设计模式六大原则

非原创,摘抄总结于网上多篇文章

ps:都是一些定义说明,比较抽象

1、单一职责原则

定义:

  单一职责原则又称为单一功能原则,即不要存在多于一个导致类变更的原因。通俗的说,即一个类只负责一项职责。

原理:

  如果一个类承担的职责过多,就等于把这些职责耦合在一起了。一个职责的变化可能会削弱或者一直这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计,当发生变化时,设计会遭受到意想不到的破坏。而如果想要避免这种现象的发生,就要尽可能的遵守单一职责原则。此原则的核心就是解耦和增强内聚性。

问题由来:

  T负责两个不同的职责:职责P1,职责P2。当由于职责P1需求发生改变而需要修改类T时,有可能会导致原本运行正常的职责P2功能发生故障。也就是说职责P1和P2被耦合在了一起。

 产生原因:

  没有任何的程序设计人员不清楚应该写出高内聚低耦合的程序,但是很多耦合常常发生在不经意之间,其原因就是:职责扩散,因为某种原因,某一职责被分化为颗粒度更细的多个职责了。

解决办法: 

  遵守单一职责原则,将不同的职责封装到不同的类或模块中

优点:

  • 可以降低类的复杂度,一个类只负责一项职责,其逻辑肯定要比负责多项职责简单的多;
  • 提高类的可读性,提高系统的可维护性;
  • 变更引起的风险降低,变更是必然的,如果单一职责原则遵守的好,当修改一个功能时,可以显著降低对其他功能的影响。

2、里氏替换原则

定义:

  里氏替换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏替换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。 LSP是继承复用的基石,只有当衍生类可以替换掉基类,软件单位的功能不受到影响时,基类才能真正被复用,而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。(即假若父类是某功能模块的零件,使用子类代替父类并且功能模块能正常运行)【子类实例能够替换父类实例】

  继承包含这样一层含义:父类中凡是已经实现好的方法(相对于抽象方法而言),实际上是在设定一系列的规范和契约,虽然它不强制要求所有的子类必须遵从这些契约,但是如果子类对这些非抽象方法任意修改,就会对整个继承体系造成破坏。而里氏替换原则就是表达了这一层含义。

        继承作为面向对象三大特性之一,在给程序设计带来巨大便利的同时,也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性,程序的可移植性降低,增加了对象间的耦合性,如果一个类被其他的类所继承,则当这个类需要修改时,必须考虑到所有的子类,并且父类修改后,所有涉及到子类的功能都有可能会产生故障。

实际情况:

  在实际编程中,我们常常会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,程序运行出错的几率非常大。如果非要重写父类的方法,比较通用的做法是:原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类,原有的继承关系去掉,采用依赖、聚合,组合等关系代替。

通俗含义:

子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能

  • 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。
  • 子类中可以增加自己特有的方法。
  • 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松。
  • 当子类的方法实现父类的抽象方法时,方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格。

3、依赖倒置原则

定义:

  高层模块不应该依赖低层模块,二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。

区别:

  面向过程的开发,上层调用下层,上层依赖于下层,当下层剧烈变动时上层也要跟着变动,这就会导致模块的复用性降低而且大大提高了开发的成本。

  面向对象的开发很好的解决了这个问题,一般情况下抽象的变化概率很小,让用户程序依赖于抽象,实现的细节也依赖于抽象。即使实现细节不断变动,只要抽象不变,客户程序就不需要变化。这大大降低了客户程序与实现细节的耦合度。

问题由来:

  类A直接依赖类B,假如要将类A改为依赖类C,则必须通过修改类A的代码来达成。这种场景下,类A一般是高层模块,负责复杂的业务逻辑;类B和类C是低层模块,负责基本的原子操作;假如修改类A,会给程序带来不必要的风险。

解决方案:

  将类A修改为依赖接口I,类B和类C各自实现接口I,类A通过接口I间接与类B或者类C发生联系,则会大大降低修改类A的几率。

  依赖倒置原则基于这样一个事实:相对于细节的多变性,抽象的东西(接口或抽象类)要稳定的多。以抽象为基础搭建起来的架构比以细节(具体的实现类)为基础搭建起来的架构要稳定的多。

传递依赖关系有三种方式,接口传递、构造方法传递、set方法传递

编程要求:

  • 低层模块尽量都要有抽象类或接口,或者两者都有。
  • 变量的声明类型尽量是抽象类或接口。
  • 使用继承时遵循里氏替换原则。

4、接口隔离原则

ISP(ISP--Interface Segregation Principle)

定义:

  客户端不应该依赖它不需要的接口;一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

问题由来:

  类A通过接口I依赖类B,类C通过接口I依赖类D,如果接口I对于类A和类B来说不是最小接口,则类B和类D必须去实现他们不需要的方法。

解决方案:

  将臃肿的接口I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

因此:

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。也就是说,我们要为各个类建立专用的接口,而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。4

注意:

  • 接口尽量小,但是要有限度。对接口进行细化可以提高程序设计灵活性是不挣的事实,但是如果过小,则会造成接口数量过多,使设计复杂化。所以一定要适度。
  • 为依赖接口的类定制服务,只暴露给调用的类它需要的方法,它不需要的方法则隐藏起来。只有专注地为一个模块提供定制服务,才能建立最小的依赖关系。
  • 提高内聚,减少对外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。

5、迪米特法则

 定义:

  迪米特法则(Law of Demeter)又叫作最少知识原则(Least Knowledge Principle 简写LKP),就是说一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解,不和陌生人说话。英文简写为: LoD.

