java中23种设计模式和7大原则详解

简介:从“写好代码”到“设计代码”的过程,不仅是技术的提升,更是编程思维的提升,而这其中最关键的就是设计模式,是否理解并掌握设计模式,也是衡量程序员能力的标准之一,编写软件过程中,程序员面临着来自 耦合性,内聚性以及可维护性,可扩展性,重用性,灵活性等多方面的挑战,设计模式是为了让程序(软件)变得更好,本专栏将详解23种设计模式和7大原则

设计模式的重要性

1)软件工程中,设计模式(design pattern)是对软件设计中普遍存在(反复出现)的各种问题,所提出的解决方案。这个术语是由埃里希·伽玛(Erich Gamma)等人在 1990 年代从建筑设计领域引入到计算机科学的
2)大厦 VS 简易房
在这里插入图片描述
3)拿实际工作经历来说, 当一个项目开发完后,如果客户提出增新功能,怎么办?。(可扩展性,使用设计模式,软件具有很好的扩展性)

4)如果项目开发完后,原来程序员离职,你接手维护该项目怎么办? (维护性[可读性、规范性])
5)目前程序员门槛越来越高,一线 IT 公司(大厂),都会问你在实际项目中使用过什么设计模式,怎样使用的,解决了什么问题。
6)设计模式在软件中哪里?面向对象(oo)=>功能模块[设计模式+算法(数据结构)]=>框架[使用到多种设计模式]=> 架构 [服务器集群]

设计模式七大原则

设计模式的目的
编写软件过程中,程序员面临着来自 耦合性,内聚性以及可维护性,可扩展性,重用性,灵活性 等多方面的挑战,设计模式是为了让程序(软件)变得更好

1)代码重用性 (即:相同功能的代码,不用多次编写)

2)可读性 (即:编程规范性, 便于其他程序员的阅读和理解)

3)可扩展性 (即:当需要增加新的功能时,非常的方便,称为可维护)

4)可靠性 (即:当我们增加新的功能后,对原来的功能没有影响)

5)使程序呈现高内聚,低耦合的特性分享金句:
设计模式包含了面向对象的精髓,“懂了设计模式,你就懂了面向对象分析和设计(OOA/D)的精要”

6)Scott Mayers 在其巨著《Effective C++》就曾经说过:C++老手和 C++新手的区别就是前者手背上有很多伤疤
设计模式七大原则
设计模式原则,其实就是程序员在编程时,应当遵守的原则,也是各种设计模式的基础(即:设计模式为什么这样设计的依据)
设计模式常用的七大原则有:
1)单一职责原则

2)接口隔离原则

3)依赖倒转(倒置)原则

4)里氏替换原则

5)开闭原则

6)迪米特法则

7)合成复用原则

单一职责原则

对类来说的,即一个类应该只负责一项职责。如类 A 负责两个不同职责:职责 1,职责 2。当职责 1 需求变更而改变 A 时,可能造成职责 2 执行错误,所以需要将类 A 的粒度分解为 A1,A2,一句话就是一个类不要太累
代码演示:

public class SingleDuty1{
public static void main(String[] arg){
            Vehicle vehicle = new Vehicle();
            vehicle.run("摩托车");
            vehicle.run("汽车");
           vehicle.run("飞机");
       }
}
// 交通工具类
// 方 式 1
// 1. 在方式 1 的 run 方法中,违反了单一职责原则
// 2. 解决的方案非常的简单,根据交通工具运行方法不同,分解成不同类即可
class Vehicle {
public void run(String vehicle) { System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
       }
}

方式二:

public class SingleDuty2{
public static void main(String[] arg){
               RoadVehicle roadVehicle = new RoadVehicle();
               roadVehicle.run("摩托车");
               roadVehicle.run("汽车");
AirVehicle airVehicle = new AirVehicle();
airVehicle.run("飞机");
          }
}

//方案 2 的分析
//1. 遵守单一职责原则
//2. 但是这样做的改动很大,即将类分解,同时修改客户端
//3. 改进:直接修改 Vehicle 类,改动的代码会比较少=>方案 3


class RoadVehicle {
public void run(String vehicle) { System.out.println(vehicle + "公路运行");
       }
}
class AirVehicle {
public void run(String vehicle) { System.out.println(vehicle + "天空运行");
            }
      }
class WaterVehicle {
public void run(String vehicle) { System.out.println(vehicle + "水中运行");
       }
}

方式三:

public class SingleDuty3{
public static void main(String[] arg){
          Vehicle2 vehicle2	= new Vehicle2();
          vehicle2.run("汽车");
          vehicle2.runWater("轮船");
          vehicle2.runAir("飞机");
         }
}
//1. 这种修改方法没有对原来的类做大的修改,只是增加方法
//2. 这里虽然没有在类这个级别上遵守单一职责原则,但是在方法级别上,仍然是遵守单一职责
class Vehicle2 {
public void run(String vehicle) {
//处理
System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
         }
  
public void runAir(String vehicle) { System.out.println(vehicle + " 在天空上运行....");
       }
    
public void runWater(String vehicle) { System.out.println(vehicle + " 在水中行....");
       }
//方法 
//..
//..


//...
}

单一职责原则注意事项和细节
1)降低类的复杂度,一个类只负责一项职责。
2)提高类的可读性,可维护性
3)降低变更引起的风险
4)通常情况下,我们应当遵守单一职责原则,只有逻辑足够简单,才可以在代码级违反单一职责原则;只有类中方法数量足够少,可以在方法级别保持单一职责原则

下篇:设计原则之接口隔离原则

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