我所知道设计模式之七大原则

28640

前言


本篇讲解的是设计模式的七大原则

一、设计模式的目的

在编写软件中,我们一直在考虑一些问题

怎么降低耦合性、内聚性以及维护性、可扩展性、重用性、灵活性等

那么设计模式就是为了让程序,具有更好的

  • 代码重用性(即相同功能的代码,不用多次编写)
  • 代码可读性(代码规范性,便于其他程序员阅读和理解)
  • 代码可扩展性(需要增加新功能时,非常的方便)
  • 代码可靠性(新功能增加后,对原有功能没有影响)
  • 使程序呈高内聚,低耦合的特性

那么让程序能有这样的特性,一般也要准守一些原则

二、设计模式的七大原则

  • 单一职责原则
  • 接口隔离原则
  • 依赖倒转(倒置)原则
  • 里氏替换原则
  • 开闭原则
  • 迪米特法则
  • 合成复用原则

设计模式包含了面向对象的精髓,“懂了设计模式,你就懂了面向对象分析和设计(OOA/D)的精要”

Scott Mayers 在其巨著《Effective C++》就曾经说过:C++老手和 C++新手的区别就是前者手背上有很多伤疤

三、单一职责原则的认识

对类来说的,即一个类应该只负责一项职责。

如类 A 负责两个不同职责:职责 1,职责 2。

当职责 1 需求变更而改变 A 时,可能造成职责 2 执行错误

这就违反了单一职责原则:所以需要将类 A 的粒度分解为 A1,A2

通过以不同的交通工具来案例讲解

我们有一个工具类,负责公路上行驶的

class Vehicle {
    public void run(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
    }
}
public static void main(String[] args) {
    Vehicle roadVehicle = new Vehicle();
    roadVehicle.run("摩托车");
    roadVehicle.run("汽车");
}

运行结果如下:
摩托车 在公路上运行....
汽车 在公路上运行....

假如此时我此时再加入一辆飞机,这是不合理了,也不符合要求

public static void main(String[] args) {
    Vehicle roadVehicle = new Vehicle();
    roadVehicle.run("飞机");
}

运行结果如下:
飞机 在公路上运行....

我们进行分析问题看看,此时run方法则违反了单一职责原则

我们的解决方法是根据交通工具运行方法不同,分解成不同类即可

class RoadVehicle {
    public void run(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + "公路运行");
    }
}
class AirVehicle {
    public void run(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + "天空运行");
    }
}

class WaterVehicle {
    public void run(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + "水中运行");
    }
}

这样的情况符合单一原则,但是也有不好地方

这样做的改动很大,即将类分解,同时修改客户端

我们还需要进行改进优化

class Vehicle{
    public void run(String vehicle) {
        //处理
        System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
    }

    public void runAir(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + " 在天空上运行....");
    }

    public void runWater(String vehicle) {
        System.out.println(vehicle + " 在水中行....");
    }
}

这种方法没有对原来的类做大的修改,只是增加方法

这里虽然没有在类这个级别上遵守单一职责原则,但是在方法级别上,仍然是遵守单一职责

单一职责原则注意事项和细节

  • 降低类的复杂度,一个类只负责一项职责。
  • 提高类的可读性,可维护性
  • 降低变更引起的风险
  • 只有类中方法数量足够少,可以在方法级别保持单一职责原则
  • 通常情况下,我们应当遵守单一职责原则

只有逻辑足够简单,才可以在代码级违反单一职责原则;

四、接口隔离原则

一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上,什么意思呢?来看一副图

image.png

接口中有五个方法,分别:一、二、三、四、五

图中说明A只用到接口的第一、二、三方法,有四、五方法不用

图中说明C只用到接口的第一、四、五方法,有二、三方法不用

A与C都有不需要实现的方法,所以图中的接口它不是最小接口

这种设计就违反了接口隔离原则,那么按照接口隔离原则会怎么处理?

