架构设计模式—6大设计原则

╰半夏微凉° 2024-02-20 12:25 44阅读 0赞

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架构设计模式—6大设计原则

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### 架构设计模式—6大设计原则 ###

架构设计是软件开发中非常重要的一环，良好的架构可以提高软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性。在架构设计过程中，遵循一定的设计原则可以帮助我们构建合理的架构。 本文介绍6大常用的架构设计原则，他们是：

1.  **单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）** 单一职责原则要求一个类或模块只负责完成一项职责。这样可以降低模块之间的耦合性，提高模块的内聚性，使得系统更加灵活和可维护。
2.  **开放封闭原则（Open-Closed Principle, OCP）** 开放封闭原则指的是软件实体（类、模块、函数等）在扩展时应该开放，而在修改时应该封闭。通过接口和抽象类来实现，可以让系统在不修改已有代码的情况下进行扩展。
3.  **里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）** 里氏替换原则要求子类型必须能够替换掉父类型，而不会影响程序的正确性。在使用继承时，必须确保子类可以替代父类并且能够正常工作。
4.  **依赖倒转原则（Dependency Inversion Principle, DIP）** 依赖倒转原则要求高层模块不应该依赖于低层模块，而是应该依赖于抽象。通过引入接口和依赖注入等技术，降低模块之间的耦合性，提高系统的灵活性和可维护性。
5.  **接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）** 接口隔离原则要求接口应该精简单一，不应该包含多余的方法。客户端不应该依赖于它不需要使用的接口。通过细化接口，可以降低客户端的依赖性，提高系统的灵活性。
6.  **迪米特法则（Law of Demeter, LoD）** 迪米特法则要求一个对象应该对其他对象保持最少的了解，只和朋友交流，不和陌生人说话。对象之间的耦合性越低，系统的可维护性和可扩展性越高。 以上6大设计原则是架构设计过程中常用的准则，不同的原则可以结合使用，根据具体的应用场景进行选择。遵循这些原则可以帮助我们构建高质量的软件系统。

下面是一个简单的示例代码，使用了单一职责原则和依赖倒转原则：

javaCopy code// 单一职责原则示例
    public class User {
        private String name;
        private String email;
        public User(String name, String email) {
            this.name = name;
            this.email = email;
        }
        // 省略其他属性的getter和setter方法
        public void sendEmail(String message) {
            EmailService emailService = new EmailService();
            emailService.sendEmail(this.email, message);
        }
    }
    // EmailService负责邮件发送的逻辑
    public class EmailService {
        public void sendEmail(String emailAddress, String message) {
            // 发送邮件的实现逻辑，这里省略具体实现
        }
    }
    // 依赖倒转原则示例
    public interface NotificationService {
        void sendNotification(String message);
    }
    public class EmailNotificationService implements NotificationService {
        @Override
        public void sendNotification(String message) {
            // 发送邮件通知的实现逻辑，这里省略具体实现
        }
    }
    public class SMSNotificationService implements NotificationService {
        @Override
        public void sendNotification(String message) {
            // 发送短信通知的实现逻辑，这里省略具体实现
        }
    }
    public class NotificationManager {
        private NotificationService notificationService;
        public NotificationManager(NotificationService notificationService) {
            this.notificationService = notificationService;
        }
        public void sendNotification(String message) {
            notificationService.sendNotification(message);
        }
    }

在上面的示例中，`User` 类负责用户信息的管理，同时也负责向用户发送邮件。根据单一职责原则，`User` 类只负责完成用户信息管理的职责，具体的邮件发送逻辑交由 `EmailService` 类来实现。 另外，`NotificationManager` 类是一个通知管理器，根据依赖倒转原则，它依赖于 `NotificationService` 接口而不是具体的实现类。这样，我们可以通过传递不同的实现类（如 `EmailNotificationService` 或 `SMSNotificationService`）来实现不同的通知方式。这样做可以降低代码的耦合性，提高系统的灵活性。

下面是一个简单示例代码，使用了开放封闭原则：

javaCopy codepublic interface Shape {
        double calculateArea();
    }
    public class Rectangle implements Shape {
        private double width;
        private double height;
        public Rectangle(double width, double height) {
            this.width = width;
            this.height = height;
        }
        @Override
        public double calculateArea() {
            return width * height;
        }
    }
    public class Circle implements Shape {
        private double radius;
        public Circle(double radius) {
            this.radius = radius;
        }
        @Override
        public double calculateArea() {
            return Math.PI * radius * radius;
        }
    }
    public class AreaCalculator {
        public double calculateTotalArea(List<Shape> shapes) {
            double totalArea = 0;
            for (Shape shape : shapes) {
                totalArea += shape.calculateArea();
            }
            return totalArea;
        }
    }

在上面的示例中，我们定义了一个 `Shape` 接口，它包含了一个 `calculateArea` 方法来计算形状的面积。然后我们创建了两个形状的实现类 `Rectangle` 和 `Circle`，它们都实现了 `Shape` 接口并提供了自己的面积计算逻辑。 接下来，我们创建了一个 `AreaCalculator` 类，它包含了一个 `calculateTotalArea` 方法，该方法接受一个 `List<Shape>` 参数，用于计算给定形状列表的总面积。这里的关键是，`AreaCalculator` 类对于形状的具体实现类是封闭的，不需要修改该类的代码。当我们需要添加新的形状时，只需创建新的实现类并实现 `Shape` 接口即可，无需修改 `AreaCalculator` 类。 例如，如果我们想添加一个新的形状，比如三角形，我们只需创建一个新的 `Triangle` 类并实现 `Shape` 接口即可，不需要修改 `AreaCalculator` 类的代码。这样就符合了开放封闭原则，系统对于扩展是开放的，对于修改是封闭的。这样设计的好处是，我们可以方便地添加新的形状，而不会影响到已有的代码功能。