設(shè)計(jì)模式6大原則
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http://www.cnblogs.com/devinzhang/archive/2012/03/05/2380744.html
一挠乳、單一職責(zé)原則（Single Responsibility Principle）
定義：不要存在多于一個(gè)導(dǎo)致類變更的原因。通俗的說，即一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)好爬。
問題由來：類T負(fù)責(zé)兩個(gè)不同的職責(zé)：職責(zé)P1即彪，職責(zé)P2味抖。當(dāng)由于職責(zé)P1需求發(fā)生改變而需要修改類T時(shí)评甜，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。
解決方案：遵循單一職責(zé)原則仔涩。分別建立兩個(gè)類T1忍坷、T2，使T1完成職責(zé)P1功能熔脂，T2完成職責(zé)P2功能佩研。這樣，當(dāng)修改類T1時(shí)霞揉，不會(huì)使職責(zé)P2發(fā)生故障風(fēng)險(xiǎn)旬薯；同理，當(dāng)修改T2時(shí)适秩，也不會(huì)使職責(zé)P1發(fā)生故障風(fēng)險(xiǎn)袍暴。
說到單一職責(zé)原則些侍，很多人都會(huì)不屑一顧。因?yàn)樗唵瘟苏！Ｉ杂薪?jīng)驗(yàn)的程序員即使從來沒有讀過設(shè)計(jì)模式、從來沒有聽說過單一職責(zé)原則蚂会，在設(shè)計(jì)軟件時(shí)也會(huì)自覺的遵守這一重要原則淋样，因?yàn)檫@是常識(shí)。在軟件編程中胁住，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)生故障趁猴。而避免出現(xiàn)這一問題的方法便是遵循單一職責(zé)原則。雖然單一職責(zé)原則如此簡單彪见，并且被認(rèn)為是常識(shí)儡司，但是即便是經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員寫出的程序，也會(huì)有違背這一原則的代碼存在余指。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢捕犬？因?yàn)橛新氊?zé)擴(kuò)散。所謂職責(zé)擴(kuò)散酵镜，就是因?yàn)槟撤N原因碉碉，職責(zé)****P****被分化為粒度更細(xì)的職責(zé)****P1****和****P2****。
比如：類T只負(fù)責(zé)一個(gè)職責(zé)P淮韭，這樣設(shè)計(jì)是符合單一職責(zé)原則的垢粮。后來由于某種原因，也許是需求變更了靠粪，也許是程序的設(shè)計(jì)者境界提高了蜡吧，需要將職責(zé)P細(xì)分為粒度更細(xì)的職責(zé)P1，P2占键，這時(shí)如果要使程序遵循單一職責(zé)原則昔善，需要將類T也分解為兩個(gè)類T1和T2，分別負(fù)責(zé)P1捞慌、P2兩個(gè)職責(zé)耀鸦。但是在程序已經(jīng)寫好的情況下，這樣做簡直太費(fèi)時(shí)間了啸澡。所以袖订，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)的選擇嗅虏，雖然這樣做有悖于單一職責(zé)原則洛姑。
舉例說明，用一個(gè)類描述動(dòng)物呼吸這個(gè)場(chǎng)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
程序上線后皮服，發(fā)現(xiàn)問題了楞艾，并不是所有的動(dòng)物都呼吸空氣的参咙，比如魚就是呼吸水的。修改時(shí)如果遵循單一職責(zé)原則硫眯，需要將Animal類細(xì)分為陸生動(dòng)物類Terrestrial蕴侧，水生動(dòng)物Aquatic，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");
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
牛呼吸空氣
羊呼吸空氣
豬呼吸空氣
魚呼吸水
我們會(huì)發(fā)現(xiàn)如果這樣修改花銷是很大的两入，除了將原來的類分解之外净宵，還需要修改客戶端。而直接修改類Animal來達(dá)成目的雖然違背了單一職責(zé)原則裹纳，但花銷卻小的多择葡，代碼如下：
class Animal{
public void breathe(String animal){
if("魚".equals(animal)){
System.out.println(animal+"呼吸水");
}else{
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");
animal.breathe("魚");
}
}