将接口 Interface1 拆分为独立的几个接口(这里我们拆分成 3 个接口)

类 A 和类 C 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则

通过案例讲解情况分析

首先我们按照图中接口与方法先创建一个接口,有五个方法

//接口
interface Interface1 {
    void operation1(); 
    void operation2();
    void operation3();
    void operation4();
    void operation5();
}

接着按照图中标注实现接口与所对应的方法

class B implements Interface1 {

    public void operation1() {
        System.out.println("B 实现了 operation1");
    }

    public void operation2() {
        System.out.println("B 实现了 operation2");
    }

    public void operation3() {
        System.out.println("B 实现了 operation3");
    }

    public void operation4() {
        System.out.println("B 实现了 operation4");
    }

    public void operation5() {
        System.out.println("B 实现了 operation5");
    }
}
class D implements Interface1 {
    
    public void operation1() {

        System.out.println("D 实现了 operation1");
    }

    public void operation2() {
        System.out.println("D 实现了 operation2");
    }

    public void operation3() {
        System.out.println("D 实现了 operation3");
    }

    public void operation4() {
        System.out.println("D 实现了  operation4");
    }

    public void operation5() {
        System.out.println("D 实现了  operation5");
    }
}

按照图中所示A类通过接口引用B类的方法,C类通过接口引用D类的方法

class A { 

    //A 类通过接口 Interface1 依赖(使用) B 类,但是只会用到 1,2,3 方法
  
    public void depend1(Interface1 i) {
        i.operation1();
    }

    public void depend2(Interface1 i) {
        i.operation2();
    }

    public void depend3(Interface1 i) {
        i.operation3();

    }
}
class C {

    //C 类通过接口 Interface1  依赖(使用) D 类,但是只会用到 1,4,5 方法
   
    public void depend1(Interface1 i) {
        i.operation1();
    }

    public void depend4(Interface1 i) {
        i.operation4();
    }

    public void depend5(Interface1 i) {
        i.operation5();
    }
}

这样的情况,我们可以采用接口隔离原则,将接口分为多个

image.png

// 接口1
interface Interface1 {
    void operation1();
}

// 接口2
interface Interface2 {
    void operation2();
    void operation3();
}

// 接口3
interface Interface3 {
    void operation4();
    void operation5();
}

这样我们就可以根据需要实现的方法,实现多个接口

class B implements Interface1, Interface2 {

    public void operation1() {
        System.out.println("B 实现了 operation1");
    }

    public void operation2() {
        System.out.println("B 实现了 operation2");
    }

    public void operation3() {
        System.out.println("B 实现了 operation3");
    }
}
class D implements Interface1, Interface3 {
    
    public void operation1() {
        System.out.println("D 实现了  operation1");
    }

    public void operation4() {
        System.out.println("D 实现了  operation4");
    }

    public void operation5() {
        System.out.println("D 实现了 operation5");
    }
}

这样A类调用的时候与C类调用的时候,就遵循原则了

class A {

    // A 类通过接口 Interface1,Interface2 依赖(使用) B 类,但是只会用到 1,2,3 方法

    public void depend1(Interface1 i) {
        i.operation1();
    }

    public void depend2(Interface2 i) {
        i.operation2();
    }

    public void depend3(Interface2 i) {
        i.operation3();
    }
}
class C { 
    
    // C  类通过接口 Interface1,Interface3  依赖(使用) D 类,但是只会用到 1,4,5 方法
    
    public void depend1(Interface1 i) {
        i.operation1();
    }
    
    public void depend4(Interface3 i) {
        i.operation4();
    }

    public void depend5(Interface3 i) {
        i.operation5();
    }
}

五、依赖倒转原则

依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)是指:

  • 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
  • 依赖倒转(倒置)的中心思想是面向接口编程
  • 依赖倒转原则是基于这样的设计理念: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架构比以细节为基础的架构要稳定的多

在 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

不涉及任何具体的操作,把展现细节的任务交给他们的实现类去完成

通过案例体会区别

当前有一个Person 类接收消息的功能需要你完成

使用传统方法来实现

class Email {
    public String getInfo() {
        return "电子邮件信息: hello,world";
    }
}
class Person {
    //假如我们接收是电子邮件
    public void receive(Email email) {
        System.out.println(email.getInfo());
    }
}

那么我们使用demo来看看怎么应用这个传统的方法

public static void main(String[] args) {
    Person person = new Person();
    person.receive(new Email());
}

