轉(zhuǎn)載標(biāo)注聲明:http://www.uml.org.cn/sjms/201211023.asp
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[設(shè)計(jì)模式六大原則(1):單一職責(zé)原則]
通俗的說,即一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)。
[設(shè)計(jì)模式六大原則(2):里氏替換原則]
所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類的對象
[設(shè)計(jì)模式六大原則(3):依賴倒置原則]
高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊元旬,二者都應(yīng)該依賴其抽象赃绊;抽象不應(yīng)該依賴細(xì)節(jié)既峡;細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴抽象。
[設(shè)計(jì)模式六大原則(4):接口隔離原則]
客戶端不應(yīng)該依賴它不需要的接口
[設(shè)計(jì)模式六大原則(5):迪米特法則]
一個(gè)對象應(yīng)該對其他對象保持最少的了解
[設(shè)計(jì)模式六大原則(6):開閉原則]
設(shè)計(jì)模式六大原則(1):單一職責(zé)原則
定義:不要存在多于一個(gè)導(dǎo)致類變更的原因凭戴。通俗的說涧狮,即一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)炕矮。 問題由來:類T負(fù)責(zé)兩個(gè)不同的職責(zé):職責(zé)P1么夫,職責(zé)P2。當(dāng)由于職責(zé)P1需求發(fā)生改變而需要修改類T時(shí)肤视,有可能會(huì)導(dǎo)致原本運(yùn)行正常的職責(zé)P2功能發(fā)生故障档痪。
解決方案:遵循單一職責(zé)原則。分別建立兩個(gè)類T1邢滑、T2腐螟,使T1完成職責(zé)P1功能,T2完成職責(zé)P2功能困后。這樣乐纸,當(dāng)修改類T1時(shí),不會(huì)使職責(zé)P2發(fā)生故障風(fēng)險(xiǎn)摇予;同理汽绢,當(dāng)修改T2時(shí),也不會(huì)使職責(zé)P1發(fā)生故障風(fēng)險(xiǎn)侧戴。
說到單一職責(zé)原則宁昭,很多人都會(huì)不屑一顧。因?yàn)樗唵瘟诵锼巍I杂薪?jīng)驗(yàn)的程序員即使從來沒有讀過設(shè)計(jì)模式积仗、從來沒有聽說過單一職責(zé)原則,在設(shè)計(jì)軟件時(shí)也會(huì)自覺的遵守這一重要原則蜕猫,因?yàn)檫@是常識寂曹。在軟件編程中,誰也不希望因?yàn)樾薷牧艘粋€(gè)功能導(dǎo)致其他的功能發(fā)生故障回右。而避免出現(xiàn)這一問題的方法便是遵循單一職責(zé)原則隆圆。雖然單一職責(zé)原則如此簡單,并且被認(rèn)為是常識楣黍,但是即便是經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員寫出的程序匾灶,也會(huì)有違背這一原則的代碼存在。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢租漂?因?yàn)橛新氊?zé)擴(kuò)散阶女。所謂職責(zé)擴(kuò)散颊糜,就是因?yàn)槟撤N原因,職責(zé)P被分化為粒度更細(xì)的職責(zé)P1和P2秃踩。
比如:類T只負(fù)責(zé)一個(gè)職責(zé)P缎患,這樣設(shè)計(jì)是符合單一職責(zé)原則的辣辫。后來由于某種原因,也許是需求變更了,也許是程序的設(shè)計(jì)者境界提高了迅脐,需要將職責(zé)P細(xì)分為粒度更細(xì)的職責(zé)P1,P2调窍,這時(shí)如果要使程序遵循單一職責(zé)原則低淡,需要將類T也分解為兩個(gè)類T1和T2,分別負(fù)責(zé)P1寻狂、P2兩個(gè)職責(zé)岁经。但是在程序已經(jīng)寫好的情況下,這樣做簡直太費(fèi)時(shí)間了蛇券。所以缀壤,簡單的修改類T,用它來負(fù)責(zé)兩個(gè)職責(zé)是一個(gè)比較不錯(cuò)的選擇纠亚,雖然這樣做有悖于單一職責(zé)原則塘慕。(這樣做的風(fēng)險(xiǎn)在于職責(zé)擴(kuò)散的不確定性,因?yàn)槲覀儾粫?huì)想到這個(gè)職責(zé)P蒂胞,在未來可能會(huì)擴(kuò)散為P1图呢,P2,P3啤誊,P4……Pn岳瞭。所以記住,在職責(zé)擴(kuò)散到我們無法控制的程度之前蚊锹,立刻對代碼進(jìn)行重構(gòu)瞳筏。)
舉例說明,用一個(gè)類描述動(dòng)物呼吸這個(gè)場景:
class Animal{
public void breathe(String animal){
System.out.println(animal+"呼吸空氣");
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
Animal animal = new Animal();
animal.breathe("牛");
animal.breathe("羊");
animal.breathe("豬");
}
}
運(yùn)行結(jié)果:
牛呼吸空氣
