一篇文章带你了解设计模式原理——UML图和软件设计原则

/* 案例介绍 */

【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。
    
/* 代码展示 */

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Client
 * @Description: 测试代码
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //1,创建搜狗输入法对象
        SougouInput input = new SougouInput();
        //2,创建皮肤对象
        //DefaultSkin skin = new DefaultSkin();
        HeimaSkin skin = new HeimaSkin();
        //3,将皮肤设置到输入法中
        input.setSkin(skin);

        //4,显示皮肤
        input.display();
    }
}
    
/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: SougouInput
 * @Description: 搜狗输入法
 */
public class SougouInput {

    private AbstractSkin skin;

    public void setSkin(AbstractSkin skin) {
        this.skin = skin;
    }

    public void display() {
        skin.display();
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: AbstractSkin
 * @Description: 抽象皮肤类
 */
public abstract class AbstractSkin {

    //显示的方法
    public abstract void display();
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: DefaultSkin
 * @Description: 默认皮肤类
 */
public class DefaultSkin extends AbstractSkin {

    public void display() {
        System.out.println("默认皮肤");
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: HeimaSkin
 * @Description: 黑马程序员皮肤
 */
public class HeimaSkin extends AbstractSkin {

    public void display() {
        System.out.println("黑马皮肤");
    }
}

/* 问题展示 */

【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。
    
/* 代码展示 */
    
// 但我们可以作用在长方形的方法，如果作用在正方形上却不可以，这就说明正方形不能继承长方形

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: RectangleDemo
 * @Description: 测试方法，这里的resize方法只能作用在长方形，却不能作用于正方形，但正方形继承于长方形导致思维错误
 */
public class RectangleDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //创建长方形对象
        Rectangle r = new Rectangle();
        //设置长和宽
        r.setLength(20);
        r.setWidth(10);
        //调用resize方法进行扩宽
        resize(r);
        printLengthAndWidth(r);

        System.out.println("==================");
        //创建正方形对象
        Square s = new Square();
        //设置长和宽
        s.setLength(10);
        //调用resize方法进行扩宽
        resize(s);
        printLengthAndWidth(s);
    }

    //扩宽方法
    public static void resize(Rectangle rectangle) {
        //判断宽如果比长小，进行扩宽的操作
        while(rectangle.getWidth() <= rectangle.getLength()) {
            rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + 1);
        }
    }

    //打印长和宽
    public static void printLengthAndWidth(Rectangle rectangle) {
        System.out.println(rectangle.getLength());
        System.out.println(rectangle.getWidth());
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Rectangle
 * @Description: 长方形类
 */
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;
    }
}

package com.itheima.principles.demo2.before;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Square
 * @Description: 正方形类
 */
public class Square extends Rectangle {

    @Override
    public void setLength(double length) {
        super.setLength(length);
        super.setWidth(length);
    }

    @Override
    public void setWidth(double width) {
        super.setLength(width);
        super.setWidth(width);
    }
}

/* 问题解释 */

抽象出来一个四边形接口(Quadrilateral)，让Rectangle类和Square类实现Quadrilateral接口
    
/* 代码展示 */

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: RectangleDemo
 * @Description: 测试类，这里测试仅对长方形类测试，而不对正方形测试
 */
public class RectangleDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建长方形对象
        Rectangle r = new Rectangle();
        r.setLength(20);
        r.setWidth(10);
        //调用方法进行扩宽操作
        resize(r);

        printLengthAndWidth(r);
    }

    //扩宽的方法
    public static void resize(Rectangle rectangle) {
        //判断宽如果比长小，进行扩宽的操作
        while(rectangle.getWidth() <= rectangle.getLength()) {
            rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + 1);
        }
    }

    //打印长和宽
    public static void printLengthAndWidth(Quadrilateral quadrilateral) {
        System.out.println(quadrilateral.getLength());
        System.out.println(quadrilateral.getWidth());
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Quadrilateral
 * @Description: 四边形接口
 */
public interface Quadrilateral {

    //获取长
    double getLength();

