书读百遍其义自见 - 六大原则 23种设计模式

作者: 西魏陶渊明
博客: https://blog.springlearn.cn/

天下代码一大抄, 抄来抄去有提高, 看你会抄不会抄！

一、设计模式

设计模式一般分为三类：创建型模式、结构型模式、行为型模式。

创建型模式：对象实例化的模式，创建型模式用于解耦对象的实例化过程。
结构型模式：把类或对象结合在一起形成一个更大的结构。
行为型模式：类和对象如何交互，及划分责任和算法

1.1 创建型模式

创建型模式简单来说就是用来创建对象的。一共有五种：单例模式、建造者模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、原型模式。

单例模式：确保某一个类只有一个实例，并且提供一个全局访问点。
建造者模式：用来创建复杂的复合对象。
工厂方法模式：让子类来决定要创建哪个对象。
抽象工厂模式：创建多个产品族中的产品对象。
原型模式：通过复制原型来创建新对象。

1.2 结构型模式

结构型模式主要是用于处理类或者对象的组合。一共有七种：适配器模式、装饰模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

代理模式：控制客户端对对象的访问。
组合模式：将整体与局部（树形结构）进行递归组合，让客户端能够以一种的方式对其进行处理。
适配器模式：将原来不兼容的两个类融合在一起。
装饰者模式：为对象添加新功能。
享元模式：使用对象池来减少重复对象的创建。
外观模式：对外提供一个统一的接口用来访问子系统。
桥接模式：将两个能够独立变化的部分分离开来。

1.3 行为型模式

行为型模式主要是描述类或者对象是怎样交互和怎样分配职责的。一共有十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

策略模式：封装不同的算法，算法之间能互相替换。
状态模式：根据不同的状态做出不同的行为。
责任链模式：将事件沿着链去处理。
观察者模式：状态发生改变时通知观察者，一对多的关系。
模板方法模式：定义一套流程模板，根据需要实现模板中的操作。
迭代器模式：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素。
备忘录模式：保存对象的状态，在需要时进行恢复。
访问者模式：稳定数据结构中，定义新的操作行为。
中介者模式：将网状结构转变为星型结构，所有行为都通过中介。
解释器模式：定义语法，并对其进行解释。
命令模式：将请求封装成命令，并记录下来，能够撤销与重做。

总结
虽然设计模式是个好东西，能够给我们带来各种好处，比如降低对象之间的耦合，增加程序的可复用性、可扩展性、可维护性等等。
但是我们也不应该滥用设计模式，设计模式在一定程序上会增加系统的复杂性。我们在写码时应该评估好各方面，避免过度设计。

二、六大原则

2.1 开闭原则

定义

一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放，对修改关闭。

问题场景

在软件的生命周期内，因为变化、升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改时，可能会给旧代码中引入错误，也可能会使我们不得不对整个功能进行重构，并且需要原有代码经过重新测试。

解决方案

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。

表达

用抽象构建框架，用实现扩展细节因为抽象灵活性好，适应性广，只要抽象的合理，可以基本保持软件架构的稳定。而软件中易变的细节，我们用从抽象派生的实现类来进行扩展，当软件需要发生变化时，我们只需要根据需求重新派生一个实现类来扩展就可以了。当然前提是我们的抽象要合理，要对需求的变更有前瞻性和预见性才行。

分析

就是对扩展开放,对修改关闭, 里式替换原则理论支持了这个一说法,及子类要能替换父类,这样子类就可以在父类的基础上,扩展

2.2 单一职责原则

定义

一个类只负责一项职责。

问题场景

类T负责两个不同的职责：职责P1，职责P2。当由于职责P1需求发生改变而需要修改类T时，有可能会导致原本运行正常的职责P2功能发生故障。

解决方案

遵循单一职责原则。分别建立两个类T1、T2，使T1完成职责P1功能，T2完成职责P2功能。这样，当修改类T1时，不会使职责P2发生故障风险；同理，当修改T2时，也不会使职责P1发生故障风险。

表达

不要让责任扩散

分析

一个类,指责要单一,避免如果有多种职责,修改一个职责的时候,误触到其他职责的问题

2.3 里氏替换原则

定义

所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

问题场景

有一功能P由类A完成，现在要扩展P,其中P由类A的子类B完成，则子类在完成的同时，可能会导致原来功能故障

解决方案

当使用继承时，遵循里氏替换原则。类B继承类A时，除添加新的方法完成新增功能外，尽量不要重写父类A的方法，也尽量不要重载父类A的方法。

表达

使用继承的时候，不要随便修改父类中已经实现的方法

分析

子类要能替换父类

2.4 依赖倒置原则

定义

高层模块不应该依赖低层模块，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。

问题场景

类A直接依赖类B，假如要将类A改为依赖类C，则必须通过修改类A的代码来达成。这种场景下，类A一般是高层模块，负责复杂的业务逻辑；类B和类C是低层模块，负责基本的原子操作；假如修改类A，会给程序带来不必要的风险。

解决方案

将类A修改为依赖接口I，类B和类C各自实现接口I，类A通过接口I间接与类B或者类C发生联系，则会大大降低修改类A的几率。

表达

如果A依赖B，现在要改为依赖C，如果直接修改A有风险，可以让A去依赖一个接口，BC都实现这个接口，也就是策略模式

分析

白话就是说,要根据接口或者抽象去设计,不要依赖于细节,eg.项目中要换数据库,不用重新写底层的数据库代码. 就是使用了hibernate一样,替换方言就好了,因为hibernate是根据接口设计的,不同数据库有不同的实现,可以直接使用. eg2: 我生病了要去买药,如果A药铺,没有我就用B药铺买. 因为他们都是药铺,都有一样的功能,可以友好的替换

2.5 接口隔离原则

定义

客户端不应该依赖它不需要的接口；一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。

问题场景

类A通过接口I依赖类B，类C通过接口I依赖类D，如果接口I对于类A和类B来说不是最小接口，则类B和类D必须去实现他们不需要的方法。

解决方案

将臃肿的接口I拆分为独立的几个接口，类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则

表达

防止去实现不需要的接口方法，可以按接口拆分，避免臃肿。

分析

白话,接口要最小化,功能更细分. 目的是:不需要的功能,就不要去实现

比如有些接口可能里面什么方法都没有，其存在的意义，就是为了其实现类拥有特殊的功能.所以我们也要怕我们的接口里面没有方法，就怀疑了它存在的价值

public class RandomAccess{
}

当实现RandomAccess的类比如ArrayList就具有随机访问的能力，而没有实现该接口的，就只能去迭代访问。

我们可以简单的看下Collections下的binarySearch方法的源码

    public static <T>int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) {if (list instanceof RandomAccess || list.size()<BINARYSEARCH_THRESHOLD)return Collections.indexedBinarySearch(list, key);elsereturn Collections.iteratorBinarySearch(list, key);}

2.6 迪米特法则

定义

一个对象应该对其他对象保持最少的了解。

问题场景

类与类之间的关系越密切，耦合度越大，当一个类发生改变时，对另一个类的影响也越大。

解决方案

尽量降低类与类之间的耦合。

表达

尽量降低类与类之间的耦合。

分析

降低类与类之间直接交互,能隐藏的属性就可以隐藏. eg. 修电脑,去IT部门,之前一直找小张,现在小张走了,还需要重新认识小李. 迪米特法则,就是直接找IT主管,让主管派人修. 主管就是接口，调用接口的方法，底层具体是小张还是小李，我们不用去管

这里其实也强调了接口的重要性!