public class Person{
	private Integer id;
	private String name;

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}
}

UML类图：

可以看到，UML类图中的类包含的信息有：类名(Person)，成员变量(id、name)，成员方法(setName、getName)。

其中，成员变量信息包括成员变量名和成员变量类型，两者之间用":"隔开；成员方法信息包括成员方法名、参数列表、返回值类型。

类之间的关系

类之间的关系包括：依赖、泛化、实现、关联、聚合、组合。

依赖：

泛化：

实现：

关联：

聚合：

组合：

依赖(Dependence)

只要在一个类中用到了另一个类，两个类之间就存在依赖关系。

在一个类A中使用另一个类B的方式有：

B作为A的成员属性
B作为A中方法接收的参数
B作为A中方法的返回类型
A在方法中用到了B

以下面的PersonServiceBean类为例：

public class PersonServiceBean {
	private PersonDao personDao;// PersonDao类作为成员属性

	public void save(Person person) {// Person类作为方法的接收参数
	}

	public IDCard getIDCard(Integer personid) {// IDCard类作为方法的返回类型
		return null;
	}

	public void modify() {
		Department department = new Department();// Department类在方法中被用到
	}
}

class PersonDao {
}

class IDCard {
}

class Person {
}

class Department {
}

以上四种形式都构成依赖关系。

用UML图来表示就是：

依赖关系传递的三种方式：接口、构造器、setter

通过接口：

interface IOpenAndClose {
	public void open(ITV tv);
}

interface ITV {
	public void play();
}

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
	public void open(ITV tv) {
		tv.play();
	}
}

class ChangHong implements ITV {
	@Override
	public void play() {
		System.out.println("打开长虹电视机");
	}
}

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		ChangHong changHong = new ChangHong();
		OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
		openAndClose.open(changHong);
	}
}

通过构造方法：

interface IOpenAndClose {
	public void open();
}

interface ITV {
	public void play();
}

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
	public ITV tv;

	public OpenAndClose(ITV tv) {
		this.tv = tv;
	}

	public void open() {
		this.tv.play();
	}
}

class ChangHong implements ITV {
	@Override
	public void play() {
		System.out.println("打开长虹电视机");
	}
}

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		ChangHong changHong = new ChangHong();
		OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose(changHong);
		openAndClose.open();
	}
}

通过setter方法：

interface IOpenAndClose {
	public void open();

	public void setTv(ITV tv);
}

interface ITV {
	public void play();
}

class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
	public ITV tv;

	public void setTv(ITV tv) {
		this.tv = tv;
	}

	public void open() {
		this.tv.play();
	}
}

class ChangHong implements ITV {
	@Override
	public void play() {
		System.out.println("打开长虹电视机");
	}
}

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		ChangHong changHong = new ChangHong();
		OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
		openAndClose.setTv(changHong);
		openAndClose.open();
	}
}

输出：

打开长虹电视机

泛化(Generalization)

泛化关系实际上就是面向对象中的继承，它本质上是依赖关系的特例。

如果A类继承了B类，我们就说A类和B类之间存在泛化关系。

以下面的DaoSupport类和PersonServiceBean类为例：

public abstract class DaoSupport {
	public void save(Object entity) {
	}

	public void delete(Object id) {
	}
}

class PersonServiceBean extends DaoSupport {
}

用UML图来表示就是：(子类指向父类)

实现(Implementation)

实现关系实际上就是面向对象中的实现，它也是依赖关系的特例。

如果A类实现了B接口，我们就说A类和B接口之间存在实现关系。

以下面的PersonService接口和PersonServiceBean类为例：

public interface PersonService {
	public void delete(Integer id);
}

class PersonServiceBean implements PersonService {
	public void delete(Integer id) {
		System.out.println("delete");
	}
}

用UML图来表示就是：(类指向接口)

关联(Association)

关联关系是类与类、或者类与接口之间的一种强依赖关系。

关联关系具有导航性，可以是双向关系，也可以是单向关系。

关系可以是一对一、一对多、多对多。

以单向一对一关系和双向一对一关系为例：

单向一对一关系：

public class Person {
	private IDCard card;
}

class IDCard {
}

UML图：

双向一对一关系：

public class Person {
	private IDCard card;
}

class IDCard {
	private Person person;
}

UML图：

聚合(Aggregation)和组合(Composition)