可以看到，這種修改方式要簡單的多剃氧。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敏储，則又需要修改Animal類的breathe方法，而對(duì)原有代碼的修改會(huì)對(duì)調(diào)用“豬”“排蟀埃”“羊”等相關(guān)功能帶來風(fēng)險(xiǎn)已添，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：粑绷恕＿@種修改方式直接在代碼級(jí)別上違背了單一職責(zé)原則番舆，雖然修改起來最簡單酝碳，但隱患卻是最大的。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");
}
}
可以看到恨狈，這種修改方式?jīng)]有改動(dòng)原來的方法疏哗，而是在類中新加了一個(gè)方法，這樣雖然也違背了單一職責(zé)原則禾怠，但在方法級(jí)別上卻是符合單一職責(zé)原則的返奉，因?yàn)樗]有動(dòng)原來方法的代碼。這三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)吗氏，那么在實(shí)際編程中芽偏，采用哪一中呢？其實(shí)這真的比較難說弦讽，需要根據(jù)實(shí)際情況來確定污尉。我的原則是：只有邏輯足夠簡單，才可以在代碼級(jí)別上違反單一職責(zé)原則往产；只有類中方法數(shù)量足夠少被碗，才可以在方法級(jí)別上違反單一職責(zé)原則；
例如本文所舉的這個(gè)例子仿村，它太簡單了锐朴，它只有一個(gè)方法，所以蔼囊，無論是在代碼級(jí)別上違反單一職責(zé)原則焚志，還是在方法級(jí)別上違反衣迷，都不會(huì)造成太大的影響。實(shí)際應(yīng)用中的類都要復(fù)雜的多酱酬，一旦發(fā)生職責(zé)擴(kuò)散而需要修改類時(shí)壶谒，除非這個(gè)類本身非常簡單，否則還是遵循單一職責(zé)原則的好膳沽。
遵循單一職責(zé)原的優(yōu)點(diǎn)有：
- 可以降低類的復(fù)雜度佃迄，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)簡單的多贵少；
- 提高類的可讀性，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性堆缘；
- 變更引起的風(fēng)險(xiǎn)降低滔灶，變更是必然的，如果單一職責(zé)原則遵守的好吼肥，當(dāng)修改一個(gè)功能時(shí)录平，可以顯著降低對(duì)其他功能的影響。
需要說明的一點(diǎn)是單一職責(zé)原則不只是面向?qū)ο缶幊趟枷胨赜械淖褐澹灰悄K化的程序設(shè)計(jì)斗这，都需要遵循這一重要原則。
二啤斗、里氏替換原則（Liskov Substitution Principle）
肯定有不少人跟我剛看到這項(xiàng)原則的時(shí)候一樣表箭，對(duì)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年钮莲，由麻省理工學(xué)院的一位姓里的女士（Barbara Liskov）提出來的免钻。
定義****1****：如果對(duì)每一個(gè)類型為 T1的對(duì)象 o1，都有類型為 T2 的對(duì)象o2崔拥，使得以 T1定義的所有程序 P 在所有的對(duì)象 o1 都代換成 o2 時(shí)极舔，程序 P 的行為沒有發(fā)生變化，那么類型 T2 是類型 T1 的子類型链瓦。
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(duì)象拆魏。
問題由來：有一功能P1，由類A完成〈雀現(xiàn)需要將功能P1進(jìn)行擴(kuò)展渤刃，擴(kuò)展后的功能為P，其中P由原有功能P1與新功能P2組成肥卡。新功能P由類A的子類B來完成溪掀，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)生故障步鉴。
解決方案：當(dāng)使用繼承時(shí)揪胃，遵循里氏替換原則璃哟。類B繼承類A時(shí)，除添加新的方法完成新增功能P2外喊递，盡量不要重寫父類A的方法随闪，也盡量不要重載父類A的方法。
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(duì)于抽象方法而言）骚勘，實(shí)際上是在設(shè)定一系列的規(guī)范和契約铐伴，雖然它不強(qiáng)制要求所有的子類必須遵從這些契約，但是如果子類對(duì)這些非抽象方法任意修改俏讹，就會(huì)對(duì)整個(gè)繼承體系造成破壞当宴。而里氏替換原則就是表達(dá)了這一層含義。
繼承作為面向?qū)ο笕筇匦灾辉蠼诮o程序設(shè)計(jì)帶來巨大便利的同時(shí)户矢，也帶來了弊端。比如使用繼承會(huì)給程序帶來侵入性殉疼，程序的可移植性降低梯浪，增加了對(duì)象間的耦合性，如果一個(gè)類被其他的類所繼承瓢娜，則當(dāng)這個(gè)類需要修改時(shí)挂洛，必須考慮到所有的子類，并且父類修改后眠砾，所有涉及到子類的功能都有可能會(huì)產(chǎn)生故障虏劲。