羊呼吸空氣
豬呼吸空氣
程序上線后牡昆,發(fā)現(xiàn)問題了姚炕,并不是所有的動(dòng)物都呼吸空氣的,比如魚就是呼吸水的丢烘。修改時(shí)如果遵循單一職責(zé)原則柱宦,需要將Animal類細(xì)分為陸生動(dòng)物類Terrestrial,水生動(dòng)物Aquatic播瞳,代碼如下:
class Terrestrial{
public void breathe(String animal){
System.out.println(animal+"呼吸空氣");
}
}
class Aquatic{
public void breathe(String animal){
System.out.println(animal+"呼吸水");
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
Terrestrial terrestrial = new Terrestrial();
terrestrial.breathe("牛");
terrestrial.breathe("羊");
terrestrial.breathe("豬");
Aquatic aquatic = new Aquatic();
aquatic.breathe("魚");
}
}
可以看到掸刊,這種修改方式要簡單的多。但是卻存在著隱患:有一天需要將魚分為呼吸淡水的魚和呼吸海水的魚赢乓,則又需要修改Animal類的breathe方法忧侧,而對原有代碼的修改會(huì)對調(diào)用“豬”“攀ぃ”“羊”等相關(guān)功能帶來風(fēng)險(xiǎn),也許某一天你會(huì)發(fā)現(xiàn)程序運(yùn)行的結(jié)果變?yōu)椤芭:粑绷蓑揪妗_@種修改方式直接在代碼級別上違背了單一職責(zé)原則松逊,雖然修改起來最簡單,但隱患卻是最大的肯夏。還有一種修改方式:
class Animal{
public void breathe(String animal){
System.out.println(animal+"呼吸空氣");
}
public void breathe2(String animal){
System.out.println(animal+"呼吸水");
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
Animal animal = new Animal();
animal.breathe("牛");
animal.breathe("羊");
animal.breathe("豬");
animal.breathe2("魚");
}
}
可以看到经宏,這種修改方式?jīng)]有改動(dòng)原來的方法,而是在類中新加了一個(gè)方法驯击,這樣雖然也違背了單一職責(zé)原則烁兰,但在方法級別上卻是符合單一職責(zé)原則的,因?yàn)樗]有動(dòng)原來方法的代碼余耽。這三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)缚柏,那么在實(shí)際編程中,采用哪一中呢碟贾?其實(shí)這真的比較難說,需要根據(jù)實(shí)際情況來確定轨域。我的原則是:只有邏輯足夠簡單袱耽,才可以在代碼級別上違反單一職責(zé)原則;只有類中方法數(shù)量足夠少干发,才可以在方法級別上違反單一職責(zé)原則朱巨;
例如本文所舉的這個(gè)例子,它太簡單了枉长,它只有一個(gè)方法冀续,所以,無論是在代碼級別上違反單一職責(zé)原則必峰,還是在方法級別上違反洪唐,都不會(huì)造成太大的影響。實(shí)際應(yīng)用中的類都要復(fù)雜的多吼蚁,一旦發(fā)生職責(zé)擴(kuò)散而需要修改類時(shí)凭需,除非這個(gè)類本身非常簡單,否則還是遵循單一職責(zé)原則的好肝匆。
遵循單一職責(zé)原的優(yōu)點(diǎn)有:
可以降低類的復(fù)雜度粒蜈,一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé),其邏輯肯定要比負(fù)責(zé)多項(xiàng)職責(zé)簡單的多旗国;
提高類的可讀性枯怖,提高系統(tǒng)的可維護(hù)性;
變更引起的風(fēng)險(xiǎn)降低能曾,變更是必然的度硝,如果單一職責(zé)原則遵守的好设捐,當(dāng)修改一個(gè)功能時(shí),可以顯著降低對其他功能的影響塘淑。
需要說明的一點(diǎn)是單一職責(zé)原則不只是面向?qū)ο缶幊趟枷胨赜械穆苷校灰悄K化的程序設(shè)計(jì),都適用單一職責(zé)原則存捺。
設(shè)計(jì)模式六大原則(2):里氏替換原則
肯定有不少人跟我剛看到這項(xiàng)原則的時(shí)候一樣槐沼,對這個(gè)原則的名字充滿疑惑。其實(shí)原因就是這項(xiàng)原則最早是在1988年捌治,由麻省理工學(xué)院的一位姓里的女士(Barbara Liskov)提出來的岗钩。
定義1:如果對每一個(gè)類型為 T1的對象 o1,都有類型為 T2 的對象o2肖油,使得以 T1定義的所有程序 P 在所有的對象 o1 都代換成 o2 時(shí)兼吓,程序 P 的行為沒有發(fā)生變化,那么類型 T2 是類型 T1 的子類型森枪。
定義2:所有引用基類的地方必須能透明地使用其子類的對象视搏。
問題由來:有一功能P1,由類A完成∠馗ぃ現(xiàn)需要將功能P1進(jìn)行擴(kuò)展浑娜,擴(kuò)展后的功能為P,其中P由原有功能P1與新功能P2組成式散。新功能P由類A的子類B來完成筋遭,則子類B在完成新功能P2的同時(shí),有可能會(huì)導(dǎo)致原有功能P1發(fā)生故障暴拄。