  通俗的来讲,就是一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说,对于被依赖的类来说,无论逻辑多么复杂,都尽量地的将逻辑封装在类的内部,对外除了提供的public方法,不对外泄漏任何信息。另一种说法:只与直接朋友通讯

直接朋友:

出现成员变量、方法参数、方法返回值中的类

非直接朋友:

局部变量中的类

问题由来:

  类与类之间的关系越密切,耦合度越大,当一个类发生改变时,对另一个类的影响也越大。

解决方案:

  尽量降低类与类之间的耦合。

注意:

  迪米特法则的初衷是降低类之间的耦合,由于每个类都减少了不必要的依赖,因此的确可以降低耦合关系。但是凡事都有度,虽然可以避免与非直接的类通信,但是要通信,必然会通过一个“中介”来发生联系。过分的使用迪米特原则,会产生大量这样的中介和传递类,导致系统复杂度变大。所以在采用迪米特法则时要反复权衡,既做到结构清晰,又要高内聚低耦合。

6、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。

问题由来:

  在软件的生命周期内,因为变化、升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改时,可能会给旧代码中引入错误,也可能会使我们不得不对整个功能进行重构,并且需要原有代码经过重新测试。

解决方案:

  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。

总结:

  用抽象构建框架,用实现扩展细节。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,我们用从抽象派生的实现类来进行扩展,当软件需要发生变化时,我们只需要根据需求重新派生一个实现类来扩展就可以了。当然前提是我们的抽象要合理,要对需求的变更有前瞻性和预见性才行。

  前面说的5项原则,恰恰是告诉我们用抽象构建框架,用实现扩展细节的注意事项而已:单一职责原则告诉我们实现类要职责单一;里氏替换原则告诉我们不要破坏继承体系;依赖倒置原则告诉我们要面向接口编程;接口隔离原则告诉我们在设计接口的时候要精简单一;迪米特法则告诉我们要降低耦合。而开闭原则是总纲,他告诉我们要对扩展开放,对修改关闭。

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏码农阿宇

设计模式快速学习(一)

UML类图 ? 简单工厂模式 1.1类图 ? 策略模式 2.1策略模式结构图 ? 2.2策略模式解析 策略模式时一种定义一系列算法的方法,从概念上看,所有这...

2563
来自专栏Dawnzhang的开发者手册

开发中我们需要遵循的几个设计原则!(转)

在软件开发中,前人对软件系统的设计和开发总结了一些原则和模式, 不管用什么语言做开发,都将对我们系统设计和开发提供指导意义。本文主要将总结这些常见的原则和具体阐...

1332
来自专栏spring源码深度学习

java核心技术——Exception和Error的区别

Exception 和 Error 都是继承了 Throwable 类,在 Java 中只有 Throwable 类型的实例才可以被抛出(throw)或者...

1561
来自专栏C语言及其他语言

[每日一题]C语言程序设计教程(第三版)课后习题5.6

题目描述 给出一百分制成绩,要求输出成绩等级‘A’、‘B’、‘C’、‘D’、‘E’。 90分以上为A 80-89分为B 70-79分为C 60-69分为D 60...

3165
来自专栏人工智能LeadAI

python与数据科学应用

数据科学简介与应用 数据科学主要以统计学、机器学习、数据可视化以及(某一)领域知识为理论基础,其主要研究内容包括数据科学基础理论、数据预处理、数据计算和数据管...

3705
来自专栏撸码那些事

【抽象那些事】 命令式抽象

这种坏味是由操作转换为类引起的,表现为类中只定义了一个方法,有时候类名和方法名相同。这种坏味还常常表现为方法操作的数据位于另一个类中。

3638
来自专栏撸码那些事

【抽象那些事】命令式抽象

1363
来自专栏Java技术栈

Java架构师必须知道的 6 大设计原则

原文:www.cnblogs.com/pengdai/p/9151800.html

1353
来自专栏韩伟的专栏

面向对象的代码风格(上)

大家过年好呀!公众号从今天开始恢复更新,感谢大家不离不弃的关注。 今天的文末有投票,以助于我在新的一年里将公众号做得更好,踊跃参加一下吧! 本篇文章分两章发送,...

3968
来自专栏tkokof 的技术,小趣及杂念

Coroutine,你究竟干了什么?

  使用Unity已经有一段时间了,对于Component、GameObject之类的概念也算是有所了解,而脚本方面从一开始就选定了C#,目前来看还是挺明智的:...

491

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券