企业搭建自己的网站,西安网站建设l西安搜推宝网络,长沙制作手机网站的公司,wordpress邮件函数文章目录 前言一、开闭原则二、里氏替换原则三、依赖倒转原则四、接口隔离五、迪米特法则六、合成复用原则总结 前言
在软件开发中#xff0c;为了提高软件系统的可维护性和可复用性#xff0c;增加软件的可扩展性和灵活性#xff0c;程序员要尽量根据6条原则来开发程序为了提高软件系统的可维护性和可复用性增加软件的可扩展性和灵活性程序员要尽量根据6条原则来开发程序从而提高软件开发效率、节约软件开发成本和维护成本。 六大设计原则开闭原则、里氏代换原则、依赖倒转原则、接口隔离原则、迪米特原则、合成复用原则。 一、开闭原则 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。简言之是为了使程序的扩展性好易于维护和升级。想要达到这样的效果我们需要使用接口和抽象类。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。 下面以 搜狗输入法 的皮肤为例介绍开闭原则的应用。
【例】搜狗输入法 的皮肤设计。 分析搜狗输入法 的皮肤是输入法背景图片、窗口颜色和声音等元素的组合。用户可以根据自己的喜爱更换自己的输入法的皮肤也可以从网上下载新的皮肤。这些皮肤有共同的特点可以为其定义一个抽象类AbstractSkin而每个具体的皮肤DefaultSpecificSkin和HeimaSpecificSkin是其子类。用户窗体可以根据需要选择或者增加新的主题而不需要修改原代码所以它是满足开闭原则的。而且就算是厂家上新皮肤只需要继承抽象类实现就行。 代码实现
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: AbstractSkin* Description: 皮肤抽象类* Date: 2023/12/19 21:34*/
public abstract class AbstractSkin {// 显示的方法public abstract void display();
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: SougouInput* Description: 搜狗输入法* Date: 2023/12/19 21:40*/
public class SougouInput {private AbstractSkin skin;public void setSkin(AbstractSkin skin) {this.skin skin;}public void display() {skin.display();}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: DefaultSkin* Description: 默认皮肤类* Date: 2023/12/19 21:35*/
public class DefaultSkin extends AbstractSkin{Overridepublic void display() {System.out.println(默认皮肤);}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: DragonSkin* Description: 浩泽皮肤类* Date: 2023/12/19 21:38*/
public class DragonSkin extends AbstractSkin{Overridepublic void display() {System.out.println(浩泽皮肤);}
}
模拟用户选择使用皮肤
public class Client {Testpublic void testSkin(){SougouInput input new SougouInput();// 选择皮肤DefaultSkin skin new DefaultSkin();// 设置皮肤input.setSkin(skin);// 显示input.display();}
}二、里氏替换原则 里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。里氏代换原则任何基类可以出现的地方子类一定可以出现。通俗理解子类可以扩展父类的功能但不能改变父类原有的功能。换句话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。如果通过重写父类的方法来完成新的功能这样写起来虽然简单但是整个继承体系的可复用性会比较差特别是运用多态比较频繁时程序运行出错的概率会非常大。 下面看一个里氏替换原则中经典的一个例子
【例】正方形不是长方形。 在数学领域里正方形毫无疑问是长方形它是一个长宽相等的长方形。所以我们开发的一个与几何图形相关的软件系统就可以顺理成章的让正方形继承自长方形。 代码实现
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Rectangle* Description: 长方形类* Date: 2023/12/20 10:20*/
public class Rectangle {private double length;private double width;public double getLength() {return length;}public void setLength(double length) {this.length length;}public double getWidth() {return width;}public void setWidth(double width) {this.width width;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Square* Description: 正方形类* Date: 2023/12/20 10:21*/
public class Square extends Rectangle {public void setWidth(double width) {super.setLength(width);super.setWidth(width);}public void setLength(double length) {super.setLength(length);super.setWidth(length);}
}
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: RectangleDemo* Description: 变换长宽测试* Date: 2023/12/20 10:24*/
public class RectangleDemo {public static void main(String[] args) {Rectangle r new Rectangle();r.setLength(20);r.setWidth(10);resize(r);printLengthAndWithWidth(r);Square s new Square();s.setLength(10);resize(s);printLengthAndWithWidth(r);}public static void resize(Rectangle rectangle) {while (rectangle.getWidth() rectangle.getLength()) {rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() 1);}}public static void printLengthAndWithWidth(Rectangle rectangle) {System.out.println(Lengthrectangle.getLength());System.out.println(Widthrectangle.getWidth());}
}运行发现正方形调用的方法一直没在有显示仔细分析那是因为正方形就一个边长所以我们创建正方形类继承长方形时让其长宽都等于一个值正方形的边长所以在测试类里变换边长的函数里的while内的判断条件始终是truerectangle.getWidth() rectangle.getLength())所以一直在循环里出不来。 正方形的宽度和长度都在不断增长代码会一直运行下去直至系统产生溢出错误。所以普通的长方形是适合这段代码的正方形不适合。 我们得出结论在resize方法中Rectangle类型的参数是不能被Square类型的参数所代替如果进行了替换就得不到预期结果。因此Square类和Rectangle类之间的继承关系违反了里氏代换原则它们之间的继承关系不成立正方形不是长方形。 如何改进呢此时我们需要重新设计他们之间的关系。抽象出来一个四边形接口(Quadrilateral)让Rectangle类和Square类实现Quadrilateral接口
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Quadrilateral* Description: 四边形接口* Date: 2023/12/20 10:34*/
public interface Quadrilateral {double getLength();double getWidth();