解決方案:當(dāng)使用繼承時(shí)漓滔,遵循里氏替換原則。類B繼承類A時(shí)乖篷,除添加新的方法完成新增功能P2外响驴,盡量不要重寫父類A的方法,也盡量不要重載父類A的方法那伐。
繼承包含這樣一層含義:父類中凡是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)好的方法(相對于抽象方法而言)踏施,實(shí)際上是在設(shè)定一系列的規(guī)范和契約,雖然它不強(qiáng)制要求所有的子類必須遵從這些契約罕邀,但是如果子類對這些非抽象方法任意修改畅形,就會(huì)對整個(gè)繼承體系造成破壞。而里氏替換原則就是表達(dá)了這一層含義诉探。
繼承作為面向?qū)ο笕筇匦灾蝗瞻荆诮o程序設(shè)計(jì)帶來巨大便利的同時(shí),也帶來了弊端肾胯。比如使用繼承會(huì)給程序帶來侵入性竖席,程序的可移植性降低耘纱,增加了對象間的耦合性,如果一個(gè)類被其他的類所繼承毕荐,則當(dāng)這個(gè)類需要修改時(shí)束析,必須考慮到所有的子類,并且父類修改后憎亚,所有涉及到子類的功能都有可能會(huì)產(chǎn)生故障员寇。
舉例說明繼承的風(fēng)險(xiǎn),我們需要完成一個(gè)兩數(shù)相減的功能第美,由類A來負(fù)責(zé)蝶锋。
class A{
public int func1(int a, int b){
return a-b;
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
A a = new A();
System.out.println("100-50="+a.func1(100, 50));
System.out.println("100-80="+a.func1(100, 80));
}
}
運(yùn)行結(jié)果:
100-50=50
100-80=20
后來,我們需要增加一個(gè)新的功能:完成兩數(shù)相加什往,然后再與100求和扳缕,由類B來負(fù)責(zé)。即類B需要完成兩個(gè)功能:
兩數(shù)相減别威。
兩數(shù)相加躯舔,然后再加100。
由于類A已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)功能兔港,所以類B繼承類A后庸毫,只需要再完成第二個(gè)功能就可以了,代碼如下:
class B extends A{
public int func1(int a, int b){
return a+b;
}
public int func2(int a, int b){
return func1(a,b)+100;
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
B b = new B();
System.out.println("100-50="+b.func1(100, 50));
System.out.println("100-80="+b.func1(100, 80));
System.out.println("100+20+100="+b.func2(100, 20));
}
}
類B完成后衫樊,運(yùn)行結(jié)果:
100-50=150
100-80=180
100+20+100=220
我們發(fā)現(xiàn)原本運(yùn)行正常的相減功能發(fā)生了錯(cuò)誤。原因就是類B在給方法起名時(shí)無意中重寫了父類的方法利花,造成所有運(yùn)行相減功能的代碼全部調(diào)用了類B重寫后的方法科侈,造成原本運(yùn)行正常的功能出現(xiàn)了錯(cuò)誤。在本例中炒事,引用基類A完成的功能臀栈,換成子類B之后,發(fā)生了異常挠乳。在實(shí)際編程中权薯,我們常常會(huì)通過重寫父類的方法來完成新的功能,這樣寫起來雖然簡單睡扬,但是整個(gè)繼承體系的可復(fù)用性會(huì)比較差盟蚣,特別是運(yùn)用多態(tài)比較頻繁時(shí),程序運(yùn)行出錯(cuò)的幾率非常大卖怜。如果非要重寫父類的方法屎开,比較通用的做法是:原來的父類和子類都繼承一個(gè)更通俗的基類,原有的繼承關(guān)系去掉马靠,采用依賴奄抽、聚合蔼两,組合等關(guān)系代替。
里氏替換原則通俗的來講就是:子類可以擴(kuò)展父類的功能逞度,但不能改變父類原有的功能额划。它包含以下4層含義:
子類可以實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法,但不能覆蓋父類的非抽象方法档泽。
子類中可以增加自己特有的方法俊戳。
當(dāng)子類的方法重載父類的方法時(shí),方法的前置條件(即方法的形參)要比父類方法的輸入?yún)?shù)更寬松茁瘦。
當(dāng)子類的方法實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法時(shí)品抽,方法的后置條件(即方法的返回值)要比父類更嚴(yán)格。
看上去很不可思議甜熔,因?yàn)槲覀儠?huì)發(fā)現(xiàn)在自己編程中常常會(huì)違反里氏替換原則圆恤,程序照樣跑的好好的。所以大家都會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問腔稀,假如我非要不遵循里氏替換原則會(huì)有什么后果盆昙?
