写代码就像建楼房一样，要考虑到它后期是否以扩建房间，是否方便等；而在编写软件的过程中，程序员面临着来自耦合性，内聚性以及可维护性，可扩展性，重用性，灵活性等多方面挑战，设计模式为了让程序，具有更好：
设计模式常用的七大原则：
1.单一职责原则
2.接口隔离原则
3.依赖倒转（倒置）原则
4.里氏替换原则
5.开闭原则
6.迪米特法则
7.合成复用原则
介绍
对类来说，即一个类应该只负责一种功能
交通工具案例1
/*方案一：在vehicl类中的run方法中，违反了单一职责原则
改进方法：根据交通工具分成不同的类
*/
public class tools {
public static void main(String[] args) {
vehicle vehicle = new vehicle();
vehicle.run("摩托车");
vehicle.run("汽车");
vehicle.run("飞机");
vehicle.run("轮船");
}
}
class vehicle{
public void run(String vehicle){
System.out.println(vehicle+"在公路上运行...");
}
}
运行结果：
摩托车在公路上运行...
汽车在公路上运行...
飞机在公路上运行...
轮船在公路上运行...
交通工具案例2
/*
1.遵守单一职责原则
2.这样的改动较大，增加新的功能时，需要增加一个类，同时还要修改客户端
改进方法：直接修改Vehicle类，改动的代码较少，见案例3
*/
public class tools1 {
public static void main(String[] args) {
Roadvehicle roadvehicle = new Roadvehicle();
roadvehicle.run("摩托车");
roadvehicle.run("汽车");
Airvehicle airvehicle = new Airvehicle();
airvehicle.run("飞机");
Watervehicle watervehicle = new Watervehicle();
watervehicle.run("轮船");
}
}
class Roadvehicle{
public void run(String vehicle){
System.out.println(vehicle+"在公路上运行...");
}
}
class Airvehicle{
public void run(String vehicle){
System.out.println(vehicle+"在空中运行...");
}
}
class Watervehicle{
public void run(String vehicle){
System.out.println(vehicle+"在水中运行");
}
}
交通工具案例3
/*
1.只需要增加方法，不需要对原来的类修改
2.此方法虽然没有在类这个级别上遵守单一职责原则，但是在方法上
仍然遵守单一职责原则
*/
public class tools3 {
public static void main(String[] args) {
Vehicle vehicle=new Vehicle();
vehicle.Roadrun("汽车");
vehicle.Roadrun("摩托车");
vehicle.Airrun("飞机");
vehicle.Waterrun("轮船");
}
}
class Vehicle{
public void Roadrun(String vehicle){
System.out.println(vehicle+"在公路上运行...");
}
public void Airrun(String vehicle){
System.out.println(vehicle+"在空中运行...");
}
public void Waterrun(String vehicle){
System.out.println(vehicle+"在水中运行...");
}
}
客户端不应改依赖它不需要的接口，即一个类对另一个类的依赖应建立在最小的接口上
类A通过Interface1依赖B，类C通过Interface1依赖B
接口隔离原则案例
/*
UML类图中，要求A只使用接口的1、2、3方法，C使用接口的4、5方法。
此案例虽然完成了题目要求，但我可不可以只重写我要使用的方法呢，不需要使用的方法不需要重写
不符合端口隔离
*/
public class Segregatonl {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
A a = new A();
a.depend1(new B());
a.depend3(new B());
a.depend1(new B());
C c = new C();
c.depend1(new D());
c.depend4(new D());
c.depend5(new D());
}
}
//接口
interface Interface1 {
void operation1();
void operation2();
void operation3();
void operation4();
void operation5();
}
class B implements Interface1 {
public void operation1() {
System.out.println("B 实现了 operation1");
}
public void operation2() {
System.out.println("B 实现了 operation2");
}
public void operation3() {
System.out.println("B 实现了 operation3");
}
public void operation4() {
System.out.println("B 实现了 operation4");
}
public void operation5() {
System.out.println("B 实现了 operation5");
}
}
class D implements Interface1 {
public void operation1() {
System.out.println("D 实现了 operation1");
}
public void operation2() {
System.out.println("D 实现了 operation2");
}
public void operation3() {
System.out.println("D 实现了 operation3");
}
public void operation4() {
System.out.println("D 实现了 operation4");
}
public void operation5() {
System.out.println("D 实现了 operation5");
}
}
class A { //A 类通过接口Interface1 依赖(使用) B类，但是只会用到1,2,3方法
public void depend1(Interface1 i) {
i.operation1();
}
public void depend2(Interface1 i) {
i.operation2();
}
public void depend3(Interface1 i) {
i.operation3();
}
}
class C { //C 类通过接口Interface1 依赖(使用) D类，但是只会用到1,4,5方法
public void depend1(Interface1 i) {
