學習的最大理由是想擺脫平庸，早一天就多一份人生的精彩；遲一天就多一天平庸的困擾。各位小伙伴，如果您：
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前言
一、開閉原則
二、里氏代換原則
三、依賴倒轉(zhuǎn)原則
四、接口隔離原則
五、迪米特法則
六、合成復用原則
在軟件開發(fā)中，為了提高軟件系統(tǒng)的可維護性和可復用性，增加軟件的可擴展性和靈活性，程序員要盡量根據(jù)6條原則來開發(fā)程序，從而提高軟件開發(fā)效率、節(jié)約軟件開發(fā)成本和維護成本。
一、開閉原則
對擴展開放，對修改關(guān)閉。在程序需要進行拓展的時候，不能去修改原有的代碼，實現(xiàn)一個熱插拔的效果。簡言之，是為了使程序的擴展性好，易于維護和升級。
想要達到這樣的效果，我們需要使用接口和抽象類。
因為抽象靈活性好，適應(yīng)性廣，只要抽象的合理，可以基本保持軟件架構(gòu)的穩(wěn)定。而軟件中易變的細節(jié)可以從抽象派生來的實現(xiàn)類來進行擴展，當軟件需要發(fā)生變化時，只需要根據(jù)需求重新派生一個實現(xiàn)類來擴展就可以了。
下面以 搜狗輸入法 的皮膚為例介紹開閉原則的應(yīng)用。
【例】搜狗輸入法 的皮膚設(shè)計。
分析：搜狗輸入法 的皮膚是輸入法背景圖片、窗口顏色和聲音等元素的組合。用戶可以根據(jù)自己的喜愛更換自己的輸入法的皮膚，也可以從網(wǎng)上下載新的皮膚。這些皮膚有共同的特點，可以為其定義一個抽象類（AbstractSkin），而每個具體的皮膚（DefaultSpecificSkin和HeimaSpecificSkin）是其子類。用戶窗體可以根據(jù)需要選擇或者增加新的主題，而不需要修改原代碼，所以它是滿足開閉原則的。
SougouInput 類
public class SougouInput {
private AbstractSkin skin;
public void setSkin(AbstractSkin skin) {
this.skin = skin;
}
public void display(){
skin.display();
}
}
AbstractSkin類
public abstract class AbstractSkin {
//顯示的方法
public abstract void display();
}
DefaultSkin類
public class DefaultSkin extends AbstractSkin {
@Override
public void display() {
System.out.println("默認皮膚");
}
}
HeimaSkin類
public class HeimaSkin extends AbstractSkin{
@Override
public void display() {
System.out.println("黑馬皮膚");
}
}
Client（測試類）
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//1、創(chuàng)建搜狗輸入法對象
SougouInput input=new SougouInput();
//2、創(chuàng)建皮膚
// DefaultSkin skin=new DefaultSkin();
HeimaSkin skin=new HeimaSkin();
//3、將皮膚設(shè)置到輸入法中
input.setSkin(skin);
//4、顯示皮膚
input.display();
}
}
結(jié)果展示：
二、里氏代換原則
里氏代換原則是面向?qū)ο笤O(shè)計的基本原則之一。
里氏代換原則：任何基類可以出現(xiàn)的地方，子類一定可以出現(xiàn)。通俗理解：子類可以擴展父類的功能，但不能改變父類原有的功能。換句話說，子類繼承父類時，除添加新的方法完成新增功能外，盡量不要重寫父類的方法。
如果通過重寫父類的方法來完成新的功能，這樣寫起來雖然簡單，但是整個繼承體系的可復用性會比較差，特別是運用多態(tài)比較頻繁時，程序運行出錯的概率會非常大。
下面看一個里氏替換原則中經(jīng)典的一個例子
【例】正方形不是長方形。
在數(shù)學領(lǐng)域里，正方形毫無疑問是長方形，它是一個長寬相等的長方形。所以，我們開發(fā)的一個與幾何圖形相關(guān)的軟件系統(tǒng)，就可以順理成章的讓正方形繼承自長方形。
代碼如下：
長方形類（Rectangle）：
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;
}
}
正方形（Square）：
由于正方形的長和寬相同，所以在方法setLength和setWidth中，對長度和寬度都需要賦相同值。
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);
}
}
類RectangleDemo是我們的軟件系統(tǒng)中的一個組件，它有一個resize方法依賴基類Rectangle，resize方法是RectandleDemo類中的一個方法，用來實現(xiàn)寬度逐漸增長的效果。
public class RectangleDemo {
public static void resize(Rectangle rectangle) {
while (rectangle.getWidth() <= rectangle.getLength()) {
rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + 1);
}
}
//打印長方形的長和寬
public static void printLengthAndWidth(Rectangle rectangle) {
System.out.println(rectangle.getLength());
System.out.println(rectangle.getWidth());
}
public static void main(String[] args) {
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.setLength(20);
rectangle.setWidth(10);
resize(rectangle);
printLengthAndWidth(rectangle);
System.out.println("============");
Rectangle rectangle1 = new Square();
rectangle1.setLength(10);