舉例說明繼承的風(fēng)險(xiǎn)，我們需要完成一個(gè)兩數(shù)相減的功能荠藤，由類A來負(fù)責(zé)伙单。
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)相加哈肖，然后再與100求和吻育，由類B來負(fù)責(zé)。即類B需要完成兩個(gè)功能：
- 兩數(shù)相減淤井。
- 兩數(shù)相加布疼，然后再加100。
由于類A已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)功能币狠，所以類B繼承類A后游两，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 a = 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完成后漩绵，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)誤贱案。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，造成所有運(yùn)行相減功能的代碼全部調(diào)用了類B重寫后的方法止吐，造成原本運(yùn)行正常的功能出現(xiàn)了錯(cuò)誤宝踪。在本例中侨糟，引用基類A完成的功能，換成子類B之后瘩燥，發(fā)生了異常秕重。在實(shí)際編程中，我們常常會(huì)通過重寫父類的方法來完成新的功能厉膀，這樣寫起來雖然簡單甸饱，但是整個(gè)繼承體系的可復(fù)用性會(huì)比較差囱桨，特別是運(yùn)用多態(tài)比較頻繁時(shí)，程序運(yùn)行出錯(cuò)的幾率非常大垮兑。如果非要重寫父類的方法泵喘，比較通用的做法是：原來的父類和子類都繼承一個(gè)更通俗的基類昭抒，原有的繼承關(guān)系去掉拄丰，采用依賴蝇棉、聚合，組合等關(guān)系代替澜倦。
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，但不能改變父類原有的功能杰妓。它包含以下4層含義：
- 子類可以實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法藻治，但不能覆蓋父類的非抽象方法。
- 子類中可以增加自己特有的方法巷挥。
- 當(dāng)子類的方法重載父類的方法時(shí)桩卵，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。
- 當(dāng)子類的方法實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法時(shí)倍宾，方法的后置條件（即方法的返回值）要比父類更嚴(yán)格雏节。
看上去很不可思議，因?yàn)槲覀儠?huì)發(fā)現(xiàn)在自己編程中常常會(huì)違反里氏替換原則高职，程序照樣跑的好好的钩乍。所以大家都會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問，假如我非要不遵循里氏替換原則會(huì)有什么后果怔锌？后果就是：你寫的代碼出問題的幾率將會(huì)大大增加寥粹。
三、依賴倒置原則（Dependence Inversion Principle）
定義：高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊埃元，二者都應(yīng)該依賴其抽象涝涤；抽象不應(yīng)該依賴細(xì)節(jié)；細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴抽象岛杀。
問題由來：類A直接依賴類B阔拳，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)成类嗤。這種場(chǎng)景下糊肠，類A一般是高層模塊辨宠，負(fù)責(zé)復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯；類B和類C是低層模塊罪针，負(fù)責(zé)基本的原子操作彭羹；假如修改類A，會(huì)給程序帶來不必要的風(fēng)險(xiǎn)泪酱。
解決方案：將類A修改為依賴接口I派殷，類B和類C各自實(shí)現(xiàn)接口I，類A通過接口I間接與類B或者類C發(fā)生聯(lián)系墓阀，則會(huì)大大降低修改類A的幾率毡惜。
依賴倒置原則基于這樣一個(gè)事實(shí)：相對(duì)于細(xì)節(jié)的多變性，抽象的東西要穩(wěn)定的多斯撮。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)定的多经伙。在java中，抽象指的是接口或者抽象類勿锅，細(xì)節(jié)就是具體的實(shí)現(xiàn)類帕膜，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溢十，把展現(xiàn)細(xì)節(jié)的任務(wù)交給他們的實(shí)現(xiàn)類去完成垮刹。