i.operation1();
}
public void depend4(Interface1 i) {
i.operation4();
}
public void depend5(Interface1 i) {
i.operation5();
}
}
案例接口原则改进
/*
将接口Interface1 拆分为独立的几个接口，类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则
将接口接口1拆分为独立的几个接口，类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系.也就是采用接口隔离原则
*/
public class Segregatonl {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
// 使用一把
A a = new A();
a.depend1(new B()); // A类通过接口去依赖B类
a.depend2(new B());
a.depend3(new B());
C c = new C();
c.depend1(new D()); // C类通过接口去依赖(使用)D类
c.depend4(new D());
c.depend5(new D());
}
}
// 接口1
interface Interface1 {
void operation1();
}
// 接口2
interface Interface2 {
void operation2();
void operation3();
}
// 接口3
interface Interface3 {
void operation4();
void operation5();
}
class B implements Interface1, Interface2 {
public void operation1() {
System.out.println("B 实现了 operation1");
}
public void operation2() {
System.out.println("B 实现了 operation2");
}
public void operation3() {
System.out.println("B 实现了 operation3");
}
}
class D implements Interface1, Interface3 {
public void operation1() {
System.out.println("D 实现了 operation1");
}
public void operation4() {
System.out.println("D 实现了 operation4");
}
public void operation5() {
System.out.println("D 实现了 operation5");
}
}
class A { // A 类通过接口Interface1,Interface2 依赖(使用) B类，但是只会用到1,2,3方法
public void depend1(Interface1 i) {
i.operation1();
}
public void depend2(Interface2 i) {
i.operation2();
}
public void depend3(Interface2 i) {
i.operation3();
}
}
class C { // C 类通过接口Interface1,Interface3 依赖(使用) D类，但是只会用到1,4,5方法
public void depend1(Interface1 i) {
i.operation1();
}
public void depend4(Interface3 i) {
i.operation4();
}
public void depend5(Interface3 i) {
i.operation5();
}
}
基本介绍
（1)高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象
（2)抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象
（3)依赖倒转(倒置)的中心思想是面向接口编程
（4)依赖倒转原则是基于这样的设计理念:相对于细节的多变性，抽象的东西要稳定的多。以抽象为基础搭建的架构比以细节为基础的架构要稳定的多。在java中，抽象指的是接口或抽象类，细节就是具体的实现类
（5) 使用接口或抽象类的目的是制定好规范，而不涉及任何具体的操作，把展现细节的任务交给他们的实现类去完
成
依赖倒转案例
/*
完成Person接收消息的功能
1. 简单，比较容易想到
2. 如果我们获取的对象是 微信，短信等等，则新增类，同时Perons也要增加相应的接收方法
3. 解决思路：引入一个抽象的接口IReceiver, 表示接收者, 这样Person类与接口IReceiver发生依赖
因为Email, WeiXin 等等属于接收的范围，他们各自实现IReceiver 接口就ok, 这样我们就符号依赖倒转原则
*/
public class DependecyInversion {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.receive(new Email());
}
}
class Email {
public String getInfo() {
return "电子邮件信息: hello,world";
}
}
class Person {
public void receive(Email email ) {
System.out.println(email.getInfo());
}
}
依赖倒转案例改进方式1
public class DependecyInversion {
public static void main(String[] args) {
//客户端无需改变
Person person = new Person();
person.receive(new Email());
person.receive(new WeiXin());
}
}
//定义接口
interface IReceiver {
public String getInfo();
}
class Email implements IReceiver {
public String getInfo() {
return "电子邮件信息: hello,world";
}
}
//增加微信
class WeiXin implements IReceiver {
public String getInfo() {
return "微信信息: hello,ok";
}
}
//改进方式1
class Person {
//这里我们是对接口的依赖
public void receive(IReceiver receiver ) {
System.out.println(receiver.getInfo());
}
}
依赖倒转案例改进方式2
public class DependencyPass {
public static void main(String[] args) {
ChangHong changHong = new ChangHong();
//通过构造器进行依赖传递
OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose(changHong);
openAndClose.open();
}
}
// 方式2: 通过构造方法依赖传递
interface IOpenAndClose {
