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面向对象思想的设计原则

1.单一职责原则
2.开闭原则
3.里氏替换原则
4.依赖注入原则
5.接口分离原则
6.迪米特原则

一、单一职责原则

高内聚、低耦合:自己能做的,就不麻烦别人。
即:
每个类应该只有一个职责,对外只能提供一种功能,而引起类变化的原因应该只有一个,在设计模式中,所有的设计模式都遵循这一原则。

二、开闭原则(open closed principle)ocp原则

核心思想:一个对象对扩展开放,对修改关闭。
对类的改动是通过增加代码进行的,而不是修改现有的代码。
也就是说软件开发人员一旦写出了可以运行的代码,就不应该去改动它,而是要保证它能一直运行下去。这需要借助于抽象和多态,即把可能变化的内容抽象出来,从而使抽象的部分是相对稳定的,而具体的实现则是可以改变的和扩展的。

三、里氏替换原则

核心思想:在任何父类出现的地方都可以用它的子类来替代。即:同一个继承体系中的对象,应该有共同的行为特征。

四、依赖注入原则

核心思想:要依赖于抽象,不要依赖于具体的实现。即在应用程序中,所有的类如果使用或依赖于其他的类,则应该依赖于这些其他类的抽象类,而不是这些其他类的具体类。
为了实现这一原则,就要求我们在编程的时候针对抽象类或者接口编程,而不是针对具体的实现编程。

五、接口分离原则

核心思想:不应该强迫程序依赖他们不需要的方法,即 一个接口不需要提供太多的行为,一个接口应该只提供一种对外的功能,不应该把所有的操作都封装到一个接口中。

六、迪米特原则

核心思想:一个对象应当对其他的对象尽可能的了解,即 降低个个对象间的耦合,提高系统的可维护性,在模块间应该只通过接口编程,而不会理会模块的内部工作原理,它可以使各个模块耦合度讲到最低,促进软件的复用。

总结:高内聚、低耦合、可复用。

设计模式(Design Pattern):经验的总结

1.设计模式不是一种方法和技术,而是一种思想。
2.设计模式与具体的语言无关,学习设计模式就是要建立面向对象的思想,尽可能的面向接口编程,高内聚、低耦合,使设计的程序可复用。
3.学习设计模式能够促进对面向对象思想的理解,反之亦然,它们相辅相成。

设计模式的分类

创建型模式: 对象的创建 (6个)
结构性模式: 对象的结构 (7个)
行为型模式: 对象的行为 (10个)

创建型模式
简单工厂模式,工厂方法模式,抽象工厂模式,建造者模式,原型模式,单例模式。
结构性模式
外观模式,适配器模式,代理模式,装饰模式,桥接模式,组合模式,享元模式。
行为型模式
模板方法模式,观察者模式,状态模式,职责链模式,命令模式,访问者模式,策略模式,备忘录模式,迭代器模式,解析器模式。
简单工厂模式:
又叫静态工厂方法模式,它定义了一个具体的工厂类,负责创建一些类的实例。

优点:

客户端不需要再负责对象的创建,从而明确了各个类的职责。

缺点:

这个静态工厂类负责所有对象的创建,如果有新的对象增加(需要这个工厂类去创建新增加的这个对象),或者某些对象的创建方式不同,就需要不断的修改工厂类,不利于后期的维护。(于是就有了工厂方法模式)
public abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}
public class Dog extends Animal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃肉");
    }
}
public class Cat extends Animal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}
public class AnimalFactory {

    private AnimalFactory() {
    }

     public static Dog createDog() {
     return new Dog();
     }
    
     public static Cat createCat() {
     return new Cat();
     }    
}
public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 具体类调用
        Dog d = new Dog();
        d.eat();
        Cat c = new Cat();
        c.eat();
        System.out.println("------------");

        // 工厂有了后,通过工厂给造
         Dog dd = AnimalFactory.createDog();
         Cat cc = AnimalFactory.createCat();
         dd.eat();
         cc.eat();
         System.out.println("------------");
}
工厂方法模式:
工厂方法模式中的抽象工厂类(最好是个接口-好维护)负责定义创建对象的接口,具体对象的创建工作由继承extends(实现implements)抽象工厂的具体类实现。

优点:

客户端不需要再负责对象的创建,从而明确了各个类的职责,如果有新的对象增加,只需要增加一个具体的类和具体的工厂类即可,不影响已有的代码,后期维护容易,增强了系统的扩展性。

缺点:

需要额外的编写代码,增加工作量。
public interface Factory {
    //工厂接口 
    public abstract Animal createAnimal();
}
public class DogFactory implements Factory {

    @Override
    public Animal createAnimal() {
        return new Dog();
    }
}
public class CatFactory implements Factory {