后果就是:你寫的代碼出問題的幾率將會(huì)大大增加。
設(shè)計(jì)模式六大原則(3):依賴倒置原則
定義:高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊焊虏,二者都應(yīng)該依賴其抽象淡喜;抽象不應(yīng)該依賴細(xì)節(jié);細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴抽象诵闭。
問題由來:類A直接依賴類B炼团,假如要將類A改為依賴類C,則必須通過修改類A的代碼來達(dá)成疏尿。這種場景下瘟芝,類A一般是高層模塊,負(fù)責(zé)復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯褥琐;類B和類C是低層模塊锌俱,負(fù)責(zé)基本的原子操作;假如修改類A敌呈,會(huì)給程序帶來不必要的風(fēng)險(xiǎn)贸宏。
解決方案:將類A修改為依賴接口I,類B和類C各自實(shí)現(xiàn)接口I磕洪,類A通過接口I間接與類B或者類C發(fā)生聯(lián)系吭练,則會(huì)大大降低修改類A的幾率。
依賴倒置原則基于這樣一個(gè)事實(shí):相對于細(xì)節(jié)的多變性褐鸥,抽象的東西要穩(wěn)定的多线脚。以抽象為基礎(chǔ)搭建起來的架構(gòu)比以細(xì)節(jié)為基礎(chǔ)搭建起來的架構(gòu)要穩(wěn)定的多。在java中,抽象指的是接口或者抽象類浑侥,細(xì)節(jié)就是具體的實(shí)現(xiàn)類姊舵,使用接口或者抽象類的目的是制定好規(guī)范和契約,而不去涉及任何具體的操作寓落,把展現(xiàn)細(xì)節(jié)的任務(wù)交給他們的實(shí)現(xiàn)類去完成括丁。
依賴倒置原則的核心思想是面向接口編程,我們依舊用一個(gè)例子來說明面向接口編程比相對于面向?qū)崿F(xiàn)編程好在什么地方伶选。場景是這樣的史飞,母親給孩子講故事,只要給她一本書仰税,她就可以照著書給孩子講故事了构资。代碼如下:
class Book{
public String getContent(){
return "很久很久以前有一個(gè)阿拉伯的故事……";
}
}
class Mother{
public void narrate(Book book){
System.out.println("媽媽開始講故事");
System.out.println(book.getContent());
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
Mother mother = new Mother();
mother.narrate(new Book());
}
}
運(yùn)行結(jié)果:
媽媽開始講故事
很久很久以前有一個(gè)阿拉伯的故事……
運(yùn)行良好,假如有一天陨簇,需求變成這樣:不是給書而是給一份報(bào)紙吐绵,讓這位母親講一下報(bào)紙上的故事,報(bào)紙的代碼如下:
class Newspaper{
public String getContent(){
return "林書豪38+7領(lǐng)導(dǎo)尼克斯擊敗湖人……";
}
}
這位母親卻辦不到河绽,因?yàn)樗尤徊粫?huì)讀報(bào)紙上的故事己单,這太荒唐了,只是將書換成報(bào)紙耙饰,居然必須要修改Mother才能讀纹笼。假如以后需求換成雜志呢?換成網(wǎng)頁呢苟跪?還要不斷地修改Mother廷痘,這顯然不是好的設(shè)計(jì)。原因就是Mother與Book之間的耦合性太高了件已,必須降低他們之間的耦合度才行牍疏。
我們引入一個(gè)抽象的接口IReader。讀物拨齐,只要是帶字的都屬于讀物:
interface IReader{
public String getContent();
}
Mother類與接口IReader發(fā)生依賴關(guān)系,而Book和Newspaper都屬于讀物的范疇昨寞,他們各自都去實(shí)現(xiàn)IReader接口瞻惋,這樣就符合依賴倒置原則了,代碼修改為:
class Newspaper implements IReader {
public String getContent(){
return "林書豪17+9助尼克斯擊敗老鷹……";
}
}
class Book implements IReader{
public String getContent(){
return "很久很久以前有一個(gè)阿拉伯的故事……";
}
}
class Mother{
public void narrate(IReader reader){
System.out.println("媽媽開始講故事");
System.out.println(reader.getContent());
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
Mother mother = new Mother();
mother.narrate(new Book());
mother.narrate(new Newspaper());
}
}
運(yùn)行結(jié)果:
媽媽開始講故事
很久很久以前有一個(gè)阿拉伯的故事……
媽媽開始講故事
林書豪17+9助尼克斯擊敗老鷹……
