软件设计七大原则
开闭原则
依赖倒置原则
SRE实战 互联网时代守护先锋，助力企业售后服务体系运筹帷幄！一键直达领取阿里云限量特价优惠。单一职责原则
接口隔离原则
迪米特法则（最少知道原则）
里氏替换原则
合成/复用原则（组合/复用原则）
1、开闭原则
定义：一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放，对修改关闭。
用抽象构建框架，用实现扩展细节
优点：提高软件系统的可复用性和可维护性
核心思想：面向抽象编程
如下例：
在慕课网上有课程类。
用JavaCourse中实现了接口的三个方法。
此时我们直接在test中输出信息即可。
如果在后期开发中我们需要上线一个打折的新功能，那么代码写在哪里呢？
首先肯定不能在接口中，如果在接口中定义了一个新的方法，那么实现了该接口的所有类都要重写一个新方法，在实现类较多的情况下这样的代码就很臃肿。
其次也不能在JavaCourse中，因为在实现类上写了一个新的方法，那么这个实现类可以用，但是接口的契约就弱化了（没有做到和接口方法高度一致）。同时也会出现上述的代码臃肿问题。
最好的方法是重新扩展一个子类JavaDiscountCourse，在子类中写一个折扣方法。然后在应用层修改代码，将实体类转换成新的子类。在应用层使用强转就可以使用icourse中没有定义的方法，同时因为只做了额外扩展，而没有对原来的代码（除应用层外）进行任何修改，影响范围小。
提高了可复用性和稳定性（统一团队的其他程序员就不需要再研究原代码进行了什么改变）。
以上过程就是对扩展开放，对修改关闭。
开闭原则
public interface ICourse {
Integer getId();
String getName();
Double getPrice();
}
public class JavaCourse implements ICourse{
private Integer Id;
private String name;
private Double price;
public JavaCourse(Integer id, String name, Double price) {
this.Id = id;
this.name = name;
this.price = price;
}
public Integer getId() {
return this.Id;
}
public String getName() {
return this.name;
}
public Double getPrice() {
return this.price;
}
}
public class JavaDiscountCourse extends JavaCourse {
public JavaDiscountCourse ( Integer id, String name, Double price ) {
super(id, name, price);
}
public Double getDiscountPrice () {
return super.getPrice() * 0.8;
}
}
public class Test {
public static void main ( String[] args ) {
ICourse iCourse = new JavaDiscountCourse(96, "Java从零到企业级电商开发", 348d);
JavaDiscountCourse javaCourse = (JavaDiscountCourse) iCourse;
System.out.println("课程ID:" + javaCourse.getId() + " 课程名称:" + javaCourse.getName() + " 课程原价:" + javaCourse.getPrice() + " 课程折后价格:" + javaCourse.getDiscountPrice() + "元");
}
}
2、依赖倒置原则
定义：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
针对接口编程，不要针对实现编程
优点：可以减少类间的耦合性、提高系统稳定性，提高代码可读性和可维护性，可降低修改程序所造成的风险
如下例：
假设现在我们有个类叫做Geely
Geely现在要在慕课网上学习前端课程与Java课程。如果我们直接在Geely类里面写学习的具体方法的话，这意味这我们在后续学习新的课程的过程中每次都要添加新的方法。我们在实现类上编程，这个实现类就需要经常做修改，可扩展性差。
我们在Test类里面调用Geely方法，Test是应用层，而Geely是实现层。根据依赖倒置原则，高层次不应该去依赖低层次模块。
改善方法就是引入抽象。
public class Geely {
public void setiCourse ( ICourse iCourse ) {
this.iCourse = iCourse;
}
private ICourse iCourse;
public void studyImoocCourse () {
iCourse.studyCourse();
}
}
public interface ICourse {
void studyCourse ();
}
public class FECourse implements ICourse {
@Override
public void studyCourse () {
System.out.println("Geely在学习FE课程");
}
}
public class JavaCourse implements ICourse {
@Override
public void studyCourse () {
System.out.println("Geely在学习Java课程");
}
}
public class PythonCourse implements ICourse {
@Override
public void studyCourse () {
System.out.println("Geely在学习Python课程");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Geely geely = new Geely();
geely.setiCourse(new JavaCourse());
geely.studyImoocCourse();
geely.setiCourse(new FECourse());
geely.studyImoocCourse();
}
}
OutPut:
Geely在学习Java课程
Geely在学习FE课程
在上面的这个代码例子中，Geely中的setiCourse方法设置好Geely要学什么课程，这是由传参的类型决定的。而传什么参这决定于在Test中我们传什么参，也就是说在应用层决定。