resize(rectangle1);
printLengthAndWidth(rectangle1);
}
}
我們運行一下這段代碼就會發(fā)現(xiàn)，假如我們把一個普通長方形作為參數(shù)傳入resize方法，就會看到長方形寬度逐漸增長的效果，當寬度大于長度,代碼就會停止，這種行為的結(jié)果符合我們的預期；假如我們再把一個正方形作為參數(shù)傳入resize方法后，就會看到正方形的寬度和長度都在不斷增長，代碼會一直運行下去，直至系統(tǒng)產(chǎn)生溢出錯誤。所以，普通的長方形是適合這段代碼的，正方形不適合。
我們得出結(jié)論：在resize方法中，Rectangle類型的參數(shù)是不能被Square類型的參數(shù)所代替，如果進行了替換就得不到預期結(jié)果。因此，Square類和Rectangle類之間的繼承關(guān)系違反了里氏代換原則，它們之間的繼承關(guān)系不成立，正方形不是長方形。
如何改進呢？此時我們需要重新設(shè)計他們之間的關(guān)系。抽象出來一個四邊形接口(Quadrilateral)，讓Rectangle類和Square類實現(xiàn)Quadrilateral接口
Quadrilateral類
public interface Quadrilateral {
//獲取長
double getLength();
//獲取寬
double getWidth();
}
Rectangle類
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;
}
@Override
public double getLength() {
return length;
}
@Override
public double getWidth() {
return width;
}
}
Square類
public class Square implements Quadrilateral{
private double side;
public double getSide() {
return side;
}
public void setSide(double side) {
this.side = side;
}
@Override
public double getLength() {
return side;
}
@Override
public double getWidth() {
return side;
}
}
RectangleDemo（測試類）
public class RectangleDemo {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建長方形對象
Rectangle r=new Rectangle();
r.setLength(20);
r.setLength(10);
//調(diào)用方法進行擴寬操作
resize(r);
printLengthAndWidth(r);
}
//擴寬的方法
public static void resize (Rectangle rectangle){
//判斷寬如果比長小，進行擴寬的操作
while (rectangle.getWidth() <= rectangle.getLength()) {
rectangle.setWidth(rectangle.getWidth() + 1);
}
}
//打印長和寬
public static void printLengthAndWidth(Quadrilateral quadrilateral){
System.out.println(quadrilateral.getLength());
System.out.println(quadrilateral.getWidth());
}
}
三、依賴倒轉(zhuǎn)原則
高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊，兩者都應(yīng)該依賴其抽象；抽象不應(yīng)該依賴細節(jié)，細節(jié)應(yīng)該依賴抽象。簡單的說就是要求對抽象進行編程，不要對實現(xiàn)進行編程，這樣就降低了客戶與實現(xiàn)模塊間的耦合。
下面看一個例子來理解依賴倒轉(zhuǎn)原則
【例】組裝電腦
現(xiàn)要組裝一臺電腦，需要配件cpu，硬盤，內(nèi)存條。只有這些配置都有了，計算機才能正常的運行。選擇cpu有很多選擇，如Intel，AMD等，硬盤可以選擇希捷，西數(shù)等，內(nèi)存條可以選擇金士頓，海盜船等。
類圖如下：
代碼如下：
希捷硬盤類（XiJieHardDisk）:
public class XiJieHardDisk implements HardDisk {
public void save(String data) {
System.out.println("使用希捷硬盤存儲數(shù)據(jù)" + data);
}
public String get() {
System.out.println("使用希捷希捷硬盤取數(shù)據(jù)");
return "數(shù)據(jù)";
}
}
Intel處理器（IntelCpu）：
public class IntelCpu implements Cpu {
public void run() {
System.out.println("使用Intel處理器");
}
}
金士頓內(nèi)存條（KingstonMemory）：
public class KingstonMemory implements Memory {
public void save() {
System.out.println("使用金士頓作為內(nèi)存條");
}
}
電腦（Computer）：
public class Computer {
private XiJieHardDisk hardDisk;
private IntelCpu cpu;
private KingstonMemory memory;
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 XiJieHardDisk getHardDisk() {
return hardDisk;
}
public void setHardDisk(XiJieHardDisk hardDisk) {
this.hardDisk = hardDisk;
}
public void run() {
System.out.println("計算機工作");
cpu.run();
memory.save();
String data = hardDisk.get();