這樣修改后援岩,無論以后怎樣擴(kuò)展Client類歼狼,都不需要再修改Mother類了。這只是一個(gè)簡單的例子享怀,實(shí)際情況中羽峰,代表高層模塊的Mother類將負(fù)責(zé)完成主要的業(yè)務(wù)邏輯,一旦需要對它進(jìn)行修改,引入錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)極大梅屉。所以遵循依賴倒置原則可以降低類之間的耦合性值纱,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,降低修改程序造成的風(fēng)險(xiǎn)坯汤。
采用依賴倒置原則給多人并行開發(fā)帶來了極大的便利虐唠,比如上例中,原本Mother類與Book類直接耦合時(shí)惰聂,Mother類必須等Book類編碼完成后才可以進(jìn)行編碼疆偿,因?yàn)镸other類依賴于Book類。修改后的程序則可以同時(shí)開工搓幌,互不影響杆故,因?yàn)镸other與Book類一點(diǎn)關(guān)系也沒有。參與協(xié)作開發(fā)的人越多溉愁、項(xiàng)目越龐大处铛,采用依賴導(dǎo)致原則的意義就越重大。現(xiàn)在很流行的TDD開發(fā)模式就是依賴倒置原則最成功的應(yīng)用叉钥。
傳遞依賴關(guān)系有三種方式罢缸,以上的例子中使用的方法是接口傳遞,另外還有兩種傳遞方式:構(gòu)造方法傳遞和setter方法傳遞投队,相信用過Spring框架的枫疆,對依賴的傳遞方式一定不會(huì)陌生。
在實(shí)際編程中敷鸦,我們一般需要做到如下3點(diǎn):
低層模塊盡量都要有抽象類或接口息楔,或者兩者都有。
變量的聲明類型盡量是抽象類或接口扒披。
使用繼承時(shí)遵循里氏替換原則值依。
依賴倒置原則的核心就是要我們面向接口編程,理解了面向接口編程碟案,也就理解了依賴倒置愿险。
設(shè)計(jì)模式六大原則(4):接口隔離原則
定義:客戶端不應(yīng)該依賴它不需要的接口;一個(gè)類對另一個(gè)類的依賴應(yīng)該建立在最小的接口上价说。 問題由來:類A通過接口I依賴類B辆亏,類C通過接口I依賴類D,如果接口I對于類A和類B來說不是最小接口鳖目,則類B和類D必須去實(shí)現(xiàn)他們不需要的方法扮叨。
解決方案:將臃腫的接口I拆分為獨(dú)立的幾個(gè)接口,類A和類C分別與他們需要的接口建立依賴關(guān)系领迈。也就是采用接口隔離原則彻磁。
舉例來說明接口隔離原則:
這個(gè)圖的意思是:類A依賴接口I中的方法1碍沐、方法2、方法3衷蜓,類B是對類A依賴的實(shí)現(xiàn)累提。類C依賴接口I中的方法1、方法4恍箭、方法5刻恭,類D是對類C依賴的實(shí)現(xiàn)。對于類B和類D來說扯夭,雖然他們都存在著用不到的方法(也就是圖中紅色字體標(biāo)記的方法)鳍贾,但由于實(shí)現(xiàn)了接口I,所以也必須要實(shí)現(xiàn)這些用不到的方法交洗。對類圖不熟悉的可以參照程序代碼來理解骑科,代碼如下:
interface I {
public void method1();
public void method2();
public void method3();
public void method4();
public void method5();
}
class A{
public void depend1(I i){
i.method1();
}
public void depend2(I i){
i.method2();
}
public void depend3(I i){
i.method3();
}
}
class B implements I{
public void method1() {
System.out.println("類B實(shí)現(xiàn)接口I的方法1");
}
public void method2() {
System.out.println("類B實(shí)現(xiàn)接口I的方法2");
}
public void method3() {
System.out.println("類B實(shí)現(xiàn)接口I的方法3");
}
//對于類B來說,method4和method5不是必需的构拳,但是由于接口A中有這兩個(gè)方法咆爽,
//所以在實(shí)現(xiàn)過程中即使這兩個(gè)方法的方法體為空,也要將這兩個(gè)沒有作用的方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)置森。
public void method4() {}
public void method5() {}
}
class C{
public void depend1(I i){
i.method1();
}
public void depend2(I i){
i.method4();
}
public void depend3(I i){
i.method5();
}
}
class D implements I{
public void method1() {
System.out.println("類D實(shí)現(xiàn)接口I的方法1");
}
//對于類D來說斗埂,method2和method3不是必需的,但是由于接口A中有這兩個(gè)方法凫海,
//所以在實(shí)現(xiàn)過程中即使這兩個(gè)方法的方法體為空呛凶,也要將這兩個(gè)沒有作用的方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
public void method2() {}
public void method3() {}
public void method4() {
System.out.println("類D實(shí)現(xiàn)接口I的方法4");
}