    //获取宽
    double getWidth();
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Rectangle
 * @Description: 长方形类
 */
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;
    }

    public double getLength() {
        return length;
    }

    public double getWidth() {
        return width;
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Square
 * @Description: 正方形
 */
public class Square implements Quadrilateral {

    private double side;

    public double getSide() {
        return side;
    }

    public void setSide(double side) {
        this.side = side;
    }

    public double getLength() {
        return side;
    }

    public double getWidth() {
        return side;
    }
}

/* 问题解释 */

【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Intel，AMD等，硬盘可以选择希捷，西数等，内存条可以选择金士顿，海盗船等。
    
/* 代码展示 */
    
// 如果我们直接在Computer中配置对应的cpu，硬盘，内存条的实现类也就是特定的型号，那么我们这台电脑就只能使用这些型号

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: ComputerDemo
 * @Description: 测试类
 */
public class ComputerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建组件对象
        XiJieHardDisk hardDisk = new XiJieHardDisk();
        IntelCpu cpu = new IntelCpu();
        KingstonMemory memory = new KingstonMemory();

        //创建计算机对象
        Computer c = new Computer();
        //组装计算机
        c.setCpu(cpu);
        c.setHardDisk(hardDisk);
        c.setMemory(memory);

        //运行计算机
        c.run();
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Computer
 * @Description: 电脑
 */
public class Computer {

    // 注意：这里的属性直接使用了实现类，也就是我们无法更换硬件型号
    private XiJieHardDisk hardDisk;
    private IntelCpu cpu;
    private KingstonMemory memory;

    public XiJieHardDisk getHardDisk() {
        return hardDisk;
    }

    public void setHardDisk(XiJieHardDisk hardDisk) {
        this.hardDisk = hardDisk;
    }

    public IntelCpu getCpu() {
        return cpu;
    }

    public void setCpu(IntelCpu cpu) {
        this.cpu = cpu;
    }

    public KingstonMemory getMemory() {
        return memory;
    }

    public void setMemory(KingstonMemory memory) {
        this.memory = memory;
    }

    public void run() {
        System.out.println("运行计算机");
        String data = hardDisk.get();
        System.out.println("从硬盘上获取的数据是：" + data);
        cpu.run();
        memory.save();
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: XiJieHardDisk
 * @Description: 希捷硬盘
 */
public class XiJieHardDisk {

    //存储数据的方法
    public void save(String data) {
        System.out.println("使用希捷硬盘存储数据为：" + data);
    }

    //获取数据的方法
    public String get() {
        System.out.println("使用希捷希捷硬盘取数据");
        return "数据";
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: IntelCpu
 * @Description: Intel cpu
 */
public class IntelCpu {

    public void run() {
        System.out.println("使用Intel处理器");
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: KingstonMemory
 * @Description: 金士顿内存条类
 */
public class KingstonMemory {

    public void save() {
        System.out.println("使用金士顿内存条");
    }
}

/* 问题解释 */

目前我们的电脑属性连接的是接口，而该接口可以去实现多型号的硬件，说明我们的电脑可以采用多种配置方式
    
/* 代码展示 */

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: ComputerDemo
 * @Description: 测试类，为电脑装配不同的配置
 */
public class ComputerDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //创建计算机的组件对象
        HardDisk hardDisk = new XiJieHardDisk();
        Cpu cpu = new IntelCpu();
        Memory memory = new KingstonMemory();

        //创建计算机对象
        Computer c = new Computer();
        //组装计算机
        c.setCpu(cpu);
        c.setHardDisk(hardDisk);
        c.setMemory(memory);

        //运行计算机
        c.run();
    }
}

    
/**
 * @version v2.0
 * @ClassName: Computer
 * @Description: 电脑
 */
public class Computer {

    // 注意这里采用的是接口，我们具体的接口实现可以依赖于不同的实现类
    private HardDisk hardDisk;
    private Cpu cpu;
    private Memory memory;

    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 Memory getMemory() {
        return memory;
    }

    public void setMemory(Memory memory) {
        this.memory = memory;
    }

    public void run() {
        System.out.println("计算机工作");
    }
}

// 后续就是硬件的接口和实现类，这里就不赘述了

/* 问题解释 */

【例】安全门案例

我们需要创建一个`黑马`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。
    
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，很显然如果实现SafetyDoor接口就违背了接口隔离原则
    
