软件设计原则

淡淡的烟草味﹌ 2023-09-28 18:37 61阅读 0赞

#### 目录 ####

*  1.开闭原则
 *  2.里氏代换原则
 *  3.依赖倒转原则
 *  4.接口隔离原则
 *  5.迪米特法则
 *  6.合成复用原则

## 1.开闭原则 ##

**官方解释：对扩展开放，对修改关闭。** 在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。

**简而言之：使用接口和抽象类，** 当需要对模块进行扩展的时候，只需要新增一些实现类就能实现。

**分析：** 我现在有个动物叫声的接口：*AnimalCalls* ，现在我这个模块有猫的叫声和狗的叫声。  
![4639017e73754e4da708eecf464acce5.png][]  
而现在，我想要向这个模块中加入兔子的叫声，我只需要新加一个实体类 *Rabbit* 去继承 *AnimalCalls* 并重写一下 *call()* 就可实现，只是在 *AnimalCalls* 的 *call()* 上去进行了扩展，并没有改写 *call()* 的内容（因为它是一个抽象方法，没有内容![1e654732b897441a8c499a60fe3dd696.png][]）。

## 2.里氏代换原则 ##

**官方解释：任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。**

**简而言之：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。** 就是子类尽量别去重写父类的方法，这样就能保证：父类使用的地方，子类也能使用，因为子类只是在父类的基础上新增了功能，所有子类可以使用父类的所有功能。而为了实现这种效果，就是让子类实现接口。

**分析：** 经典案例 `List<T> list = new ArrayList<>();`、`Map<T> map = new HashMap<>();`，打开源码或者查看API文档就能体会到了，这里就不做过多解释了![69087dc95a7f4431be103f5aa8d83eb9.png][]。

## 3.依赖倒转原则 ##

**官方解释：高层模块不应该依赖低层模块，两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。**

这里，来对上面提到的几个名词做一下解释：  
![a281b1e976054cd6af79010919a71b82.png][]

*  抽象——接口/抽象类。
 *  细节——实现类。

**简而言之：对抽象进行编程，而不是对实现进行编程，** 降低客户与实现模块之间的耦合度。

**分析：** 现在我要组装一件商品，他需要两种零件（A和B），而这两种零件分别有两种品牌（GuA、CastB）。那么直接用实现类实现就是这样的：  
![cfbb06f804b9404da1a97130a6179095.png][]

而现在，又有一种新的品牌（ByteA）进入市场，它比起GuA有着更低的售价，所以我决定要替换掉GuA，那么我首先得和GuA断绝联系，再使用ByteA，如下：  
![c5a3e877a8fc4bc29428a1ab0433a3ec.png][]

这样就显得过程很繁琐。

那来看一下使用接口的方案：  
![079e2bf9d44b4f0b81efe6003ded20bc.png][]

这样，就能很轻松地根据市场行情切换我想要使用的零件品牌![2a406943f8584e71a2ce9d9054ff46df.png][]。

## 4.接口隔离原则 ##

**官方解释：不应强迫客户端依赖它不使用的方法。**

**简而言之：使接口的行为单一，** 也就是一个接口只专注于一个功能（一个方法，或者没有方法）。

**分析：** 经典案例：

*  `java.io.Serializable` 这个接口啥方法都没有，它的作用就是证明实现它的实体类可以进行序列化
 *  `java.lang.Comparable` 这个接口就只有一个方法`compareTo`，只专注于实体类的排序
 *  `java.lang.Cloneable` 这个接口没有方法，它的作用就是声明实现类可以调用`Object.clone()`对实体类的实例进行克隆

好了，看完这三个经典案例，想必大家就已经了然于心了![f45e23dbb5e142b7a43135a06801d6ec.png][]。

## 5.迪米特法则 ##

**官方解释：一个类对于其他类知道的越少越好，** 一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解，只和朋友通信，不和陌生人说话。

这里，来对上面提到的几个名词做一下解释：

*  朋友：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。  
    ![f5034328ab4d47bf9a1620a1a2326a4b.png][]

**简而言之：** 一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解，只和朋友通信，不和陌生人说话。其目的是降低类之间的耦合度，提高模块的相对独立性。

**分析：** 房主把房子交给中介，让中介与租户联系实现房屋出租就能很好解释这个法则：  
![798772536566419fa1727d1932870805.png][]  
![4914b6a8efdd48f090e3c82315570fb9.png][]  
![3f8cb9ccc47544debd25fd008d0dc0ac.png][]  
上述案例的具体实现可观看我的博客：[代理模式（静态代理、jdk动态代理、CGLib动态代理）][jdk_CGLib]，好的，这一段就到这里吧![85722fe6d8fc459fafee7112f861a2ff.png][]。

## 6.合成复用原则 ##

**官方解释：尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现，其次才考虑使用继承关系来实现。**

**简而言之：** 继承具有很多缺点，建议使用组合或聚合。

*  继承的缺点：
    
     *  破坏了类的封装性：因为继承会将父类的实现细节暴露给子类，父类对子类是透明的
     *  父子耦合度高：父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化，这不利于类的扩展与维护
     *  限制了复用的灵活性：从父类继承而来的实现是静态的，在编译时已经定义，所以在运行时不可能发生变化
 *  组合或聚合的优点：
    
     *  维持了类的封装性：因为成分对象的内部细节是新对象看不见的
     *  对象间的耦合度低：可以在类的成员位置声明抽象
     *  复用的灵活性高：这种复用可以在运行时动态进行，新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象

**分析：**

*  汽车按“动力源”划分可分为汽油汽车、电动汽车等；按“颜色”划分可分为白色汽车、黑色汽车和红色汽车等。如果同时考虑这两种分类，其组合就很多。类图如下：  
    ![767bc6eff85640f1bd15535fd697bbcc.png][]

从上面类图我们可以看到使用继承复用产生了很多子类，如果现在又有新的动力源或者新的颜色的话，就需要再定义新的类。我们试着将继承复用改为聚合复用看一下：  
![1088b4b5018e4936b02ff4087e37c805.png][]

上述案例的具体实现代码可以去看这篇文章：[设计原则之合成复用原则][Link 1]，这里我就懒得写了![31fddd3011a54862985afd303c6e6457.png][]。

[4639017e73754e4da708eecf464acce5.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/4639017e73754e4da708eecf464acce5.png
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[jdk_CGLib]: https://blog.csdn.net/m0_54355172/article/details/124538224
[85722fe6d8fc459fafee7112f861a2ff.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/85722fe6d8fc459fafee7112f861a2ff.png
[767bc6eff85640f1bd15535fd697bbcc.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/767bc6eff85640f1bd15535fd697bbcc.png
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[Link 1]: https://blog.csdn.net/atu1111/article/details/105360942
[31fddd3011a54862985afd303c6e6457.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/31fddd3011a54862985afd303c6e6457.png