public void method5() {
System.out.println("類D實(shí)現(xiàn)接口I的方法5");
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
A a = new A();
a.depend1(new B());
a.depend2(new B());
a.depend3(new B());
C c = new C();
c.depend1(new D());
c.depend2(new D());
c.depend3(new D());
}
}
可以看到行贪,如果接口過于臃腫漾稀,只要接口中出現(xiàn)的方法,不管對依賴于它的類有沒有用處建瘫,實(shí)現(xiàn)類中都必須去實(shí)現(xiàn)這些方法崭捍,這顯然不是好的設(shè)計(jì)。如果將這個(gè)設(shè)計(jì)修改為符合接口隔離原則啰脚,就必須對接口I進(jìn)行拆分殷蛇。在這里我們將原有的接口I拆分為三個(gè)接口,拆分后的設(shè)計(jì)如圖2所示:
interface I1 {
public void method1();
}
interface I2 {
public void method2();
public void method3();
}
interface I3 {
public void method4();
public void method5();
}
class A{
public void depend1(I1 i){
i.method1();
}
public void depend2(I2 i){
i.method2();
}
public void depend3(I2 i){
i.method3();
}
}
class B implements I1, I2{
public void method1() {
System.out.println("類B實(shí)現(xiàn)接口I1的方法1");
}
public void method2() {
System.out.println("類B實(shí)現(xiàn)接口I2的方法2");
}
public void method3() {
System.out.println("類B實(shí)現(xiàn)接口I2的方法3");
}
}
class C{
public void depend1(I1 i){
i.method1();
}
public void depend2(I3 i){
i.method4();
}
public void depend3(I3 i){
i.method5();
}
}
class D implements I1, I3{
public void method1() {
System.out.println("類D實(shí)現(xiàn)接口I1的方法1");
}
public void method4() {
System.out.println("類D實(shí)現(xiàn)接口I3的方法4");
}
public void method5() {
System.out.println("類D實(shí)現(xiàn)接口I3的方法5");
}
}
接口隔離原則的含義是:建立單一接口橄浓,不要建立龐大臃腫的接口晾咪,盡量細(xì)化接口,接口中的方法盡量少贮配。也就是說,我們要為各個(gè)類建立專用的接口塞赂,而不要試圖去建立一個(gè)很龐大的接口供所有依賴它的類去調(diào)用泪勒。本文例子中,將一個(gè)龐大的接口變更為3個(gè)專用的接口所采用的就是接口隔離原則。在程序設(shè)計(jì)中圆存,依賴幾個(gè)專用的接口要比依賴一個(gè)綜合的接口更靈活叼旋。接口是設(shè)計(jì)時(shí)對外部設(shè)定的“契約”,通過分散定義多個(gè)接口沦辙,可以預(yù)防外來變更的擴(kuò)散夫植,提高系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性。
說到這里油讯,很多人會(huì)覺的接口隔離原則跟之前的單一職責(zé)原則很相似详民,其實(shí)不然。其一陌兑,單一職責(zé)原則原注重的是職責(zé)沈跨;而接口隔離原則注重對接口依賴的隔離。其二兔综,單一職責(zé)原則主要是約束類饿凛,其次才是接口和方法,它針對的是程序中的實(shí)現(xiàn)和細(xì)節(jié)软驰;而接口隔離原則主要約束接口接口涧窒,主要針對抽象,針對程序整體框架的構(gòu)建锭亏。
采用接口隔離原則對接口進(jìn)行約束時(shí)纠吴,要注意以下幾點(diǎn):
接口盡量小,但是要有限度贰镣。對接口進(jìn)行細(xì)化可以提高程序設(shè)計(jì)靈活性是不掙的事實(shí)呜象,但是如果過小,則會(huì)造成接口數(shù)量過多碑隆,使設(shè)計(jì)復(fù)雜化恭陡。所以一定要適度。
為依賴接口的類定制服務(wù)上煤,只暴露給調(diào)用的類它需要的方法休玩,它不需要的方法則隱藏起來。只有專注地為一個(gè)模塊提供定制服務(wù)劫狠,才能建立最小的依賴關(guān)系拴疤。
提高內(nèi)聚,減少對外交互独泞。使接口用最少的方法去完成最多的事情呐矾。
運(yùn)用接口隔離原則,一定要適度懦砂,接口設(shè)計(jì)的過大或過小都不好蜒犯。設(shè)計(jì)接口的時(shí)候组橄,只有多花些時(shí)間去思考和籌劃,才能準(zhǔn)確地實(shí)踐這一原則罚随。
設(shè)計(jì)模式六大原則(5):迪米特法則
定義:一個(gè)對象應(yīng)該對其他對象保持最少的了解玉工。