public void open(); //抽象方法
}
interface ITV { //ITV接口
public void play();
}
class ChangHong implements ITV {
@Override
public void play() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("长虹电视机，打开");
}
class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
public ITV tv; //成员
public OpenAndClose(ITV tv){ //构造器 ITV tv = new changhong
this.tv = tv;
}
public void open(){
this.tv.play(); // this.changhong.play()
}
依赖倒转改进方式3
public class DependencyPass {
public static void main(String[] args) {
ChangHong changHong = new ChangHong();
//通过setter方法进行依赖传递
OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
openAndClose.setTv(changHong);
openAndClose.open();
}
}
interface IOpenAndClose {
public void open(); // 抽象方法
public void setTv(ITV tv);
}
interface ITV { // ITV接口
public void play();
}
class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
private ITV tv;
public void setTv(ITV tv) {
this.tv = tv;
}
public void open() {
this.tv.play();
}
}
class ChangHong implements ITV {
@Override
public void play() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("长虹电视机，打开");
}
}
依赖倒转细节注意：
（1)低层模块尽量都要有抽象类或接口，或者两者都有，程序稳定性更好.
（2)变量的声明类型尽量是抽象类或接口，这样我们的变量引用和实际对象间，就存在一个缓冲层，利于程序扩展和
（3)继承时遵循里氏替换原则
基本介绍:
父类中已经写好的方法实际上是一种规范
如果多个子类继承父类，那么当父类修改时，就要考虑到所有的子类
里氏替换原则案例
public class Liskov {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
A a = new A();
System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
System.out.println("-----------------------");
B b = new B();
System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11-3
System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
}
}
// A类
class A {
// 返回两个数的差
public int func1(int num1, int num2) {
return num1 - num2;
}
}
// B类继承了A
// 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和
class B extends A {
//这里，重写了A类的方法, 可能是无意识
public int func1(int a, int b) {
return a + b;
}
public int func2(int a, int b) {
return func1(a, b) + 9;
}
}
里氏替换案例改进
public class Liskov {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
A a = new A();
System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
System.out.println("-----------------------");
B b = new B();
//因为B类不再继承A类，因此调用者，不会再func1是求减法
//调用完成的功能就会很明确
System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11+3
System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));// 1+8
System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
//使用组合仍然可以使用到A类相关方法
System.out.println("11-3=" + b.func3(11, 3));// 这里本意是求出11-3
}
}
//创建一个更加基础的基类
class Base {
//把更加基础的方法和成员写到Base类
}
// A类
class A extends Base {
// 返回两个数的差
public int func1(int num1, int num2) {
return num1 - num2;
}
}
// B类继承了A
// 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和
class B extends Base {
//如果B需要使用A类的方法,使用组合关系
private A a = new A();
//这里，重写了A类的方法, 可能是无意识
public int func1(int a, int b) {
return a + b;
}
public int func2(int a, int b) {
return func1(a, b) + 9;
}
//我们仍然想使用A的方法
public int func3(int a, int b) {
return this.a.func1(a, b);
}
}
基本介绍:
(1)开闭原则(Open Closed Principle）是编程中最基础、最重要的设计原则
(2)一个软件实体如类，模块和函数应该对扩展开放(对提供方)，对修改关闭(对使用方)。用抽象构建框架，用实现扩展细节。
(3)当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化。
(4)编程中遵循其它原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则
一个画图形的功能的类图设计，如下：
开闭原则案例
/*
1)优点是比较好理解，简单易操作。
2)〉缺点是违反了设计模式的ocp 原则，即对扩展开放(提供方)，对修改关闭(使用方)。即当我们给类增加新功能的
时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码.
