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设计模式之一 六大基本原理

前言

设计模式是一种优化软件设计中代码结构的经验,说白了就是可以提高代码的健壮性。
还是大三学的,当时忙于考研,课程几乎没听,但苦于这玩意用途还挺广,所以这里继续捡起。

原则

单一职责原则(类和方法,接口)

单一职责原则(Single Responsibility Principle,SRP)又称单一功能原则。这里的职责是指类变化的原因,单一职责原则规定一个类应该有且仅有一个引起它变化的原因,否则类应该被拆分(There should never be more than one reason for a class to change)。

该原则提出对象不应该承担太多职责,如果一个对象承担了太多的职责,至少存在以下两个缺点:

1、一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类实现其他职责的能力;
2、当客户端需要该对象的某一个职责时,不得不将其他不需要的职责全都包含进来,从而造成冗余代码或代码的浪费。

符合该原则的设计模式有:工厂方法模式、生成器模式、适配器模式、桥接模式、装饰模式、责任链模式、命令模式、迭代器模式、状态原则、访问者模式

违背该原则的设计模式有:单例模式

开闭原则 (扩展开放,修改关闭)

开闭原则的实现方法:可以通过“抽象约束、封装变化”来实现开闭原则,即通过接口或者抽象类为软件实体定义一个相对稳定的抽象层,而将相同的可变因素封装在相同的具体实现类中。

因为抽象灵活性好,适应性广,只要抽象的合理,可以基本保持软件架构的稳定。而软件中易变的细节可以从抽象派生来的实现类来进行扩展,当软件需要发生变化时,只需要根据需求重新派生一个实现类来扩展就可以了

符合该原则的设计模式有:工厂方法模式、适配器模式、桥接模式、组合模式、代理模式、责任链模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、状态原则、策略原则、访问者模式

里氏替换原则(基类和子类之间的关系)

里氏替换原则通俗来讲就是:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。也就是说:子类继承父类时,除添加新的方法完成新增功能外,尽量不要重写父类的方法。

根据上述理解,对里氏替换原则的定义可以总结如下:

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(即方法的输入参数)要比父类的方法更宽松
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(即方法的的输出/返回值)要比父类的方法更严格或相等

违背该原则的设计模式有:模板方法模式

依赖倒置原则(依赖抽象接口,而不是具体对象)

依赖倒置原则是实现开闭原则的重要途径之一,它降低了客户与实现模块之间的耦合。

由于在软件设计中,细节具有多变性,而抽象层则相对稳定,因此以抽象为基础搭建起来的架构要比以细节为基础搭建起来的架构要稳定得多。这里的抽象指的是接口或者抽象类,而细节是指具体的实现类。

使用接口或者抽象类的目的是制定好规范和契约,而不去涉及任何具体的操作,把展现细节的任务交给它们的实现类去完成。

依赖倒置原则的目的是通过要面向接口的编程来降低类间的耦合性,所以我们在实际编程中只要遵循以下4点,就能在项目中满足这个规则。

每个类尽量提供接口或抽象类,或者两者都具备。

1、变量的声明类型尽量是接口或者是抽象类。
2、任何类都不应该从具体类派生。
3、使用继承时尽量遵循里氏替换原则。

接口隔离原则(接口按照功能细分)

接口隔离原则(Interface Segregation Principle,ISP)要求程序员尽量将臃肿庞大的接口拆分成更小的和更具体的接口,让接口中只包含客户感兴趣的方法。

2002 年罗伯特·C.马丁给“接口隔离原则”的定义是:客户端不应该被迫依赖于它不使用的方法(Clients should not be forced to depend on methods they do not use)。该原则还有另外一个定义:一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上(The dependency of one class to another one should depend on the smallest possible interface)。

以上两个定义的含义是:要为各个类建立它们需要的专用接口,而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。

接口隔离原则和单一职责都是为了提高类的内聚性、降低它们之间的耦合性,体现了封装的思想,但两者是不同的:

1、单一职责原则注重的是职责,而接口隔离原则注重的是对接口依赖的隔离。
2、单一职责原则主要是约束类,它针对的是程序中的实现和细节;接口隔离原则主要约束接口,主要针对抽象和程序整体框架的构建。

迪米特法则 (类与类之间的亲疏关系)

迪米特法则的定义是:只与你的直接朋友交谈,不跟“陌生人”说话(Talk only to your immediate friends and not to strangers)。其含义是:如果两个软件实体无须直接通信,那么就不应当发生直接的相互调用,可以通过第三方转发该调用。其目的是降低类之间的耦合度,提高模块的相对独立性。

迪米特法则中的“朋友”是指:当前对象本身、当前对象的成员对象、当前对象所创建的对象、当前对象的方法参数等,这些对象同当前对象存在关联、聚合或组合关系,可以直接访问这些对象的方法。

所以,在运用迪米特法则时要注意以下 6 点。
1、在类的划分上,应该创建弱耦合的类。类与类之间的耦合越弱,就越有利于实现可复用的目标。
2、在类的结构设计上,尽量降低类成员的访问权限。
3、在类的设计上,优先考虑将一个类设置成不变类。
4、在对其他类的引用上,将引用其他对象的次数降到最低。
5、不暴露类的属性成员,而应该提供相应的访问器(set 和 get 方法)。
6、谨慎使用序列化(Serializable)功能

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