运行结果如下:
电子邮件信息: hello,world

那么我们先来分析一下传统的方法有啥好处与坏处

好处:比较容易想到与实现

坏处:当我们新增引入微信、短信等等类时,Person也要新增方法

解决思路:引入一个抽象的接口 IReceiver 表示接收者

使用依赖倒转原则来实现

//定义接口
interface IReceiver {
    public String getInfo();
}

class Person {
    //这里我们是对接口的依赖
    public void receive(IReceiver receiver) {
        System.out.println(receiver.getInfo());
    }
}

这样 Person 类与接口 IReceiver 发生依赖,优化了之前的传统方法

//增加微信
class WeiXin implements IReceiver {
    public String getInfo() {
        return "微信信息: hello,ok";
    }
}
//增加Email
class Email implements IReceiver {
    public String getInfo() {
        return "电子邮件信息: hello,world";
    }
}

即使我们有微信、Email、短信等等,只需要实现接口即可

依赖关系传递的三种方式和应用案例

  • 接口传递

比如说我们现在有一个电视接口,不同牌子的电视实现电视接口

interface ITV { //ITV 接口
    public void play();
}

我们还有一个开关接口,引入电视接口,实现进行打开操作

interface IOpenAndClose {
    public void open(ITV tv); //抽象方法,接收接口
}

当我们实现遥控功能的时候,就实现开关接口,传入电视接口进来实现播放

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
    public void open(ITV tv) {
        tv.play();
    }
}

我们来看看这种方法的实现demo测试

class ChangHong implements ITV {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("长虹电视机,打开");
    }
}
public static void main(String[] args) {
    ChangHong hongTv = new ChangHong();
    OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
    openAndClose.open(hongTv);
}
运行结果如下:
长虹电视机,打开
  • 构造方法传递

比如说我们现在有一个电视接口,不同牌子的电视实现电视接口

interface ITV { //ITV 接口
    public void play();
}

我们还有一个开关接口,实现进行打开操作,但不局限电视接口

interface IOpenAndClose {
    public void open(); //抽象方法
}

手动构造器传入具体实现,以当我们调用打开操作时,操作其内容

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {

    public ITV tv; //成员

    public OpenAndClose(ITV tv) { //构造器
        this.tv = tv;
    }

    public void open() {
        this.tv.play();
    }
}

我们来看看这种方法的实现demo测试

class ChangHong implements ITV {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("长虹电视机,打开");
    }
}
public static void main(String[] args) {
    ChangHong hongTv = new ChangHong();
    OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose(hongTv);
    openAndClose.open();
}
运行结果如下:
长虹电视机,打开
  • setter方式传递

比如说我们现在有一个电视接口,不同牌子的电视实现电视接口

interface ITV { //ITV 接口
    public void play();
}

我们还有一个开关接口,实现进行打开操作,但不局限电视接口

interface IOpenAndClose {
    public void open(); //抽象方法
}

通过set方法传入具体实现,以当我们调用打开操作时,操作其内容

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {

    public ITV tv; //成员

    public void setTv(ITV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    public void open() {
        this.tv.play();
    }
}

我们来看看这种方法的实现demo测试

class ChangHong implements ITV {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("长虹电视机,打开");
    }
}
public static void main(String[] args) {
    ChangHong hongTv = new ChangHong();
    OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
    openAndClose.setTv(hongTv);
    openAndClose.open();
}
运行结果如下:
长虹电视机,打开

依赖倒转原则的注意事项和细节

  • 继承时遵循里氏替换原则
  • 低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间,就存在一个缓冲层,利于程序扩展和优化

六、里氏替换原则

OO 中的继承性的思考和说明

继承包含这样一层含义:父类中凡是已经实现好的方法,实际上是在设定规范和契约

虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改,就会对整个继承体系造成破坏

继承在给程序设计带来便利的同时,也带来了弊端

比如使用继承会给程序带来侵入性,程序的可移植性降低, 增加对象间的耦合性

如果一个类被其他的类所继承,则当这个类需要修改时必须考虑到所有的子类,并且父类修改后,所有涉及到子类的功能都有可能产生故障

那么我们在编程中,如何正确的使用继承? => 里氏替换原则

基本介绍

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)在 1988 年,由麻省理工学院的以为姓里的女士提出的。