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Rectangle* Description: 长方形类* Date: 2023/12/20 10:38*/
public class Rectangle implements Quadrilateral{private double length;private double width;public void setLength(double length) {this.length length;}public void setWidth(double width) {this.width width;}Overridepublic double getLength() {return length;}Overridepublic double getWidth() {return width;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Square* Description: 正方形类* Date: 2023/12/20 10:36*/
public class Square implements Quadrilateral{private double side;public double getSide() {return side;}public void setSide(double side) {this.side side;}Overridepublic double getLength() {return side;}Overridepublic double getWidth() {return side;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: RectangleDemo* Description: TODO(描述)* Date: 2023/12/20 10:39*/
public class RectangleDemo {public static void main(String[] args) {Rectangle r new Rectangle();r.setLength(20);r.setWidth(10);resize(r);printLengthAndWidth(r);}public static void resize(Rectangle rectangle) {while (rectangle.getWidth() rectangle.getLength()) {rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() 1);}}public static void printLengthAndWidth(Quadrilateral quadrilateral) {System.out.println(Length quadrilateral.getLength());System.out.println(Width quadrilateral.getWidth());}
}这时square对象是无法调用的resize只能传Rectangle类型 三、依赖倒转原则 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。简单的说就是要求对抽象进行编程不要对实现进行编程这样就降低了客户与实现模块间的耦合。 下面看一个例子来理解依赖倒转原则
【例】组装电脑 现要组装一台电脑需要配件cpu硬盘内存条。只有这些配置都有了计算机才能正常的运行。选择cpu有很多选择如IntelAMD等硬盘可以选择希捷西数等内存条可以选择金士顿西部数据等。 分析上面的结构可以看到组装一台电脑但是似乎组装的电脑的cpu只能是Intel的内存条只能是金士顿的硬盘只能是希捷的这对用户肯定是不友好的用户有了机箱肯定是想按照自己的喜好选择自己喜欢的配件。 根据依赖倒转原则进行改进
代码我们只需要修改Computer类让Computer类依赖抽象各个配件的接口而不是依赖于各个组件具体的实现类。 代码实现
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Computer* Description: 电脑类* Date: 2023/12/20 16:26*/
public class Computer {private HardDisk hardDisk;private Cpu cpu;private Memery memery;public HardDisk getHardDisk() {return hardDisk;}public void setHardDisk(HardDisk hardDisk) {this.hardDisk hardDisk;}public Cpu getCpu() {return cpu;}public void setCpu(Cpu cpu) {this.cpu cpu;}public Memery getMemery() {return memery;}public void setMemery(Memery memery) {this.memery memery;}public void run(){System.out.println(计算机开始工作);cpu.run();memery.save();String data hardDisk.get();System.out.println(从硬盘中获取的数据为 data);}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Cpu* Description: Cpu接口* Date: 2023/12/20 16:18*/
public interface Cpu {public void run();
}
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: HardDisk* Description: 硬盘接口* Date: 2023/12/20 16:17*/
public interface HardDisk {public void save(String data);public String get();
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Memery* Description: 内存条接口* Date: 2023/12/20 16:19*/
public interface Memery {public void save();
}
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: IntelCpu* Description: 英特尔 Cpu* Date: 2023/12/20 16:23*/
public class IntelCpu implements Cpu{Overridepublic void run() {System.out.println(使用Intel处理器);}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: KingstonMemory* Description: 金士顿内存类* Date: 2023/12/20 16:25*/
public class KingstonMemory implements Memery{Overridepublic void save() {System.out.println(使用金士顿作为内存条);}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: XijieHardDisk* Description: 希捷硬盘类* Date: 2023/12/20 16:19*/
public class XijieHardDisk implements HardDisk{Overridepublic void save(String data) {System.out.println(使用希捷硬盘存储数据 data);}Overridepublic String get() {System.out.println(使用希捷硬盘取数据);return 数据;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: TestComputer* Description: 电脑测试类* Date: 2023/12/20 16:28*/
public class TestComputer {public static void main(String[] args) {Computer computer new Computer();computer.setCpu(new IntelCpu());computer.setHardDisk(new XijieHardDisk());computer.setMemery(new KingstonMemory());computer.run();}}四、接口隔离 客户端不应该被迫依赖于它不使用的方法一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。 下面看一个例子来理解接口隔离原则