依賴倒置原則的中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(duì)于面向?qū)崿F(xiàn)編程好在什么地方张弛。場(chǎng)景是這樣的荒典，母親給孩子講故事，只要給她一本書吞鸭，她就可以照著書給孩子講故事了寺董。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，假如有一天刻剥，需求變成這樣：不是給書而是給一份報(bào)紙遮咖，讓這位母親講一下報(bào)紙上的故事。
class Newspaper{
public String getContent(){
return "林書豪38+7領(lǐng)導(dǎo)尼克斯擊敗湖人……";
}
}
這位母親卻辦不到造虏，因?yàn)樗尤徊粫?huì)讀報(bào)紙上的故事盯滚，這太荒唐了，只是將書換成報(bào)紙酗电，居然必須要修改Mother才能讀魄藕。假如以后需求換成雜志呢？換成網(wǎng)頁呢撵术？還要不斷地修改Mother背率，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，必須降低他們之間的耦合度才行寝姿。
我們引入一個(gè)抽象的接口IReader交排。讀物，只要是帶字的都屬于讀物饵筑。
interface IReader{
public String getContent();
}
Mother類與接口IReader發(fā)生依賴關(guān)系埃篓，而Book和Newspaper都屬于讀物的范疇，他們各自都去實(shí)現(xiàn)IReader接口根资，這樣就符合依賴倒置原則了架专，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，無論以后怎樣擴(kuò)展Client類玄帕，都不需要再修改Mother類了部脚。這只是一個(gè)簡單的例子，實(shí)際情況中裤纹，代表高層模塊的Mother類將負(fù)責(zé)完成主要的業(yè)務(wù)邏輯委刘，一旦需要對(duì)它進(jìn)行修改，引入錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)極大鹰椒。所以遵循依賴倒置原則可以降低類之間的耦合性锡移，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低修改程序造成的風(fēng)險(xiǎn)漆际。
采用依賴倒置原則給多人并行開發(fā)帶來了極大的便利罩抗，比如上例中，原本Mother類與Book類直接耦合時(shí)灿椅，Mother類必須等Book類編碼完成后才可以進(jìn)行編碼，因?yàn)镸other類依賴于Book類钞支。修改后的程序則可以同時(shí)開工茫蛹，互不影響，因?yàn)镸other與Book類一點(diǎn)關(guān)系也沒有烁挟。參與協(xié)作開發(fā)的人越多婴洼、項(xiàng)目越龐大，采用依賴導(dǎo)致原則的意義就越重大『成ぃ現(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)用柬采。
傳遞依賴關(guān)系有三種方式，以上的例子中使用的方法是接口傳遞且警，另外還有兩種傳遞方式：構(gòu)造方法傳遞和setter****方法傳遞粉捻，相信用過Spring框架的，對(duì)依賴的傳遞方式一定不會(huì)陌生斑芜。
在實(shí)際編程中肩刃，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，或者兩者都有。
- 變量的聲明類型盡量是抽象類或接口盈包。
- 使用繼承時(shí)遵循里氏替換原則沸呐。
總之，依賴倒置原則就是要我們面向接口編程呢燥，理解了面向接口編程崭添，也就理解了依賴倒置。
四叛氨、接口隔離原則（Interface Segregation Principle）
定義：客戶端不應(yīng)該依賴它不需要的接口呼渣；一個(gè)類對(duì)另一個(gè)類的依賴應(yīng)該建立在最小的接口上。
問題由來：類A通過接口I依賴類B力试，類C通過接口I依賴類D徙邻，如果接口I對(duì)于類A和類B來說不是最小接口，則類B和類D必須去實(shí)現(xiàn)他們不需要的方法畸裳。
解決方案：將臃腫的接口I拆分為獨(dú)立的幾個(gè)接口缰犁，類A和類C分別與他們需要的接口建立依賴關(guān)系。也就是采用接口隔離原則怖糊。
舉例來說明接口隔離原則：
（圖1 未遵循接口隔離原則的設(shè)計(jì)）