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

案例说明重写情况

有一个A类,提供了一个方法返回两个数的差

// A 类
class A {
    // 返回两个数的差
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

这时有一个B类继承了A诶,在原有的基础上添加了一个小功能

//B 类继承了 A
// 增加了一个新功能:完成两个数相加,然后和 9 求和
class B extends A {
    
    //这里,重写了 A 类的方法,  可能是无意识
    @Override
    public int func1(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public int func2(int a, int b) {
        return func1(a, b) + 9;
    }
}
public static void main(String[] args) {
    A a = new A();
    System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
    System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));

    System.out.println("-----------------------");
    B b = new B();
    System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出 11-3
    System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8 
}

运行结果如下:
11-3=8
1-8=-7
-----------------------
11-3=14
1-8=9

我们发现原来运行正常的相减功能发生了错误。

原因就是类 B 无意中重写了父类的方法,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的功能,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

解决方案

那么我们怎么解决这个问题?

我们一般通用的做法是:

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,组合等关系代替.

image.png

//创建一个更加基础的基类
class Base {
    //把更加基础的方法和成员写到 Base 类
}

// A 类
class A extends Base {
    // 返回两个数的差
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

当我们有一个B类,想用到A类的方法的时候,只需要组合即可

// B 类继承了 A
// 增加了一个新功能:完成两个数相加,然后和 9 求和
class B extends Base {
    
    //如果 B 需要使用 A 类的方法,使用组合关系
    private A a = new A();

    //这里,重写了 A 类的方法,  可能是无意识
    public int func1(int a, int b) {
        return a + b;
    }


    public int func2(int a, int b) {
        return func1(a, b) + 9;
    }

    //我们仍然想使用 A 的方法
    public int func3(int a, int b) {
        return this.a.func1(a, b);
    }
}
public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
        System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));

        System.out.println("-----------------------");
        B b = new B();
        //因为B类不继承A类了,因此调用者不再是func1是求减法
        //调用的功能更明确
        System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出 11-3
        System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
}

运行结果如下:
11-3=8
1-8=-7
-----------------------
11+3=14
1+8=9

里氏替换原则告诉我们

继承实际上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

七、开闭原则

开闭原则(Open Closed Principle)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、函数应该对扩展开放(对提供方),对修改关闭(对使用方)

当我增加或者修改一个类的时候,原使用方没有做修改 这叫修改关闭

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

编程中遵循其它原则,以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则

案例说明重写情况

看一个画图形功能,根据图形不一样完成相对应的绘制

image.png

//Shape 类,基类
class Shape {
    int m_type;
}

class Rectangle extends Shape {
    Rectangle() {
        super.m_type = 1;
    }
}

class Circle extends Shape {
    Circle() {
        super.m_type = 2;
    }
}

这时我们有一个用于绘画的类

//这是一个用于绘图的类 [使用方] 
class GraphicEditor {
    
    //接收 Shape 对象,然后根据 type,来绘制不同的图形
    public void drawShape(Shape s) {
        if (s.m_type == 1) {
            drawRectangle(s);
        } else if (s.m_type == 2) {
            drawCircle(s);
        }
    }

    //绘制矩形  
    public void drawRectangle(Shape r) {
        System.out.println(" 绘制矩形 ");
    }

    //绘制圆形
    public void drawCircle(Shape r) {
        System.out.println(" 绘制圆形 ");
    }
}

那么这种方式使用的时候,会有哪些问题呢?我们创建demo一起来说说

public static void main(String[] args) {
    //使用看看存在的问题
    GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
    graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
    graphicEditor.drawShape(new Circle());
}

运行结果如下:
绘制矩形
绘制圆形

方式 1 的优缺点

  • 优点是比较好理解,简单易操作。
  • 缺点是违反了设计模式的 ocp 原则,即对扩展开放(提供方),对修改关闭(使用方)。

即当我们给类增加新功能的时候,尽量不修改代码,或者尽可能少修改代码

比如我们这时要新增加一个图形种类 三角形,我们需要做如下修改,修改的地方较多

class Triangle extends Shape {
    Triangle() {
        super.m_type = 3;
    }
}
//这是一个用于绘图的类 [使用方] 
class GraphicEditor {
    
    //接收 Shape 对象,然后根据 type,来绘制不同的图形
    public void drawShape(Shape s) {
        if (s.m_type == 1) {
            drawRectangle(s);
        } else if (s.m_type == 2) {
            drawCircle(s);
        } else if (s.m_type == 3) {
            drawTriangle(s);
        }
    }

    //省略之前关键代码....