这是典型的高层次自己决定传入什么参，而没有去依赖低层次，由低层次自己决定。
当我们在需要一个学习一个新的课程的时候，直接在低层次中扩展新类（比如这里的Python课程），而不需要动Geely，遵守了开闭原则。这在开发和维护的过程中就减少了代码的修改难度。
在上述代码中当我们需要新添一个课程的时候，我们直接依赖于ICourse接口，实现这个接口造新类。也就是说扩展类面向接口编程，而不是去面向具体的实现类编程。
这就做到了Geely和Test之间是解耦的。
为什么不直接在Geely中使用构造器，在构造器中传入想要学习什么样的课程呢？
这是因为如果我们使用构造方法注入参数的时候，当Geely想要学习别的课程的时候就需要再创建一个新的实例对象。所以我们这里使用 setiCourse( ICourse XXX ) 的方式来注入参数，这样就不需要再创建出新的实例了。
3、单一职责原则
定义：不要存在多于一个导致类变更的原因
一个类/接口/方法只负责一项职责
优点：降低类的复杂度、提高类的可读性，提高系统的可维护性、降低变更引起的风险
如下例：
在一开始定义的Bird类中，鸟的移动方式，一般都是用翅膀飞。但是鸵鸟使用脚走。如果想在一个单一方法里面输出所有鸟的移动方式，就要进行判断，如下面的Bird类所示。
可是这样如果要添加进入其他的鸟类怎么办呢？这就犯了没有遵守单一原则的错误了。
我们可以设计两个类，一个只负责输出行走的鸟类，另一个只负责输出用翅膀飞的鸟类。例如下面的FlyBird与WalkBird。
public class Bird {
public void mainMoveMode(String birdName){
if("鸵鸟".equals(birdName)){
System.out.println(birdName+"用脚走");
}else{
System.out.println(birdName+"用翅膀飞");
}
}
}
public class FlyBird {
public void mainMoveMode(String birdName){
System.out.println(birdName+"用翅膀飞");
}
}
public class WalkBird {
public void mainMoveMode(String birdName){
System.out.println(birdName+"用脚走");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// Bird bird = new Bird();
// bird.mainMoveMode("大雁");
// bird.mainMoveMode("鸵鸟");
FlyBird flyBird = new FlyBird();
flyBird.mainMoveMode("大雁");
WalkBird walkBird = new WalkBird();
walkBird.mainMoveMode("鸵鸟");
}
}
OutPut：
大雁用翅膀飞
鸵鸟用脚走
使用课程来举例：
在一开始的ICourse接口中，具有获取课程名字，获取课程录像等课程内容职责，同时也有refundCoure（课程退款）这样的课程管理职责。如果我们进行了课程退款，那我们再使用这个接口进行课程管理就会出现错误。
这就出现了一个职责运行后干扰到了另一个职责的运行，是我们采取单一职责原则所要避免出现的情况。
因此我们后面分别创建了课程管理接口以及课程内容接口，这是接口级别的单一职责。
public interface ICourse {
String getCourseName();
byte[] getCourseVideo();
void studyCourse();
void refundCourse();
}
public interface ICourseContent {
String getCourseName();
byte[] getCourseVideo();
}
public interface ICourseManager {
void studyCourse();
void refundCourse();
}
public class CourseImpl implements ICourseManager,ICourseContent {
@Override
public void studyCourse() {
}
@Override
public void refundCourse() {
}
@Override
public String getCourseName() {
return null;
}
@Override
public byte[] getCourseVideo() {
return new byte[0];
}
}
下面是方法级别的单一职责：
将更新地址与更新名字写成了两个方法。
下面还有一个传入boolean类型的更新方法，这个看起来代码少了，但是还是建议拆开，因为从这个参数就不能很好地反推出这个方法的目的。
public class Method {
private void updateUserInfo(String userName,String address){
userName = "geely";
address = "beijing";
}
private void updateUserInfo(String userName,String... properties){
userName = "geely";
// address = "beijing";
}
private void updateUsername(String userName){
userName = "geely";
}
private void updateUserAddress(String address){
address = "beijing";
}
private void updateUserInfo(String userName,String address,boolean bool){
if(bool){
//todo something1
}else{
//todo something2
}
userName = "geely";
address = "beijing";
}
}
4、接口隔离原则
定义：用多个专门的接口，而不使用单一的总接口，客户端不应该依赖它不需要的接口。
一个类对一个类对依赖应该建立在最小的接口上。
建立单一接口，不要建立庞大臃肿的接口。
尽量细化接口，接口中的方法尽量少。
注意适度原则，一定要适度。
优点：符合我们常说的高内聚低耦合的设计思想，从而使得类具有很好的可读性、可扩展性和可维护性。
如下例：
现在我们有了一个IAnimalAction接口，里面有eat、fly、swim三个方法。现在又有一个Dog类。如果我们选择用Dog实现IAnimalAction，那么Dog会飞吗？答案是显然的。fly方法注定只能是一个空方法。这就是接口里面声明的东西过多。