這個(gè)圖的意思是：類A依賴接口I中的方法1帅容、方法2、方法3伍伤，類B是對(duì)類A依賴的實(shí)現(xiàn)并徘。類C依賴接口I中的方法1、方法4扰魂、方法5麦乞，類D是對(duì)類C依賴的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于類B和類D來說劝评，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）姐直，但由于實(shí)現(xiàn)了接口I，所以也必須要實(shí)現(xiàn)這些用不到的方法蒋畜。對(duì)類圖不熟悉的可以參照程序代碼來理解声畏，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(duì)于類A來說，method4和method5不是必需的姻成，但是由于接口A中有這兩個(gè)方法插龄， //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)科展。
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(duì)于類C來說均牢，method2和method3不是必需的，但是由于接口A中有這兩個(gè)方法才睹， //所以在實(shí)現(xiàn)過程中即使這兩個(gè)方法的方法體為空膨处，也要將這兩個(gè)沒有作用的方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)见秤。
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，如果接口過于臃腫真椿，只要接口中出現(xiàn)的方法鹃答，不管對(duì)依賴于它的類有沒有用處，實(shí)現(xiàn)類中都必須去實(shí)現(xiàn)這些方法突硝，這顯然不是好的設(shè)計(jì)测摔。如果將這個(gè)設(shè)計(jì)修改為符合接口隔離原則，就必須對(duì)接口I進(jìn)行拆分解恰。在這里我們將原有的接口I拆分為三個(gè)接口锋八，拆分后的設(shè)計(jì)如圖2所示：
（圖2 遵循接口隔離原則的設(shè)計(jì)）
照例貼出程序的代碼，供不熟悉類圖的朋友參考：
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：建立單一接口护盈，不要建立龐大臃腫的接口挟纱，盡量細(xì)化接口，接口中的方法盡量少腐宋。也就是說紊服，我們要為各個(gè)類建立專用的接口，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)用胸竞。本文例子中欺嗤，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)中卫枝，依賴幾個(gè)專用的接口要比依賴一個(gè)綜合的接口更靈活煎饼。接口是設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)外部設(shè)定的“契約”，通過分散定義多個(gè)接口校赤，可以預(yù)防外來變更的擴(kuò)散吆玖，提高系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性。
說到這里马篮，很多人會(huì)覺的接口隔離原則跟之前的單一職責(zé)原則很相似沾乘，其實(shí)不然。其一积蔚，單一職責(zé)原則原注重的是職責(zé)；而接口隔離原則注重對(duì)接口依賴的隔離烦周。其二尽爆，單一職責(zé)原則主要是約束類，其次才是接口和方法读慎，它針對(duì)的是程序中的實(shí)現(xiàn)和細(xì)節(jié)漱贱；而接口隔離原則主要約束接口接口，主要針對(duì)抽象夭委，針對(duì)程序整體框架的構(gòu)建幅狮。
采用接口隔離原則對(duì)接口進(jìn)行約束時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：
- 接口盡量小，但是要有限度崇摄。對(duì)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)擎值，但是如果過小，則會(huì)造成接口數(shù)量過多逐抑，使設(shè)計(jì)復(fù)雜化鸠儿。所以一定要適度。
- 為依賴接口的類定制服務(wù)厕氨，只暴露給調(diào)用的類它需要的方法进每，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)命斧，才能建立最小的依賴關(guān)系田晚。
- 提高內(nèi)聚，減少對(duì)外交互国葬。使接口用最少的方法去完成最多的事情贤徒。
運(yùn)用接口隔離原則，一定要適度胃惜，接口設(shè)計(jì)的過大或過小都不好泞莉。設(shè)計(jì)接口的時(shí)候，只有多花些時(shí)間去思考和籌劃船殉，才能準(zhǔn)確地實(shí)踐這一原則鲫趁。
五、迪米特法則（Law Of Demeter）
定義：一個(gè)對(duì)象應(yīng)該對(duì)其他對(duì)象保持最少的了解利虫。
問題由來：類與類之間的關(guān)系越密切挨厚，耦合度越大，當(dāng)一個(gè)類發(fā)生改變時(shí)糠惫，對(duì)另一個(gè)類的影響也越大疫剃。
解決方案：盡量降低類與類之間的耦合。