聚合关系：

聚合关系表示的是整体和部分之间的关系，聚合关系认为部分可以从整体中分离出来。

如果部分不可以从整体中分离出来，则是组合关系。

聚合关系是关联关系的特例，所以它具有关联关系的导航性与多重性。

以一台电脑(Computer)为例，电脑由键盘(keyboard)、显示器(monitor)、鼠标(mouse)等部分组成，如果我们认为组成电脑的各个部分都是可以从电脑中分离出来的，用代码表示就是：

public class Computer {
	private Monitor monitor;
	private Mouse mouse;
}

class Monitor {
}

class Mouse {
}

聚合关系用UML图来表示就是：

组合关系：

组合关系也表示整体和部分之间的关系，组合关系认为部分不可以从整体中分离出来。

如果我们认为Monitor、Monse和Computer是不可分离的，则上面的聚合关系可以升级为组合关系。

public class Computer {
    private Monitor monitor = new Monitor();
    private Mouse mouse = new Mouse();
}

class Monitor {
}

class Mouse {
}

这样，只要创建了Computer对象，就会创建monitor和mouse；同样的，只要销毁了Computer对象，与之对应的monitor和mouse会一并销毁。

组合关系用UML图来表示就是：

鉴于“显示器、鼠标等能不能从电脑中分离出来”是一个哲学问题，下面用一个人(Person)-脑袋(Head)-身份证(IDCard) 的例子来比较聚合关系和组合关系。
public class Person {
	private IDCard card;// 聚合关系，可以分离
	private Head head = new Head();// 组合关系，不可分离
}

class IDCard {
}

class Head {
}
用UML图来表示就是：

设计模式七大原则

设计模式原则是程序员在使用设计模式编程时应当遵守的规则。

提问：xx模式为什么要这么设计？

答：因为xx设计原则。

设计模式原则包括：

单一职责原则
接口隔离原则
依赖倒转原则
里氏替换原则
开闭原则
迪米特法则
合成复用原则

单一职责原则

单一职责原则：一个类应该只负责一项职责。

如果类A负责两个不同的职责：职责1、职责2，当职责1需求变更并要求改变A时，可能会造成职责2执行错误。可将类A分解为A1、A2，分别负责职责1、职责2。

遵循单一职责原则主要的目的是降低类的复杂度，提高类的可读性、可维护性，降低业务变更带来的风险。

接口隔离原则

接口隔离原则：客户端不应该依赖它不需要的接口，即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

假设有接口Interface1定义了5个抽象方法，类B、类D实现了Interface1，类A通过接口Interface1依赖于类B，但只会用到接口中的1、2、3三个方法，类C通过接口Interface1依赖于类D，但只会用到接口中的1、4、5三个方法。

如果按照下图来设计：

这样就违反了接口隔离原则，因为Interface1对于类A和类C来说不是最小接口，类B和类D必须实现它们不需要的方法。

为遵循接口隔离原则，可以将接口Interface1拆分为几个独立的接口，类A和类C分别与它们需要的接口建立依赖关系。如下图所示：

依赖倒转原则

依赖倒转原则：

高层模块不应该依赖底层模块，二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。
依赖倒转的中心思想是面向接口编程。
依赖倒转原则的设计理念：相对于细节的多变性，抽象的东西相对稳定。以抽象为基础搭建的架构比以细节为基础的架构要稳定的多。在Java中，抽象就是指接口或抽象类，细节就是具体的实现类。
使用接口或抽象类的目的是制定规范，而不涉及任何具体的实现，展现细节的任务交给它们的实现类去完成。

依赖倒转原则的注意事项有：

底层模块尽量都要有抽象类或接口。
变量的声明类型尽量是抽象类或接口，这样变量引用和实际对象间就存在一个缓冲层，利于程序扩展和优化。
继承时遵循里氏替换原则。

我们先不遵循依赖倒转原则写一个接收email信息的Person类：

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Person person = new Person();
		person.receive(new Email());
	}
}

class Email {
	public String getInfo() {
		return "Email: Hello World!";
	}
}

class Person {
	public void receive(Email email) {
		System.out.println(email.getInfo());
	}
}

输出结果：

Email: Hello World!