問題由來:類與類之間的關(guān)系越密切,耦合度越大淘菩,當(dāng)一個(gè)類發(fā)生改變時(shí)遵班,對另一個(gè)類的影響也越大。
解決方案:盡量降低類與類之間的耦合潮改。
自從我們接觸編程開始狭郑,就知道了軟件編程的總的原則:低耦合,高內(nèi)聚进陡。無論是面向過程編程還是面向?qū)ο缶幊淘覆挥惺垢鱾€(gè)模塊之間的耦合盡量的低,才能提高代碼的復(fù)用率趾疚。低耦合的優(yōu)點(diǎn)不言而喻缨历,但是怎么樣編程才能做到低耦合呢?那正是迪米特法則要去完成的糙麦。
迪米特法則又叫最少知道原則辛孵,最早是在1987年由美國Northeastern University的Ian Holland提出。通俗的來講赡磅,就是一個(gè)類對自己依賴的類知道的越少越好魄缚。也就是說,對于被依賴的類來說焚廊,無論邏輯多么復(fù)雜冶匹,都盡量地的將邏輯封裝在類的內(nèi)部,對外除了提供的public方法咆瘟,不對外泄漏任何信息嚼隘。迪米特法則還有一個(gè)更簡單的定義:只與直接的朋友通信。首先來解釋一下什么是直接的朋友:每個(gè)對象都會(huì)與其他對象有耦合關(guān)系袒餐,只要兩個(gè)對象之間有耦合關(guān)系飞蛹,我們就說這兩個(gè)對象之間是朋友關(guān)系。耦合的方式很多灸眼,依賴卧檐、關(guān)聯(lián)、組合焰宣、聚合等霉囚。其中,我們稱出現(xiàn)成員變量匕积、方法參數(shù)佛嬉、方法返回值中的類為直接的朋友逻澳,而出現(xiàn)在局部變量中的類則不是直接的朋友。也就是說暖呕,陌生的類最好不要作為局部變量的形式出現(xiàn)在類的內(nèi)部。
舉一個(gè)例子:有一個(gè)集團(tuán)公司苞氮,下屬單位有分公司和直屬部門湾揽,現(xiàn)在要求打印出所有下屬單位的員工ID。先來看一下違反迪米特法則的設(shè)計(jì)笼吟。
//總公司員工
class Employee{
private String id;
public void setId(String id){
this.id = id;
}
public String getId(){
return id;
}
}
//分公司員工
class SubEmployee{
private String id;
public void setId(String id){
this.id = id;
}
public String getId(){
return id;
}
}
class SubCompanyManager{
public List<SubEmployee> getAllEmployee(){
List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();
for(int i=0; i<100; i++){
SubEmployee emp = new SubEmployee();
//為分公司人員按順序分配一個(gè)ID
emp.setId("分公司"+i);
list.add(emp);
}
return list;
}
}
class CompanyManager{
public List<Employee> getAllEmployee(){
List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
for(int i=0; i<30; i++){
Employee emp = new Employee();
//為總公司人員按順序分配一個(gè)ID
emp.setId("總公司"+i);
list.add(emp);
}
return list;
}
public void printAllEmployee(SubCompanyManager sub){
List<SubEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
for(SubEmployee e:list1){
System.out.println(e.getId());
}
List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
for(Employee e:list2){
System.out.println(e.getId());
}
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
CompanyManager e = new CompanyManager();
e.printAllEmployee(new SubCompanyManager());
}
}
修改后库物,為分公司增加了打印人員ID的方法,總公司直接調(diào)用來打印贷帮,從而避免了與分公司的員工發(fā)生耦合戚揭。
迪米特法則的初衷是降低類之間的耦合,由于每個(gè)類都減少了不必要的依賴撵枢,因此的確可以降低耦合關(guān)系民晒。但是凡事都有度,雖然可以避免與非直接的類通信锄禽,但是要通信潜必,必然會(huì)通過一個(gè)“中介”來發(fā)生聯(lián)系,例如本例中沃但,總公司就是通過分公司這個(gè)“中介”來與分公司的員工發(fā)生聯(lián)系的磁滚。過分的使用迪米特原則,會(huì)產(chǎn)生大量這樣的中介和傳遞類宵晚,導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度變大垂攘。所以在采用迪米特法則時(shí)要反復(fù)權(quán)衡,既做到結(jié)構(gòu)清晰淤刃,又要高內(nèi)聚低耦合晒他。
設(shè)計(jì)模式六大原則(6):開閉原則