自從我們接觸編程開始硼讽，就知道了軟件編程的總的原則：低耦合巢价，高內(nèi)聚。無論是面向過程編程還是面向?qū)ο缶幊坦谈螅挥惺垢鱾€(gè)模塊之間的耦合盡量的低壤躲，才能提高代碼的復(fù)用率。低耦合的優(yōu)點(diǎn)不言而喻备燃，但是怎么樣編程才能做到低耦合呢碉克？那正是迪米特法則要去完成的。
迪米特法則又叫最少知道原則并齐，最早是在1987年由美國Northeastern University的Ian Holland提出漏麦。通俗的來講客税，就是一個(gè)類對(duì)自己依賴的類知道的越少越好。也就是說撕贞，對(duì)于被依賴的類來說更耻，無論邏輯多么復(fù)雜，都盡量地的將邏輯封裝在類的內(nèi)部麻掸，對(duì)外除了提供的public方法酥夭，不對(duì)外泄漏任何信息。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脊奋。首先來解釋一下什么是直接的朋友：每個(gè)對(duì)象都會(huì)與其他對(duì)象有耦合關(guān)系熬北，只要兩個(gè)對(duì)象之間有耦合關(guān)系，我們就說這兩個(gè)對(duì)象之間是朋友關(guān)系诚隙。耦合的方式很多讶隐，依賴、關(guān)聯(lián)久又、組合巫延、聚合等。其中地消，我們稱出現(xiàn)成員變量炉峰、方法參數(shù)、方法返回值中的類為直接的朋友脉执，而出現(xiàn)在局部變量中的類則不是直接的朋友疼阔。也就是說，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)部半夷。
舉一個(gè)例子：有一個(gè)集團(tuán)公司婆廊，下屬單位有分公司和直屬部門，現(xiàn)在要求打印出所有下屬單位的員工ID巫橄。先來看一下違反迪米特法則的設(shè)計(jì)淘邻。
//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());
}
}
現(xiàn)在這個(gè)設(shè)計(jì)的主要問題出在CompanyManager中，根據(jù)迪米特法則湘换，只與直接的朋友發(fā)生通信宾舅，而SubEmployee類并不是CompanyManager類的直接朋友（以局部變量出現(xiàn)的耦合不屬于直接朋友），從邏輯上講總公司只與他的分公司耦合就行了彩倚，與分公司的員工并沒有任何聯(lián)系筹我，這樣設(shè)計(jì)顯然是增加了不必要的耦合。按照迪米特法則署恍，應(yīng)該避免類中出現(xiàn)這樣非直接朋友關(guān)系的耦合崎溃。修改后的代碼如下:
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;
}
public void printEmployee(){
List<SubEmployee> list = this.getAllEmployee();
for(SubEmployee e:list){
System.out.println(e.getId());
}
}
}
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){
sub.printEmployee();
List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
for(Employee e:list2){
System.out.println(e.getId());
}
}
}
修改后蜻直，為分公司增加了打印人員ID的方法盯质，總公司直接調(diào)用來打印袁串，從而避免了與分公司的員工發(fā)生耦合。
迪米特法則的初衷是降低類之間的耦合呼巷，由于每個(gè)類都減少了不必要的依賴囱修，因此的確可以降低耦合關(guān)系。但是凡事都有度王悍，雖然可以避免與非直接的類通信破镰，但是要通信，必然會(huì)通過一個(gè)“中介”來發(fā)生聯(lián)系压储，例如本例中鲜漩，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。過分的使用迪米特原則集惋，會(huì)產(chǎn)生大量這樣的中介和傳遞類孕似，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度變大。所以在采用迪米特法則時(shí)要反復(fù)權(quán)衡刮刑，既做到結(jié)構(gòu)清晰喉祭，又要高內(nèi)聚低耦合。
六雷绢、開閉原則（Open Close Principle）
定義：一個(gè)軟件實(shí)體如類泛烙、模塊和函數(shù)應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉翘紊。
問題由來：在軟件的生命周期內(nèi)蔽氨，因?yàn)樽兓⑸?jí)和維護(hù)等原因需要對(duì)軟件原有代碼進(jìn)行修改時(shí)霞溪，可能會(huì)給舊代碼中引入錯(cuò)誤孵滞，也可能會(huì)使我們不得不對(duì)整個(gè)功能進(jìn)行重構(gòu)，并且需要原有代碼經(jīng)過重新測(cè)試鸯匹。