System.out.println("從硬盤中獲取的數(shù)據(jù)為：" + data);
}
}
測試類（TestComputer）：
測試類用來組裝電腦。
public class TestComputer {
public static void main(String[] args) {
Computer computer = new Computer();
computer.setHardDisk(new XiJieHardDisk());
computer.setCpu(new IntelCpu());
computer.setMemory(new KingstonMemory());
computer.run();
}
}
上面代碼可以看到已經(jīng)組裝了一臺電腦，但是似乎組裝的電腦的cpu只能是Intel的，內(nèi)存條只能是金士頓的，硬盤只能是希捷的，這對用戶肯定是不友好的，用戶有了機箱肯定是想按照自己的喜好，選擇自己喜歡的配件。
根據(jù)依賴倒轉(zhuǎn)原則進行改進：
代碼我們只需要修改Computer類，讓Computer類依賴抽象（各個配件的接口），而不是依賴于各個組件具體的實現(xiàn)類。
類圖如下：
電腦（Computer）：
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;
}
public void run() {
System.out.println("計算機工作");
cpu.run();
memory.save();
String data = hardDisk.get();
System.out.println("從硬盤中獲取的數(shù)據(jù)為：" + data);
}
}
ComputerDemo（測試類）
public class ComputerDemo {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建計算機對象
Computer computer=new Computer();
//創(chuàng)建組件對象，并組合
computer.setHardDisk(new XiJieHardDisk());
computer.setCpu(new IntelCpu());
computer.setMemory(new KingstonMemory());
computer.run();
}
}
Cpu接口
public interface Cpu {
//允許Cpu
public void run();
}
HardDisk接口
public interface HardDisk {
//存儲數(shù)據(jù)
public void save(String data);
//獲取數(shù)據(jù)
public String get();
}
Memory接口
public interface Memory {
public void save();
}
IntelCpu類
public class IntelCpu implements Cpu{
public void run() {
System.out.println("使用Intel處理器");
}
}
KingstonMemory類
public class KingstonMemory implements Memory{
public void save() {
System.out.println("使用金士頓作為內(nèi)存條");
}
}
XiJieHardDisk類
public class XiJieHardDisk implements HardDisk{
public void save(String data) {
System.out.println("使用希捷硬盤存儲數(shù)據(jù)" + data);
}
public String get() {
System.out.println("使用希捷硬盤取數(shù)據(jù)");
return "數(shù)據(jù)";
}
}
面向?qū)ο蟮拈_發(fā)很好的解決了這個問題，一般情況下抽象的變化概率很小，讓用戶程序依賴于抽象，實現(xiàn)的細節(jié)也依賴于抽象。即使實現(xiàn)細節(jié)不斷變動，只要抽象不變，客戶程序就不需要變化。這大大降低了客戶程序與實現(xiàn)細節(jié)的耦合度。
四、接口隔離原則
客戶端不應(yīng)該被迫依賴于它不使用的方法；一個類對另一個類的依賴應(yīng)該建立在最小的接口上。
下面看一個例子來理解接口隔離原則
【例】安全門案例
我們需要創(chuàng)建一個黑馬品牌的安全門，該安全門具有防火、防水、防盜的功能。可以將防火，防水，防盜功能提取成一個接口，形成一套規(guī)范。類圖如下：
Client（測試類）
public class Client {
public static void main(String[] args) {
HeiMaSafetyDoor door=new HeiMaSafetyDoor();
door.antiTheft();
door.fireproof();
door.waterproof();
}
}
HeiMaSafetyDoor類
public class HeiMaSafetyDoor {
public void antiTheft() {
System.out.println("防盜");
}
public void fireproof() {
System.out.println("防火");
}
public void waterproof() {
System.out.println("防水");
}
}
SafetyDoor接口
public interface SafetyDoor {
//防盜
void antiTheft();
//防火
void fireProof();
//防水
void waterProof();
}
上面的設(shè)計我們發(fā)現(xiàn)了它存在的問題，黑馬品牌的安全門具有防盜，防水，防火的功能。現(xiàn)在如果我們還需要再創(chuàng)建一個傳智品牌的安全門，而該安全門只具有防盜、防水功能呢？很顯然如果實現(xiàn)SafetyDoor接口就違背了接口隔離原則，那么我們?nèi)绾芜M行修改呢？看如下類圖：
代碼如下：
AntiTheft（接口）：
public interface AntiTheft {
void antiTheft();
}
Fireproof（接口）：
public interface Fireproof {
void fireproof();
}
Waterproof（接口）：
public interface Waterproof {