3)比如我们这时要新增加一个图形种类三角形，我们需要做如下修改，修改的地方较多4)代码演示
解决分析：
思路:把创建 Shape类做成抽象类，并提供一个抽象的draw方法，让子类去实现即可，这样我们有新的图形种类时，只需要让新的图形类继承Shape，并实现draw方法即可，使用方的代码就不需要修>满足了开闭原则，见开闭原则改进
*/
public class Ocp {
public static void main(String[] args) {
//使用看看存在的问题
GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
graphicEditor.drawShape(new Circle());
graphicEditor.drawShape(new Triangle());
}
}
//这是一个用于绘图的类 [使用方]
class GraphicEditor {
//接收Shape对象，然后根据type，来绘制不同的图形
public void drawShape(Shape s) {
if (s.m_type == 1)
drawRectangle(s);
else if (s.m_type == 2)
drawCircle(s);
else if (s.m_type == 3)
drawTriangle(s);
}
//绘制矩形
public void drawRectangle(Shape r) {
System.out.println(" 绘制矩形 ");
}
//绘制圆形
public void drawCircle(Shape r) {
System.out.println(" 绘制圆形 ");
}
//绘制三角形
public void drawTriangle(Shape r) {
System.out.println(" 绘制三角形 ");
}
}
//Shape类，基类
class Shape {
int m_type;
}
class Rectangle extends Shape {
Rectangle() {
super.m_type = 1;
}
}
class Circle extends Shape {
Circle() {
super.m_type = 2;
}
}
//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
Triangle() {
super.m_type = 3;
}
}
开闭原则案例改进
public class Ocp {
public static void main(String[] args) {
//使用看看存在的问题
GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
graphicEditor.drawShape(new Circle());
graphicEditor.drawShape(new Triangle());
graphicEditor.drawShape(new OtherGraphic());
}
}
//这是一个用于绘图的类 [使用方]
class GraphicEditor {
//接收Shape对象，调用draw方法
public void drawShape(Shape s) {
s.draw();
}
}
//Shape类，基类
abstract class Shape {
int m_type;
public abstract void draw();//抽象方法
}
class Rectangle extends Shape {
Rectangle() {
super.m_type = 1;
}
@Override
public void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 绘制矩形 ");
}
}
class Circle extends Shape {
Circle() {
super.m_type = 2;
}
@Override
public void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 绘制圆形 ");
}
}
//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
Triangle() {
super.m_type = 3;
}
@Override
public void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 绘制三角形 ");
}
}
//新增一个图形
class OtherGraphic extends Shape {
OtherGraphic() {
super.m_type = 4;
}
@Override
public void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 绘制其它图形 ");
}
}
基本介绍
（1)一个对象应该对其他对象保持最少的了解2)类与类关系越密切，耦合度越大（
3) 迪米特法则(Demeter Prineiple)又叫最少知道原则，即一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说，对于被依赖的类不管多么复杂，都尽量将逻辑封装在类的内部。对外除了提供的 public方法，不对外泄露任何信息
（4)迪米特法则还有个更简单的定义:只与直接的朋友通信
（5) 直接的朋友:每个对象都会与其他对象有耦合关系，只要两个对象之间有耦合关系，我们就说这两个对象之间是朋友关系。耦合的方式很多，依赖，关联，组合，聚合等。其中，我们称出现成员变量，方法参数，方法返回值中的类为直接的朋友，而出现在局部变量中的类不是直接的朋友。也就是说，陌生的类最好不要以局部变量的形式出现在类的内部。
迪米特法则案例
//客户端
public class Demeter1 {
public static void main(String[] args) {
//创建了一个 SchoolManager 对象
SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
//输出学院的员工id 和 学校总部的员工信息
schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
}
}
//学校总部员工类
class Employee {
private String id;
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getId() {
return id;
}
}
//学院的员工类
class CollegeEmployee {
private String id;
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getId() {
