设计模式的六大原则
1、开闭原则(Open Close Principle)
开闭原则的意思是:对扩展开放,对修改关闭。
也就是在程序需要进行拓展的时候,不去修改原有的代码,可以热插拔,使程序的扩展性好,易于维护和升级。想要达到这样的效果,需要使用接口和抽象类。
如果一个系统在扩展时只涉及到修改配置文件,而原有的代码没有做任何修改,该系统即可认为是一个符合开闭原则的系统。
2、里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)
里氏代换原则中说,任何基类可以出现的地方,子类一定可以出现。
也就是说将一个基类对象替换成它的子类对象,程序将不会产生任何错误和异常,而反过来则不成立,使用的是一个子类对象,那么它不一定能够使用基类对象。例如一个方法接收父类对象,那么这个方法也可以接收子类对象。由于使用基类对象的地方都可以使用子类对象,因此在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义,而在运行时再确定其子类类型,用子类对象来替换父类对象。
里氏代换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤就是抽象化,而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现,所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。
在使用里氏代换原则时需要注意如下几个问题:
(1)子类的所有方法必须在父类中声明,或子类必须实现父类中声明的所有方法。如果一个方法只存在子类中,在父类中不提供相应的声明,则无法在以父类定义的对象中使用该方法。
(2) 尽量把父类设计为抽象类或者接口,让子类继承父类或实现父接口,并实现在父类中声明的方法,运行时,子类实例替换父类实例,我们可以很方便地扩展系统的功能,同时无须修改原有子类的代码,增加新的功能可以通过增加一个新的子类来实现。
(3)Java语言中,在编译阶段,Java编译器会检查一个程序是否符合里氏代换原则,这是一个与实现无关的、纯语法意义上的检查,但Java编译器的检查是有局限的。
3、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)
抽象不应该依赖于细节,细节应当依赖于抽象, 也就是针对接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。
这个原则是开闭原则的基础。
在程序代码中传递参数时或在关联关系中,尽量引用层次高的抽象层类,即使用接口和抽象类进行变量类型声明、参数类型声明、方法返回类型声明,以及数据类型的转换等,而不要用具体类来做这些事情。为了确保该原则的应用,一个具体类应当只实现接口或抽象类中声明过的方法,而不要给出多余的方法,否则将无法调用到在子类中增加的新方法。模块间通过抽象发生,实现类之间不发生直接依赖关系,其依赖关系是通过接口或者抽象类产生的。如果类与类直接依赖细节,那么就会直接耦合,那么当修改时,就会同时修改依赖者代码,这样限制了可扩展性。
在实现依赖倒转原则时,我们需要针对抽象层编程,而将具体类的对象通过依赖注入(DependencyInjection, DI)的方式注入到其他对象中,依赖注入是指当一个对象要与其他对象发生依赖关系时,通过抽象来注入所依赖的对象。常用的注入方式有三种,分别是:构造注入,设值注入(Setter注入)和接口注入。构造注入是指通过构造函数来传入具体类的对象,设值注入是指通过Setter方法来传入具体类的对象,而接口注入是指通过在接口中声明的业务方法来传入具体类的对象。这些方法在定义时使用的是抽象类型,在运行时再传入具体类型的对象,由子类对象来覆盖父类对象。
4、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)
这个原则的意思是:使用多个隔离的接口,比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是:降低类之间的耦合度。强调降低依赖,降低耦合。
5、迪米特法则,又称最少知道原则(Demeter Principle)
一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。
应该尽量减少对象之间的交互,如果两个对象之间不必彼此直接通信,那么这两个对象就不应当发生任何直接的相互作用,如果其中的一个对象需要调用另一个对象的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。简言之,就是通过引入一个合理的第三者来降低现有对象之间的耦合度。在类的设计上,只要有可能,一个类型应当设计成不变类。在对其他类的引用上,一个对象对其他对象的引用应当降到最低。
6、单一职责原则,又称合成复用原则(Composite Reuse Principle)
尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。通俗讲就是我们不要让一个类承担过多的职责。
一个类承担的职责越多,它被复用的可能性就越小,而且一个类承担的职责过多,就相当于将这些职责耦合在一起,当其中一个职责变化时,可能会影响其他职责的运作,因此要将这些职责进行分离,将不同的职责封装在不同的类中,即将不同的变化原因封装在不同的类中,如果多个职责总是同时发生改变则可将它们封装在同一类中。