    //绘制三角形
    public void drawTriangle(Shape r) {
        System.out.println(" 绘制三角形 ");
    }
}

解决方案

思路:把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

使用方的代码就不需要修 -> 满足了开闭原则

//Shape 类,基类
abstract class Shape {
    //图形类型
    int m_type;
    //抽象方法
    public abstract void draw();
}
class Rectangle extends Shape {
    
    Rectangle() {
        super.m_type = 1;
    }
    
    @Override
    public void draw() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(" 绘制矩形 ");
    }
}

class Circle extends Shape {
    
    Circle() {
        super.m_type = 2;
    }

    @Override
    public void draw() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(" 绘制圆形 ");
    }
}
//这是一个用于绘图的类 [使用方]
class GraphicEditor {
    
    //接收 Shape 对象,调用 draw 方法
    public void drawShape(Shape s) {
        s.draw();
    }
}

这样的方式我们再使用的时候,就相比方式一更好扩展

 public static void main(String[] args) {

    GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
    graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
    graphicEditor.drawShape(new Circle());
}

运行结果如下:
绘制矩形
绘制圆形

如果这个时候我们按照刚刚的想法:新增别的图形,也可以的

//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
    
    Triangle() {
        super.m_type = 3;
    }

    @Override
    public void draw() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(" 绘制三角形  ");
    }
}

//新增一个图形
class OtherGraphic extends Shape {
    
    OtherGraphic() {
        super.m_type = 4;
    }


    @Override
    public void draw() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(" 绘制其它图形 ");
    }
}
public static void main(String[] args) {

    GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
    graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
    graphicEditor.drawShape(new Circle());
    graphicEditor.drawShape(new Triangle());
    graphicEditor.drawShape(new OtherGraphic());
}
运行结果如下:
绘制矩形
绘制圆形
绘制三角形
绘制其它图形

八、迪米特法则

一个对象应该对其他对象保持最少的了解

迪米特法则(Demeter Principle)又叫最少知道原则,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,不对外泄露任何信息

迪米特法则还有个更简单的定义: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:依赖,关联,组合,聚合等。

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

我们称出现在局部变量中的类不是直接的朋友

陌生的类最好不要以局部变量的形式出现在类的内部

案例说明重写情况

有一个学校,下属有各个学院和总部,现要求打印出学校总部员工 ID 和学院员工的 id

//学校总部员工类
class Employee {

    private String id;

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }
}
//学院的员工类
class CollegeEmployee {
    
    private String id;

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }
}

这是我们的学院员工与学院总部的实体类,这时我们还需要两个管理类

//管理学院员工的管理类 
class CollegeManager {
    
    //返回学院的所有员工
    public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
        List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了 10 个员工到 list
            CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
            emp.setId("学院员工 id= " + i);
            list.add(emp);
        }
        return list;
    }
}
//学校管理类
class SchoolManager {
    //返回学校总部的员工
    public List<Employee> getAllEmployee() {
        List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
        for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了 5 个员工到 list
            Employee emp = new Employee();
            emp.setId("学校总部员工 id= " + i);
            list.add(emp);
        }
        return list;
    }
}

我们的要求是:现要求打印出学校总部员工 ID 和学院员工的 id

一般我们是学校总部》学院,所以一般有一些同学的写法是这样的

class SchoolManager {

    //省略其他关键代码.....
    //该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
    void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
        //获取到学院员工
        List<CollegeEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
        System.out.println("------------学院员工------------");
        for (CollegeEmployee e : list1) {
            System.out.println(e.getId());
        }
        //获取到学校总部员工
        List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
        System.out.println("------------学校总部员工------------");
        for (Employee e : list2) {
            System.out.println(e.getId());
        }
    }
}