void waterproof();
}
HeiMaSafetyDoor（類）：
public class HeiMaSafetyDoor implements AntiTheft,Fireproof,Waterproof {
public void antiTheft() {
System.out.println("防盜");
}
public void fireproof() {
System.out.println("防火");
}
public void waterproof() {
System.out.println("防水");
}
}
ItcastSafetyDoor（類）：
public class ItcastSafetyDoor implements AntiTheft,Fireproof {
public void antiTheft() {
System.out.println("防盜");
}
public void fireproof() {
System.out.println("防火");
}
}
Client（測試類）
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建黑馬安全門對象
HeiMaSafetyDoor door=new HeiMaSafetyDoor();
//調(diào)用功能
door.antiTheft();
door.fireproof();
door.waterproof();
System.out.println("===============");
//創(chuàng)建傳智安全門對象
ItcastSafetyDoor door1=new ItcastSafetyDoor();
//調(diào)用功能
door1.antiTheft();
door1.fireproof();
}
}
五、迪米特法則
迪米特法則又叫最少知識原則。
只和你的直接朋友交談，不跟“陌生人”說話（Talk only to your immediate friends and not to strangers）。
其含義是：如果兩個軟件實體無須直接通信，那么就不應(yīng)當發(fā)生直接的相互調(diào)用，可以通過第三方轉(zhuǎn)發(fā)該調(diào)用。其目的是降低類之間的耦合度，提高模塊的相對獨立性。
迪米特法則中的“朋友”是指：當前對象本身、當前對象的成員對象、當前對象所創(chuàng)建的對象、當前對象的方法參數(shù)等，這些對象同當前對象存在關(guān)聯(lián)、聚合或組合關(guān)系，可以直接訪問這些對象的方法。
下面看一個例子來理解迪米特法則
【例】明星與經(jīng)紀人的關(guān)系實例
明星由于全身心投入藝術(shù)，所以許多日常事務(wù)由經(jīng)紀人負責處理，如和粉絲的見面會，和媒體公司的業(yè)務(wù)洽淡等。這里的經(jīng)紀人是明星的朋友，而粉絲和媒體公司是陌生人，所以適合使用迪米特法則。
類圖如下：
代碼如下：
明星類（Star）
public class Star {
private String name;
public Star(String name) {
this.name=name;
}
public String getName() {
return name;
}
}
粉絲類（Fans）
public class Fans {
private String name;
public Fans(String name) {
this.name=name;
}
public String getName() {
return name;
}
}
媒體公司類（Company）
public class Company {
private String name;
public Company(String name) {
this.name=name;
}
public String getName() {
return name;
}
}
經(jīng)紀人類（Agent）
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;
}
public void meeting() {
System.out.println(fans.getName() + "與明星" + star.getName() + "見面了。");
}
public void business() {
System.out.println(company.getName() + "與明星" + star.getName() + "洽淡業(yè)務(wù)。");
}
}
六、合成復用原則
合成復用原則是指：盡量先使用組合或者聚合等關(guān)聯(lián)關(guān)系來實現(xiàn)，其次才考慮使用繼承關(guān)系來實現(xiàn)。
通常類的復用分為繼承復用和合成復用兩種。
繼承復用雖然有簡單和易實現(xiàn)的優(yōu)點，但它也存在以下缺點：
- 繼承復用破壞了類的封裝性。因為繼承會將父類的實現(xiàn)細節(jié)暴露給子類，父類對子類是透明的，所以這種復用又稱為“白箱”復用。
- 子類與父類的耦合度高。父類的實現(xiàn)的任何改變都會導致子類的實現(xiàn)發(fā)生變化，這不利于類的擴展與維護。
- 它限制了復用的靈活性。從父類繼承而來的實現(xiàn)是靜態(tài)的，在編譯時已經(jīng)定義，所以在運行時不可能發(fā)生變化。
采用組合或聚合復用時，可以將已有對象納入新對象中，使之成為新對象的一部分，新對象可以調(diào)用已有對象的功能，它有以下優(yōu)點：
- 它維持了類的封裝性。因為成分對象的內(nèi)部細節(jié)是新對象看不見的，所以這種復用又稱為“黑箱”復用。
- 對象間的耦合度低?？梢栽陬惖某蓡T位置聲明抽象。
- 復用的靈活性高。這種復用可以在運行時動態(tài)進行，新對象可以動態(tài)地引用與成分對象類型相同的對象。
下面看一個例子來理解合成復用原則
【例】汽車分類管理程序
汽車按“動力源”劃分可分為汽油汽車、電動汽車等；按“顏色”劃分可分為白色汽車、黑色汽車和紅色汽車等。如果同時考慮這兩種分類，其組合就很多。類圖如下：
從上面類圖我們可以看到使用繼承復用產(chǎn)生了很多子類，如果現(xiàn)在又有新的動力源或者新的顏色的話，就需要再定義新的類。我們試著將繼承復用改為聚合復用看一下。
文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-784771.html
總結(jié)
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