这样做比较容易理解。

现在我们要新增一个接收微信消息的功能，需要新增一个WeChat类，并在Person类中添加接收WeChat消息的方法：

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Person person = new Person();
		person.receive(new Email());
		person.receive(new WeChat());
	}
}

class Email {
	public String getInfo() {
		return "Email: Hello World!";
	}
}

class WeChat {//新增WeChat类
	public String getInfo() {
		return "WeChat: Hello World!";
	}
}

class Person {
	public void receive(Email email) {
		System.out.println(email.getInfo());
	}

	public void receive(WeChat weChat) {//新增接收WeChat消息的方法
		System.out.println(weChat.getInfo());
	}
}

输出结果：

Email: Hello World!
WeChat: Hello World!

这么做当然也可以完成需求，但每次增加接收新的消息类型的功能时，都需要改动Person类(违反了开闭原则)。遵循依赖倒转原则，我们就可以在不改动Person类的情况下增加新的消息类型。

创建接口IReceiver，并使每种消息类型都实现这个接口：

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Person person = new Person();
		person.receive(new Email());
		person.receive(new WeChat());
	}
}

interface IReceiver {//创建接口IReceiver
	String getInfo();
}

class Email implements IReceiver {//Email类实现IReceiver接口
	public String getInfo() {
		return "Email: Hello World!";
	}
}

class WeChat implements IReceiver {//新增的WeChat类实现IReceiver接口
	public String getInfo() {
		return "WeChat: Hello World!";
	}
}

class Person {
	public void receive(IReceiver receiver) {//参数改为IReceiver接口对象
		System.out.println(receiver.getInfo());
	}
}

输出结果：

Email: Hello World!
WeChat: Hello World!

之后每次增加接收新的消息类型的功能时，都创建新增消息类型的类，并实现IReceive接口，不需要再对Person类进行改动。

里氏替换原则

里氏替换原则：如果对每个类型为T1的对象o1，都有类型为T2的对象o2，使得以T1定义的所有程序P在所有的对象o1都代换成o2时，程序P的行为没有发生变化，那么类型T2是类型T1的子类型。换言之，所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

更直白地来讲，在子类中尽量不要重写父类的方法。

继承实际上让两个类的耦合性增强了，在适当的情况下，可以使用依赖、聚合、组合的方式来代替继承解决问题(合成复用原则)。

通常的做法是：把原有的继承关系去掉，原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类，采用依赖、聚合、组合等关系代替。

例如，类B继承类A：
class A {
	public int func1(int a, int b) {
		return a + b;
	}
}

class B extends A {
	public int func1(int a, int b) {
		return a - b;
	}
}
类A中的func1方法被重写。

可以改为：
class Base {

}

class A extends Base {
	public int func1(int a, int b) {
		return a + b;
	}
}

class B extends Base {
	private A a = new A();

	public int func1(int a, int b) {
		return a - b;
	}

	public int func2(int a, int b) {
		return this.a.func1(a, b);
	}
}
调用类B中的func2，相当于调用类A中的func1。

开闭原则

开闭原则：一个软件实体(如类、模块、函数)应该对扩展开放，对修改关闭。用抽象构建框架，用实现扩展细节。

对提供方开放，对使用方关闭。

当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化。

编程中遵循其它原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。

我们回到讲依赖倒转原则时举的例子，其中People类是使用方，应该避免在增加新功能时对People类进行修改，而应该通过扩展现有的软件实体完成需求。

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Person person = new Person();
		person.receive(new Email());
		person.receive(new WeChat());
	}
}

interface IReceiver {
	String getInfo();
}

class Email implements IReceiver {
	public String getInfo() {
		return "Email: Hello World!";
	}
}

class WeChat implements IReceiver {
	public String getInfo() {
		return "WeChat: Hello World!";
	}
}

class Person {
	public void receive(IReceiver receiver) {
		System.out.println(receiver.getInfo());
	}
}

迪米特法则

迪米特法则：一个对象应该对其它对象保持最少的了解。

迪米特法则又叫最少知道原则，即一个类对自己依赖的类了解的越少越好，被依赖的类不管多么复杂，都尽量将逻辑封装在类的内部，除了提供的public方法，不对外泄漏任何信息。

遵循迪米特法则是为了降低类之间的耦合。

关于迪米特法则我们只需要记住一点：陌生的类不要以局部变量的形式出现在类的内部。

所谓陌生的类，即没有在成员变量、方法参数、方法返回值中出现过的类。

合成复用原则

合成复用原则：尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

如果我们想让类B使用类A中的方法，使用继承会使A和B的耦合性增强：

可以将A和B改进成依赖关系：

或者改成聚合关系：

或者改成组合关系：

加油！

讨伐设计模式——基本原则篇

设计模式

UML

UML类图

类的组成