/* 代码展示 */

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Client
 * @Description: 测试
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        HeimaSafetyDoor door = new HeimaSafetyDoor();
        door.antiTheft();
        door.fireProof();
        door.waterProof();
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: SafetyDoor
 * @Description: 多功能接口
 */
public interface SafetyDoor {

    //防盗
    void antiTheft();

    //防火
    void fireProof();

    //防水
    void waterProof();
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: HeimaSafetyDoor
 * @Description: 黑马品牌的安全门
 */
public class HeimaSafetyDoor implements SafetyDoor {
    public void antiTheft() {
        System.out.println("防盗");
    }

    public void fireProof() {
        System.out.println("防火");
    }

    public void waterProof() {
        System.out.println("防水");
    }
}

/* 问题解释 */

现在我们将接口的功能拆分为多接口，我们的类想要使用单个接口就可以直接继承单个接口
    
/* 代码展示 */

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Client
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建黑马安全门对象
        HeimaSafetyDoor door = new HeimaSafetyDoor();
        //调用功能
        door.antiTheft();
        door.fireProof();
        door.waterProof();

        System.out.println("============");
        //创建传智安全门对象
        ItcastSafetyDoor door1 = new ItcastSafetyDoor();
        //调用功能
        door1.antiTheft();
        door1.fireproof();
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: HeiMaSafetyDoor
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 */
public class HeiMaSafetyDoor implements AntiTheft,Fireproof,Waterproof {
    public void antiTheft() {
        System.out.println("防盗");
    }

    public void fireproof() {
        System.out.println("防火");
    }

    public void waterproof() {
        System.out.println("防水");
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: ItcastSafetyDoor
 * @Description: 传智安全门
 */
public class ItcastSafetyDoor implements AntiTheft,Fireproof {
    public void antiTheft() {
        System.out.println("防盗");
    }

    public void fireproof() {
        System.out.println("防火");
    }
}

public interface AntiTheft {
    void antiTheft();
}

public interface Fireproof {
    void fireproof();
}

public interface Waterproof {
    void waterproof();
}

/* 问题展示 */

【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。
    
/* 代码展示 */

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Client
 * @Description: 测试类
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建经纪人类
        Agent agent = new Agent();
        //创建明星对象
        Star star = new Star("林青霞");
        agent.setStar(star);
        //创建粉丝对象
        Fans fans = new Fans("李四");
        agent.setFans(fans);
        //创建媒体公司对象
        Company company = new Company("黑马媒体公司");
        agent.setCompany(company);

        agent.meeting();//和粉丝见面
        agent.business();//和媒体公司洽谈业务
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Agent
 * @Description: 经纪人类
 */
public class Agent {

    private Star star;
    private Fans fans;
    private Company company;

    public void setStar(Star star) {
        this.star = star;
    }

    public void setFans(Fans fans) {
        this.fans = fans;
    }

    public void setCompany(Company company) {
        this.company = company;
    }

    //和粉丝见面的方法
    public void meeting() {
        System.out.println(star.getName() + "和粉丝" + fans.getName() + "见面");
    }

    //和媒体公司洽谈的方法
    public void business() {
        System.out.println(star.getName() + "和" + company.getName() + "洽谈");
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Company
 * @Description: 媒体公司类
 */
public class Company {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public Company(String name) {
        this.name = name;
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Fans
 * @Description: 粉丝类
 */
public class Fans {

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public Fans(String name) {
        this.name = name;
    }
}

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Star
 * @Description: 明星类
 */
public class Star {
    private String name;

    public Star(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

/* 问题解释 */

【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。 
   
/* 图形介绍 */
    
继承图：我们会发现我们每多一种属性，就需要创建多个子类，类的创建是非常耗费资源的，上述多类的创建也是资源耗费的一种
    
组合图：我们将部分属性以属性的形式介入，并采用接口存放，后续我们只需要更新其接口就可以更新多种实体类，节省资源的使用