这时候我们把这三个方法分别列出三个接口，针对不同的Animal实现不同的接口，就不会出现这样的问题。
public interface IAnimalAction {
void eat();
void fly();
void swim();
}
public class Bird implements IAnimalAction {
@Override
public void eat() {
}
@Override
public void fly() {
}
@Override
public void swim() {
}
}
public interface IEatAnimalAction {
void eat();
}
public interface IFlyAnimalAction {
void fly();
}
public interface ISwimAnimalAction {
void swim();
}
public class Dog implements ISwimAnimalAction,IEatAnimalAction {
@Override
public void eat() {
}
@Override
public void swim() {
}
}
5、迪米特原则
定义：一个对象应该对其他对象保持最少的了解。又叫最少知道原则。
尽量降低类与类之间的耦合
优点：降低类之间的耦合
强调只和朋友交流，不和陌生人说话。
朋友：出现在成员变量、方法的输入、输出参数中的类称为成员朋友类，而出现在方法体内部的类不属于朋友类。
如下例：
我们现在有两个类，Boss和TeamLeader.
Boss向TeamLeader下命令查清楚当前网站上课程的数量。
那么TeamLeader对于Boss来讲就是 成员朋友类 。
但是Course不是，所以没必要在Boss里面出现Course类的对象。
统计Course是由TeamLeader类来操作的，所以在TeamLeader里面引入Course对象。
public class Boss {
public void commandCheckNumber ( TeamLeader teamLeader ) {
teamLeader.checkNumberOfCourses();
}
}
public class Course {
}
public class TeamLeader {
public void checkNumberOfCourses () {
List <Course> courseList = new ArrayList <Course>();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
courseList.add(new Course());
}
System.out.println("在线课程的数量是：" + courseList.size());
}
}
public class Test {
public static void main ( String[] args ) {
Boss boss = new Boss();
TeamLeader teamLeader = new TeamLeader();
boss.commandCheckNumber(teamLeader);
}
}
6、里氏替换原则
定义：如果对每一个类型为T1的对象o1，都有类型为T2的对象o2，使得以T1定义的所有程序p在所有的对象o1都替换成o2时，程序p的行为没有发生变化，那么类型T2就是类型T1的子类型。
定义扩展：一个软件实体如果适用一个父类的话，那一定适用其子类，所有引用父类的地方必须能透明地使用其子类对象，子类对象能够替换父类对象，而程序逻辑不变。
引申意义：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。
含义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。
含义2:子类可以增加自己特有的方法。
含义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/入参）要比父类方法的输入参数更宽松。
含义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（即方法的输出/返回值）要比父类更严格或相等。
优点1：约束继承泛滥，开闭原则的一种体现。
优点2：加强程序的健壮性，同时变更时也可以做到非常好的兼容性。提高程序的维护性、扩展性。降低需求变更时引入的风险。
7、合成（组合）/聚合复用原则
定义：尽量使用对象组合/聚合，而不是继承关系达到软件复用的目的。
聚合has-a和组合contains-a
优点：可以使系统更加灵活，降低类与类之间的耦合度，一个类的变化对其他类造成的影响相对较少。
何时使用合成/聚合、继承
聚合has-a、组合contains-a、继承is-a
public abstract class DBConnection {
// public String getConnection(){
// return "MySQL数据库连接";
// }
public abstract String getConnection();
}
public class MySQLConnection extends DBConnection {
@Override
public String getConnection() {
return "MySQL数据库连接";
}
}
public class PostgreSQLConnection extends DBConnection {
@Override
public String getConnection() {
return "PostgreSQL数据库连接";
}
}
public class ProductDao{
private DBConnection dbConnection;
public void setDbConnection(DBConnection dbConnection) {
this.dbConnection = dbConnection;
}
public void addProduct(){
String conn = dbConnection.getConnection();
System.out.println("使用"+conn+"增加产品");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ProductDao productDao = new ProductDao();
productDao.setDbConnection(new PostgreSQLConnection());
productDao.addProduct();
}
}