定義:一個(gè)軟件實(shí)體如類、模塊和函數(shù)應(yīng)該對擴(kuò)展開放钝凶,對修改關(guān)閉仪芒。
問題由來:在軟件的生命周期內(nèi),因?yàn)樽兓荨⑸壓途S護(hù)等原因需要對軟件原有代碼進(jìn)行修改時(shí)掂名,可能會(huì)給舊代碼中引入錯(cuò)誤,也可能會(huì)使我們不得不對整個(gè)功能進(jìn)行重構(gòu)哟沫,并且需要原有代碼經(jīng)過重新測試饺蔑。
解決方案:當(dāng)軟件需要變化時(shí),盡量通過擴(kuò)展軟件實(shí)體的行為來實(shí)現(xiàn)變化嗜诀,而不是通過修改已有的代碼來實(shí)現(xiàn)變化猾警。
開閉原則是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則孔祸,它指導(dǎo)我們?nèi)绾谓⒎€(wěn)定靈活的系統(tǒng)。開閉原則可能是設(shè)計(jì)模式六項(xiàng)原則中定義最模糊的一個(gè)了发皿,它只告訴我們對擴(kuò)展開放崔慧,對修改關(guān)閉,可是到底如何才能做到對擴(kuò)展開放穴墅,對修改關(guān)閉惶室,并沒有明確的告訴我們。以前玄货,如果有人告訴我“你進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要遵守開閉原則”皇钞,我會(huì)覺的他什么都沒說,但貌似又什么都說了松捉。因?yàn)殚_閉原則真的太虛了夹界。
在仔細(xì)思考以及仔細(xì)閱讀很多設(shè)計(jì)模式的文章后,終于對開閉原則有了一點(diǎn)認(rèn)識隘世。其實(shí)可柿,我們遵循設(shè)計(jì)模式前面5大原則,以及使用23種設(shè)計(jì)模式的目的就是遵循開閉原則以舒。也就是說趾痘,只要我們對前面5項(xiàng)原則遵守的好了,設(shè)計(jì)出的軟件自然是符合開閉原則的蔓钟,這個(gè)開閉原則更像是前面五項(xiàng)原則遵守程度的“平均得分”永票,前面5項(xiàng)原則遵守的好,平均分自然就高滥沫,說明軟件設(shè)計(jì)開閉原則遵守的好侣集;如果前面5項(xiàng)原則遵守的不好,則說明開閉原則遵守的不好兰绣。
其實(shí)筆者認(rèn)為世分,開閉原則無非就是想表達(dá)這樣一層意思:用抽象構(gòu)建框架,用實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展細(xì)節(jié)缀辩。因?yàn)槌橄箪`活性好臭埋,適應(yīng)性廣,只要抽象的合理臀玄,可以基本保持軟件架構(gòu)的穩(wěn)定瓢阴。而軟件中易變的細(xì)節(jié),我們用從抽象派生的實(shí)現(xiàn)類來進(jìn)行擴(kuò)展健无,當(dāng)軟件需要發(fā)生變化時(shí)荣恐,我們只需要根據(jù)需求重新派生一個(gè)實(shí)現(xiàn)類來擴(kuò)展就可以了。當(dāng)然前提是我們的抽象要合理,要對需求的變更有前瞻性和預(yù)見性才行叠穆。
說到這里少漆,再回想一下前面說的5項(xiàng)原則,恰恰是告訴我們用抽象構(gòu)建框架硼被,用實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展細(xì)節(jié)的注意事項(xiàng)而已:
單一職責(zé)原則告訴我們實(shí)現(xiàn)類要職責(zé)單一示损;
里氏替換原則告訴我們不要破壞繼承體系;
依賴倒置原則告訴我們要面向接口編程嚷硫;
接口隔離原則告訴我們在設(shè)計(jì)接口的時(shí)候要精簡單一屎媳;
迪米特法則告訴我們要降低耦合。
而開閉原則是總綱论巍,他告訴我們要對擴(kuò)展開放,對修改關(guān)閉风响。
最后說明一下如何去遵守這六個(gè)原則嘉汰。對這六個(gè)原則的遵守并不是是和否的問題,而是多和少的問題状勤,也就是說鞋怀,我們一般不會(huì)說有沒有遵守,而是說遵守程度的多少持搜。任何事都是過猶不及密似,設(shè)計(jì)模式的六個(gè)設(shè)計(jì)原則也是一樣,制定這六個(gè)原則的目的并不是要我們刻板的遵守他們葫盼,而需要根據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用残腌。對他們的遵守程度只要在一個(gè)合理的范圍內(nèi),就算是良好的設(shè)計(jì)贫导。我們用一幅圖來說明一下抛猫。
圖中的每一條維度各代表一項(xiàng)原則,我們依據(jù)對這項(xiàng)原則的遵守程度在維度上畫一個(gè)點(diǎn)孩灯,則如果對這項(xiàng)原則遵守的合理的話闺金,這個(gè)點(diǎn)應(yīng)該落在紅色的同心圓內(nèi)部;如果遵守的差峰档,點(diǎn)將會(huì)在小圓內(nèi)部败匹;如果過度遵守,點(diǎn)將會(huì)落在大圓外部讥巡。一個(gè)良好的設(shè)計(jì)體現(xiàn)在圖中掀亩,應(yīng)該是六個(gè)頂點(diǎn)都在同心圓中的六邊形
在上圖中,設(shè)計(jì)1尚卫、設(shè)計(jì)2屬于良好的設(shè)計(jì)归榕,他們對六項(xiàng)原則的遵守程度都在合理的范圍內(nèi);設(shè)計(jì)3吱涉、設(shè)計(jì)4設(shè)計(jì)雖然有些不足刹泄,但也基本可以接受外里;設(shè)計(jì)5則嚴(yán)重不足,對各項(xiàng)原則都沒有很好的遵守特石;而設(shè)計(jì)6則遵守過渡了盅蝗,設(shè)計(jì)5和設(shè)計(jì)6都是迫切需要重構(gòu)的設(shè)計(jì)