    @Override
    public Animal createAnimal() {
        return new Cat();
    }
}
public abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}
public class Dog extends Animal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃肉");
    }
}
public class Cat extends Animal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}
public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 需求:我要买只狗
        Factory f = new DogFactory(); // 多态
        Animal a = f.createAnimal();  // 多态
        a.eat();
        System.out.println("-------");
        
        //需求:我要买只猫
        f = new CatFactory();
        a = f.createAnimal();
        a.eat();
    }
}
单例模式:
如何确保是单例呢?
一个类在内存中只会加载一次,如果对象随着类的加载而加载,对象不也就是一个吗?
此时想到了static关键字。

饿汉式:类一加载,就创建对象。(是不会出现问题的单例模式)
懒汉式:用的时候,才创建对象。(可能出现问题的单例模式)

开发用饿汉式,面试用懒汉式

懒汉式设计两个问题:
1.懒加载(延时加载)
2.线程安全问题(方法上加锁synchronized-静态方法,锁对象为类名.class)

a.是否有多线程环境
b.是否有共享数据
c.是否有多条语句操作共享数据

单例设计模式就是要要确保类在内存中只有一个对象,该实例必须自动创建,并且对外提供。
优点:

在系统内存中只存在一个对象,因此可以节约系统资源,对于一些需要频繁创建和销毁的对象,单例模式无疑可以提高系统的性能。

缺点:

没有抽象层,因此扩展很难。
指责很重,在一定程度上违背了单一职责。

饿汉式

public class Student {
    // 构造私有
    private Student() {
    }

    // 自己造一个
    // 静态方法只能访问静态成员变量,加静态
    // 为了不让外界直接访问修改这个值,加private(格外注意一下)
    private static Student s = new Student();

    // 提供公共的访问方式
    // 为了保证外界能够直接使用该方法,加静态
    public static Student getStudent() {
        return s;
    }
}
/*
 * 单例模式:保证类在内存中只有一个对象。
 * 
 * 如何保证类在内存中只有一个对象呢?
 *         A:把构造方法私有
 *         B:在成员位置自己创建一个对象
 *         C:通过一个公共的方法提供访问
 */
public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Student s1 = new Student();
        // Student s2 = new Student();
        // System.out.println(s1 == s2); // false
        
        // 通过单例如何得到对象呢?
        // Student.s = null;
        Student s1 = Student.getStudent();
        Student s2 = Student.getStudent();
        System.out.println(s1 == s2);

        System.out.println(s1); 
        System.out.println(s2);
    }
}

懒汉式:

/*
 * 单例模式:
 *         饿汉式:类一加载就创建对象
 *         懒汉式:用的时候,才去创建对象
 * 
 * 面试题:单例模式的思想是什么?请写一个代码体现。
 *      思想是:确保内存中的对象只有一份
 *         开发:饿汉式(是不会出问题的单例模式)
 *         面试:懒汉式(可能会出问题的单例模式)
 *             A:懒加载(延迟加载)    
 *             B:线程安全问题
 *                 a:是否多线程环境    是
 *                 b:是否有共享数据    是
 *                 c:是否有多条语句操作共享数据     是
 */
public class Teacher {
    private Teacher() {
    }

    private static Teacher t = null;
    // synchronized 关键字(格外注意-确保线程安全)
    public synchronized static Teacher getTeacher() {
        // t1,t2,t3
        if (t == null) {
            //t1,t2,t3
            t = new Teacher();
        }
        return t;
    }
}
public class TeacherDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher t1 = Teacher.getTeacher();
        Teacher t2 = Teacher.getTeacher();
        System.out.println(t1 == t2);
        System.out.println(t1); 
        System.out.println(t2);
    }
}

单例模式的应用:JDK的源码

Runtime类 (饿汉式)

每个Java应用程序都有一个Runtime类的实例,使应用程序能够与其运行的环境相连接。

exec(String command)
import java.io.IOException;

/*
 * Runtime:每个 Java 应用程序都有一个 Runtime 类实例,使应用程序能够与其运行的环境相连接。
 * exec(String command)
 */
public class RuntimeDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Runtime r = Runtime.getRuntime();
//        r.exec("winmine");  //    打开扫雷
        // r.exec("notepad"); // 打开记事本
        // r.exec("calc"); // 打开计算器
//        r.exec("shutdown -s -t 10000"); //  10000s后关机
        r.exec("shutdown -a"); // 取消关机
    }
}

总结:单例模式三步走

第一步:私有化构造方法
第二步:在类的内部创建好对象
第三步:把已经创建好的对象返回给外部

 class Runtime {
      private Runtime() {}
      private static Runtime currentRuntime = new Runtime();// 懒汉式-JDK源码
      public static Runtime getRuntime() {
          return currentRuntime;
      }
  }

summer
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这一路我披荆斩棘,只为遇见你