...

  2. C#面向对象设计的七大原则

    本文我们要谈的七大原则,即:单一职责,里氏替换,迪米特法则,依赖倒转,接口隔离,合成/聚合原则,开放-封闭 . 1.   开闭原则(Open-Closed Principle, OCP) 定义:软件实 ...

  3. Java设计模式_七大原则

    简介 单一职责原则.对类来说,即一个类应该只负责一项职责. 开闭原则.对扩展开放,对修改关闭.在程序需要进行扩展的时候,不能去修改原有代码,使用接口和抽象类实现一个热插拔的效果. 里氏替换原则.任何基 ...

  4. 【设计模式系列】之OO面向对象设计七大原则

    1  概述 本章叙述面向向对象设计的七大原则,七大原则分为:单一职责原则.开闭原则.里氏替换原则.依赖倒置原则.接口隔离原则.合成/聚合复用原则.迪米特法则. 2  七大OO面向对象设计 2.1 单一 ...

  5. Java开发设计——七大原则

    Java开发设计——七大原则 摘要:本文主要介绍了在做面向对象开发时要注意的七个原则. 部分内容来自以下博客: https://www.cnblogs.com/xiyuekamisama/p/1057 ...

  6. Java设计模式(1:软件架构设计七大原则及开闭原则详解)

    前言 在日常工作中,我们使用Java语言进行业务开发的时候,或多或少的都会涉及到设计模式,而运用好设计模式对于我而言,又是一个比较大的难题.为了解决.克服这个难题,笔主特别开了这个博客来记录自己学习的 ...

  7. Java设计模式遵循的七大原则

    最近几年来,人们踊跃的提倡和使用设计模式,其根本原因就是为了实现代码的复用性,增加代码的可维护性.设计模式的实现遵循了一些原则,从而达到代码的复用性及增加可维护性的目的,设计模式对理解面向对象的三大特 ...

  8. 设计模式的七大原则(Java)

    一.OOP三大基本特性 OOP 面向对象程序设计(Object Oriented Programming)作为一种新方法,其本质是以建立模型体现出来的抽象思维过程和面向对象的方法.模型是用来反映现实世 ...

  9. 设计模式php+java版本(1) 基础篇 七大原则

    2019年9月6日11:15:46 关于设计模式,其实就是编程思想的一个体现,有比较完善的编程思想写出的项目代码和没有编程思想的写出的差距巨大,代码的可读性,可维护性,可扩展性天差地别,有些刚接触的编 ...

随机推荐

  1. 利用left join 筛选B表中不包含A表记录

    select A.key from A LEFT JOIN B ON A.KEY=B.KEY WHERE B.FIELD IS NULL;

  2. How to enter special characters like “&” in oracle database? [duplicate]

    SQL> set define off; or use Try 'Java_22 '||'&'||' Oracle_14'

  3. QueryList.class.php很方便的一个采集数据工具。

    QueryList.class.php是一个非常方面的网站数据采集工具.可以在这个上面采集别的网站数据. /*调用开始*/ require 'QueryList.class.php';header(' ...

  4. CSS3(@media)判断手机横竖屏

    @media all and (orientation : landscape) { h2{color:red;}/*横屏时字体红色*/ } @media all and (orientation : ...

  5. Keepalived+LVS+nginx搭建nginx高可用集群

    1. 环境准备 1. VMware; 2. 4台CentOs7虚拟主机:192.168.122.248,192.168.122.68, 192.168.122.110, 192.168.122.167 ...

  6. vue在v-for循环中绑定v-model

    原始示例 <div v-for="item in items"> <input type="text" v-model="'good ...

  7. leetcode-第11场双周赛-5089-安排会议日程

    题目描述: 自己的提交: class Solution: def minAvailableDuration(self, slots1: List[List[int]], slots2: List[Li ...

  8. tp5 查询本年、本月、本周的方法

    tp5自带了一些查询的方法,今天说一下查询本年.本月以及本周的方法 whereTime()//此方法代替了between and 方法 实际用法如下: ->whereTime('时间字段','y ...

  9. NX二次开发-C++time函数计时

    NX11+VS2013 #include <uf.h> #include <uf_modl.h> #include <uf_ui.h> #include <t ...

  10. Qt无边框窗口的移动、拉伸边框、鼠标滚轮缩放大小

    主要是处理窗口上鼠标的几个事件,具体代码请看下面的截图, 完整代码的下载链接在此:http://download.csdn.net/detail/beyond0824/9657110, 本示例代码中, ...