• 设计模式理论（一）软件设计原则

    按照软件设计原则、创建模式、结构模式、行为模式行文

    1. 软件设计原则

    1.1 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。

    想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类。
    在这里插入图片描述

    //皮肤抽象类
public abstract class AbstractSkin {

    public abstract void display();
}

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    //子类
public class DefaultSkin extends AbstractSkin {

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

public class HeimaSkin extends AbstractSkin {

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

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    //聚合类
public class SougouInput {
	//抽象类
    private AbstractSkin skin;
    //经典包一层，而不是直接 private DefaultSkin skin；如果有多个皮肤就要有多个

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

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


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    	   //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();

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    1.2 里氏代换原则

    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。

    //长方形
public class Rectangle {
    private double length;
    private double width;

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    // 正方形继承长方形，正方形是特殊的长方形
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);
    }
}

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    		//测试类
    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);
    }

    //长方形扩宽方法
    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);
        }
    }

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

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    再进行解耦
    在这里插入图片描述
    接口

    package com.itheima.principles.demo2.after;

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

    /**
    * 获取长
    * */
    double getLength();

    /**
     * 获取宽
     * */
    double getWidth();
}


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    类

    package com.itheima.principles.demo2.after;

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


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    package com.itheima.principles.demo2.after;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Square
 * @Description: 正方形
 * @Author:
 */
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;
    }
}


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    测试

    package com.itheima.principles.demo2.after;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: RectangleDemo
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 * @Author:
 */
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());
    }
}


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    1.3依赖倒转原则

    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。

    在这里插入图片描述
    【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。
    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。

    类

    package com.itheima.principles.demo3.before;

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

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


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    package com.itheima.principles.demo3.before;

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

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


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    package com.itheima.principles.demo3.before;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: XiJieHardDisk
 * @Description: 希捷硬盘
 * @Author:
 */
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";
    }
}


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    package com.it.principles.demo3.before;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Computer
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 * @Author:
 */
public class Computer {

    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();
    }
}


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    运行

    package com.it.principles.demo3.before;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: ComputerDemo
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 * @Author:
 */
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();
    }
}


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    上面代码可以看到已经组装了一台电脑，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。
    以上代码不满足依赖倒转原则，因为 Computer 类依赖了各个组件的具体实现。
    在这里插入图片描述
    接口

    package com.it.principles.demo3.after;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Cpu
 * @Description: cpu接口
 * @Author:
 */
public interface Cpu {
    //运行cpu
    public void run();
}


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    package com.it.principles.demo3.after;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: HardDisk
 * @Description: 硬盘接口
 * @Author:
 */
public interface HardDisk {

    //存储数据
    public void save(String data);

    //获取数据
    public String get();
}


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    package com.it.principles.demo3.after;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Memory
 * @Description: 内存条接口
 * @Author:
 */
public interface Memory {

    public void save();
}

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    package com.it.principles.demo3.after;

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

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


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    package com.it.principles.demo3.after;

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

    //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";
    }
}


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    package com.it.principles.demo3.after;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Computer
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 * @Author:
 */
public class Computer {

    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;
    }

    //运行计算机
    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();
    }
}


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    package com.it.principles.demo3.after;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: ComputerDemo
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 * @Author:
 */
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();
    }
}


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    1.4 接口隔离原则

    接口隔离原则：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。

    package com.it.principles.demo4.before;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: SafetyDoor
 * @Description: 安全门接口
 * @Author:
 */
public interface SafetyDoor {

    //防盗
    void antiTheft();

    //防火
    void fireProof();

    //防水
    void waterProof();
}


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    package com.it.principles.demo4.before;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: HeimaSafetyDoor
 * @Description: 黑马品牌的安全门
 * @Author:
 */
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");
    }
}


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    package com.it.principles.demo4.before;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Client
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 * @Author:
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        HeimaSafetyDoor door = new HeimaSafetyDoor();
        door.antiTheft();
        door.fireProof();
        door.waterProof();
    }
}


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    上面的设计我们发现了它存在的问题，一个安全门具有防盗，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，将接口进行拆分

    /**
 * 防盗接口
 */
public interface AntiTheft {
    void antiTheft();
}

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    /**
 * 防火接口
 */
public interface Fireproof {
    void fireproof();
}

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    /**
 * 防水接口
 */
public interface Waterproof {
    void waterproof();
}

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    package com.it.principles.demo4.after;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: HeiMaSafetyDoor
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 * @Author:
 */
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");
    }
}


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    package com.it.principles.demo4.after;

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

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


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    package com.it.principles.demo4.after;

import com.it.principles.demo4.before.HeimaSafetyDoor;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Client
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 * @Author:
 */
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();
    }
}


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    1.5 迪米特法则

    迪米特法则又叫最少知识原则。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。

    【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。
    在这里插入图片描述

    package com.it.principles.demo5;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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


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    package com.it.principles.demo5;

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

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

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


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    package com.it.principles.demo5;

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

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

    public String getName() {
        return name;
    }
}


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    代理类

    package com.it.principles.demo5;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Agent
 * @Description: 经纪人类
 * @Author:
 */
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");
    }
}


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    使用

    package com.it.principles.demo5;

/**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Client
 * @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
 * @Author:
 */
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(" 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
    }
}


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    1.6 合成复用原则

    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：

    1. 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。
    2. 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。
    3. 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：

    1. 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。
    2. 对象间的耦合度低。可以在类的成员位置声明抽象。
    3. 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。
    4.
    【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：
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_43751489/article/details/125682979