return id;
}
}
//管理学院员工的管理类
class CollegeManager {
//返回学院的所有员工
public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了10个员工到 list
CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
emp.setId("学院员工id= " + i);
list.add(emp);
}
return list;
}
}
//学校管理类
//分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
//CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则
class SchoolManager {
//返回学校总部的员工
public List<Employee> getAllEmployee() {
List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到 list
Employee emp = new Employee();
emp.setId("学校总部员工id= " + i);
list.add(emp);
}
return list;
}
//该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
//分析问题
//1. 这里的 CollegeEmployee 不是 SchoolManager的直接朋友
//2. CollegeEmployee 是以局部变量方式出现在 SchoolManager
//3. 违反了 迪米特法则
//获取到学院员工
List<CollegeEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
System.out.println("------------学院员工------------");
for (CollegeEmployee e : list1) {
System.out.println(e.getId());
}
//获取到学校总部员工
List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
System.out.println("------------学校总部员工------------");
for (Employee e : list2) {
System.out.println(e.getId());
}
}
}
迪米特法则案例改进
/*
1)前面设计的问题在于SchooManager中，CollegeEmployee类并不是SchoolManager类的直接朋友(分析)2)按照迪米特法则，应该避免类中出现这样非直接朋友关系的耦合
*/
//客户端
public class Demeter1 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("~~~使用迪米特法则的改进~~~");
//创建了一个 SchoolManager 对象
SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
//输出学院的员工id 和 学校总部的员工信息
schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
}
}
//学校总部员工类
class Employee {
private String id;
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getId() {
return id;
}
}
//学院的员工类
class CollegeEmployee {
private String id;
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getId() {
return id;
}
}
//管理学院员工的管理类
class CollegeManager {
//返回学院的所有员工
public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了10个员工到 list
CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
emp.setId("学院员工id= " + i);
list.add(emp);
}
return list;
}
//输出学院员工的信息
public void printEmployee() {
//获取到学院员工
List<CollegeEmployee> list1 = getAllEmployee();
System.out.println("------------学院员工------------");
for (CollegeEmployee e : list1) {
System.out.println(e.getId());
}
}
}
//学校管理类
//分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
//CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则
class SchoolManager {
//返回学校总部的员工
public List<Employee> getAllEmployee() {
List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到 list
Employee emp = new Employee();
emp.setId("学校总部员工id= " + i);
list.add(emp);
}
return list;
}
//该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
//分析问题
//1. 将输出学院的员工方法，封装到CollegeManager
sub.printEmployee();
//获取到学校总部员工
List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
System.out.println("------------学校总部员工------------");
for (Employee e : list2) {
System.out.println(e.getId());
}
}
}
迪米特法则注意事项
(1)迪米特法则的核心是降低类之间的耦合
(2)但是注意:由于每个类都减少了不必要的依赖，因此迪米特法则只是要求降低类间(对象间)耦合关系，并不是要求完全没有依赖关系
注：参考的bilbil尚硅谷视频