解決方案：當(dāng)軟件需要變化時(shí)坊饶，盡量通過擴(kuò)展軟件實(shí)體的行為來實(shí)現(xiàn)變化，而不是通過修改已有的代碼來實(shí)現(xiàn)變化殴蓬。
開閉原則是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則匿级，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)了染厅，它只告訴我們對(duì)擴(kuò)展開放痘绎，對(duì)修改關(guān)閉，可是到底如何才能做到對(duì)擴(kuò)展開放肖粮，對(duì)修改關(guān)閉孤页，并沒有明確的告訴我們。以前涩馆，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”行施，我會(huì)覺的他什么都沒說允坚，但貌似又什么都說了。因?yàn)殚_閉原則真的太虛了蛾号。
在仔細(xì)思考以及仔細(xì)閱讀很多設(shè)計(jì)模式的文章后稠项，終于對(duì)開閉原則有了一點(diǎn)認(rèn)識(shí)。其實(shí)鲜结，我們遵循設(shè)計(jì)模式前面5大原則展运，以及使用23種設(shè)計(jì)模式的目的就是遵循開閉原則。也就是說精刷，只要我們對(duì)前面5項(xiàng)原則遵守的好了拗胜，設(shè)計(jì)出的軟件自然是符合開閉原則的，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”怒允，前面5項(xiàng)原則遵守的好挤土，平均分自然就高，說明軟件設(shè)計(jì)開閉原則遵守的好误算；如果前面5項(xiàng)原則遵守的不好仰美，則說明開閉原則遵守的不好。
其實(shí)筆者認(rèn)為儿礼，開閉原則無非就是想表達(dá)這樣一層意思：用抽象構(gòu)建框架咖杂，用實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展細(xì)節(jié)。因?yàn)槌橄箪`活性好蚊夫，適應(yīng)性廣诉字，只要抽象的合理，可以基本保持軟件架構(gòu)的穩(wěn)定知纷。而軟件中易變的細(xì)節(jié)壤圃，我們用從抽象派生的實(shí)現(xiàn)類來進(jìn)行擴(kuò)展，當(dāng)軟件需要發(fā)生變化時(shí)伍绳，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乍桂，要對(duì)需求的變更有前瞻性和預(yù)見性才行冲杀。
說到這里，再回想一下前面說的5項(xiàng)原則睹酌，恰恰是告訴我們用抽象構(gòu)建框架权谁，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；里氏替換原則告訴我們不要破壞繼承體系憋沿；依賴倒置原則告訴我們要面向接口編程旺芽；接口隔離原則告訴我們?cè)谠O(shè)計(jì)接口的時(shí)候要精簡單一；迪米特法則告訴我們要降低耦合。而開閉原則是總綱采章，他告訴我們要對(duì)擴(kuò)展開放字币，對(duì)修改關(guān)閉。
最后說明一下如何去遵守這六個(gè)原則共缕。對(duì)這六個(gè)原則的遵守并不是是和否的問題，而是多和少的問題士复，也就是說图谷，我們一般不會(huì)說有沒有遵守，而是說遵守程度的多少阱洪。任何事都是過猶不及便贵，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冗荸，而需要根據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用承璃。對(duì)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)蚌本。我們用一幅圖來說明一下盔粹。
圖中的每一條維度各代表一項(xiàng)原則，我們依據(jù)對(duì)這項(xiàng)原則的遵守程度在維度上畫一個(gè)點(diǎn)程癌，則如果對(duì)這項(xiàng)原則遵守的合理的話舷嗡，這個(gè)點(diǎn)應(yīng)該落在紅色的同心圓內(nèi)部；如果遵守的差嵌莉，點(diǎn)將會(huì)在小圓內(nèi)部进萄；如果過度遵守，點(diǎn)將會(huì)落在大圓外部锐峭。一個(gè)良好的設(shè)計(jì)體現(xiàn)在圖中中鼠，應(yīng)該是六個(gè)頂點(diǎn)都在同心圓中的六邊形。
在上圖中沿癞，設(shè)計(jì)1援雇、設(shè)計(jì)2屬于良好的設(shè)計(jì)，他們對(duì)六項(xiàng)原則的遵守程度都在合理的范圍內(nèi)椎扬；設(shè)計(jì)3熊杨、設(shè)計(jì)4設(shè)計(jì)雖然有些不足，但也基本可以接受盗舰；設(shè)計(jì)5則嚴(yán)重不足晶府，對(duì)各項(xiàng)原則都沒有很好的遵守；而設(shè)計(jì)6則遵守過渡了钻趋，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)川陆。