【例】安全门案例 我们需要创建一个浩泽品牌的安全门该安全门具有防火、防水、防盗的功能。可以将防火防水防盗功能提取成一个接口形成一套规范。类图如下 上面的设计我们发现了它存在的问题黑马品牌的安全门具有防盗防水防火的功能。现在如果我们还需要再创建一个传智品牌的安全门而该安全门只具有防盗、防水功能呢很显然如果实现SafetyDoor接口就违背了接口隔离原则那么我们如何进行修改呢看如下类图 代码实现
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: AntiTheft* Description: 防盗功能接口* Date: 2023/12/20 16:33*/
public interface AntiTheft {public void antiTheft();
}
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Fireproof* Description: 防火功能接口* Date: 2023/12/20 16:34*/
public interface Fireproof {public void fireproof();
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Waterproof* Description: 防水功能接口* Date: 2023/12/20 16:35*/
public interface Waterproof {public void wateproof();
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: DragonSafetyDoor* Description: 龙牌安全门* Date: 2023/12/20 16:36*/
public class DragonSafetyDoor implements AntiTheft,Fireproof,Waterproof{Overridepublic void antiTheft() {System.out.println(防盗);}Overridepublic void fireproof() {System.out.println(防火);}Overridepublic void wateproof() {System.out.println(防水);}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: HaozeSafeDoor* Description: 浩泽牌安全门* Date: 2023/12/20 16:38*/
public class HaozeSafeDoor implements AntiTheft,Fireproof{Overridepublic void antiTheft() {System.out.println(防盗);}Overridepublic void fireproof() {System.out.println(防火);}
}
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: TestDoor* Description: TODO(描述)* Date: 2023/12/20 16:38*/
public class TestDoor {public static void main(String[] args) {HaozeSafeDoor haozeSafeDoor new HaozeSafeDoor();DragonSafetyDoor dragonSafetyDoor new DragonSafetyDoor();haozeSafeDoor.antiTheft();haozeSafeDoor.fireproof();dragonSafetyDoor.antiTheft();dragonSafetyDoor.fireproof();dragonSafetyDoor.wateproof();}
}五、迪米特法则 迪米特法则又叫最少知识原则。 只和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。 下面看一个例子来理解迪米特法则
【例】明星与经纪人的关系实例 明星由于全身心投入艺术所以许多日常事务由经纪人负责处理如和粉丝的见面会和媒体公司的业务洽淡等。这里的经纪人是明星的朋友而粉丝和媒体公司是陌生人所以适合使用迪米特法则。 类图如下 代码实现
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Agent* Description: 经纪人类* Date: 2023/12/20 21:11*/
public class Agent {private Start start;private Fans fans;private Company company;public void setStart(Start start) {this.start start;}public void setFans(Fans fans) {this.fans fans;}public void setCompany(Company company) {this.company company;}public void meeting(){System.out.println(fans.getName() 与明星 start.getName() 见面了。);}public void business() {System.out.println(company.getName() 与明星 start.getName() 洽谈业务。);}
}
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Company* Description: 公司类* Date: 2023/12/20 21:10*/
public class Company {private String name;public Company(String name) {this.name name;}public String getName() {return name;}
}
/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Fans* Description: 粉丝类* Date: 2023/12/20 21:09*/
public class Fans {private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name name;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Start* Description: 明星类* Date: 2023/12/20 21:08*/
public class Start {private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name name;}
}/*** Version: 1.0.0* Author: Dragon_王* ClassName: Test* Description: 测试类* Date: 2023/12/20 21:15*/
public class Test {public static void main(String[] args) {Fans fans new Fans();fans.setName(武汉粉丝团);Start start new Start();start.setName(浩泽);Company company new Company(华中经济公司);Agent agent new Agent();agent.setStart(start);agent.setCompany(company);agent.setFans(fans);agent.meeting();agent.business();}
}六、合成复用原则 -合成复用原则是指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。 通常类的复用分为继承复用和合成复用两种。 继承复用虽然有简单和易实现的优点但它也存在以下缺点 继承复用破坏了类的封装性。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所以这种复用又称为“白箱”复用。子类与父类的耦合度高。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。它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。 采用组合或聚合复用时可以将已有对象纳入新对象中使之成为新对象的一部分新对象可以调用已有对象的功能它有以下优点 它维持了类的封装性。因为成分对象的内部细节是新对象看不见的所以这种复用又称为“黑箱”复用。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。 下面看一个例子来理解合成复用原则
【例】汽车分类管理程序 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 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。 总结
以上就是软件设计模式六大设计原则的讲解。