这时我们的demo,只需要传入学院的类即可

public static void main(String[] args) {
    //创建了一个 SchoolManager 对象
    SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
    //输出学院的员工 id  和    学校总部的员工信息
    schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
}

运行结果如下:
------------学院员工------------
学院员工 id= 0
学院员工 id= 1
学院员工 id= 2
学院员工 id= 3
学院员工 id= 4
学院员工 id= 5
学院员工 id= 6
学院员工 id= 7
学院员工 id= 8
学院员工 id= 9
------------学校总部员工------------
学校总部员工 id= 0
学校总部员工 id= 1
学校总部员工 id= 2
学校总部员工 id= 3
学校总部员工 id= 4

这时我们来分析一下SchoolManager 类的直接朋友类有哪些?

前面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

所以直接朋友有:Employee、CollegeManager

那么哪些不是直接朋友呢?

前面我们提到过出现在局部变量中的类不是直接的朋友

所以不是直接朋友有:CollegeEmployee

class SchoolManager {

    //省略其他关键代码.....
    //该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
    void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
        //分析问题
        //1. 这 里 的  CollegeEmployee 不是    SchoolManager 的直接朋友
        //2. CollegeEmployee 是以局部变量方式出现在 SchoolManager
        //3. 违反了 迪米特法则
        List<CollegeEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
        System.out.println("------------学院员工------------");
        for (CollegeEmployee e : list1) {
            System.out.println(e.getId());
        }
        //获取到学校总部员工
        List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
        System.out.println("------------学校总部员工------------");
        for (Employee e : list2) {
            System.out.println(e.getId());
        }
    }
}

解决方案

前面的问题在于 SchoolManager 中,CollegeEmployee 类并不是 SchoolManager 类的直接朋友 (分析)

按照迪米特法则,应该避免类中出现这样非直接朋友关系的耦合

我们可以将输出学院的方法,封装到学院员工的管理类CollegeManager

class CollegeManager {

    //省略其他关键代码.....
    // 输 出 学 院 员 工 的 信 息
    public void printEmployee() {
        //获取到学院员工
        List<CollegeEmployee> list1 = getAllEmployee();
        System.out.println("------------学院员工------------");
        for (CollegeEmployee e : list1) {
            System.out.println(e.getId());
        }
    }
}

这样我们直接调用实际即可

class SchoolManager {

    //省略其他关键代码.....
    //该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
    void printAllEmployee(CollegeManager sub) {

        System.out.println("------------学院员工------------");
        sub.printEmployee();

        //获取到学校总部员工
        List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
        System.out.println("------------学校总部员工------------");
        for (Employee e : list2) {
            System.out.println(e.getId());
        }
    }
}

这时我们的demo,就符合了迪米特法则,降低了耦合

public static void main(String[] args) {
    //创建了一个 SchoolManager 对象
    SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
    //输出学院的员工 id  和    学校总部的员工信息
    schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
}

运行结果如下:
------------学院员工------------
学院员工 id= 0
学院员工 id= 1
学院员工 id= 2
学院员工 id= 3
学院员工 id= 4
学院员工 id= 5
学院员工 id= 6
学院员工 id= 7
学院员工 id= 8
学院员工 id= 9
------------学校总部员工------------
学校总部员工 id= 0
学校总部员工 id= 1
学校总部员工 id= 2
学校总部员工 id= 3
学校总部员工 id= 4

迪米特法则注意事项和细节

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

九、合成复用原则

原则是尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承

比如说我们现在有一个A类(两个方法)、一个B类

假如我们现在有一个这样的需求:B类能用到A类的方法,有几种方案?

方案一:直接B类继承A类,但仅仅使用的话,耦合性会增强

image.png

方案二:使用依赖的方式,既能使用A类方法,又能降低耦合性

image.png

方案三:使用聚合的方式,构建两个类为直接朋友的方式

image.png

十、设计原则核心思想


  • 找出应用中可能需要变化之处,把它们独立出来,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

参考资料


尚硅谷:设计模式(韩顺平老师):七大原则

Refactoring.Guru:《深入设计模式》

阅读 776

心有多大,舞台就有多大

113 声望
25 粉丝
0 条评论

心有多大,舞台就有多大

113 声望
25 粉丝
宣传栏