Java六大设计原则

Java是一门面向对象编程语言，不仅吸收了C++语言的各种优点，还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念，因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。本思维导图是对Java程序设计的六大设计原则简述，希望对你有帮助！

程序设计原则

• 单一职责
  • 定义：单一职责原则（SRP：Single responsibility principle）又称单一功能原则。它规定一个类应该只有一个发生变化的原因。
  • 通俗理解：一个类只负责一项职责
  • 特点
    • 降低类的复杂性, 对类或接口的职责有清晰明确定义
    • 提高类的可读性
    • 提高可维护性
    • 降低变更引起的风险, 接口改变只影响相应的实现类, 不影响其他类
  • 重点
    • 接口一定要做到单一职责
    • 类的单一职责比较难实现，尽量做到只有一个原因引起变化
    • 一个方法尽可能做一件事，能分解就分解，分解到原子级别
• 里氏替换
  • 定义：里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)
    • 定义1：如果对每一个类型为 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。
    • 定义2：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
  • 通俗理解：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能，其实简单理解就是继承。
  • 优点
    • 代码共享 : 共享代码, 子类都拥有父类的方法和属性, 将 父类的代码共享给了子类
    • 重用性 : 提高代码的重用性, 子类重用父类的代码
    • 子父类异同 : 子类形似父类, 异于父类, 父子都不同
    • 扩展性 : 提高代码的可扩展性, 子类就可以为所欲为了, 子类可以随意扩展父类
    • 开放性 : 提高产品或项目的开放性, 父类随意扩展, 开放性随之增加了
    • 将子类单独作为一个业务来使用, 会让代码间的耦合关系都复杂, 缺乏类替换标准
  • 缺点
    • 侵入性 : 继承是侵入性的, 子类强制继承父类的方法和属性;
    • 灵活性 : 降低代码的灵活性, 子类必须拥有父类的属性和方法, 子类收到了父类的约束, 这是从子类的角度讲得
    • 耦合性 : 增强了耦合性, 父类的属性和方法被修改时, 还需要顾及其子类, 可能会带来大量的重构, 这是从父类的角度讲的
    • 将子类当做父类用, 抹杀了子类的个性
  • 重点
    • 返回值： 父类方法返回值类型 F, 子类方法返回值类型 S, 里氏替换原则是 S 范围必须小于 F
    • 重载：父类 子类 方法参数类型或者数量不同, 如果要符合里氏替换要求的话, 子类参数必须 >= 父类参数, 即不能让子类自己定义的方法被调用
    • 如果想要使用里氏替换, 尽量避免让子类拥有自己单独的成员变量 或者 方法, 如果子类个性多了, 子类父类关系很难调和
• 依赖倒置原则
  • 定义：依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle）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。
  • 通俗理解：通过 抽象 即 接口或者抽象类, 使 各个类 和 模块实现彼此独立, 实现模块间 松耦合。
  • 实现
    • 构造函数依赖对象：注入方法 : 通过 构造函数参数 声明依赖对象, 即构造函数注入
    • setter方法依赖对象：通过 Setter 函数 参数 声明依赖对象, 即构造函数注入
    • 接口注入依赖对象：在接口方法的参数中声明依赖对象, 即接口注入
  • 优点
    • 减少类之间的耦合
    • 提高系统的稳定性
    • 降低并发风险
    • 提高代码的可读性
  • 重点
    • 尽量不要覆盖方法, 如果方法在抽象类中已经实现, 子类不要覆盖
    • 依赖倒置在小项目中得有点很难体现出来, 是否采用依赖倒置原则影响不大
    • 项目越大, 需求改变越多, 采用依赖倒置原则设计的接口或抽象类 对 实现类的约束, 会大大减少维护成本
• 接口隔离原则
  • 定义：建立单一的接口, 功能尽量细化, 不要建立臃肿的接口
    • 不需要的接口 : 客户端尽量不依赖其不需要的接口, 客户端需要什么接口就提供什么接口, 剔除不需要的接口, 对接口进行细化, 保持接口方法最少
    • 最小接口 : 类间的依赖关系应该建立在最小接口上, 细化接口
  • 与单一职责的区别
    • 单一职责：注重职责，注重业务逻辑上的划分
    • 接口隔离：注重的是接口的方法尽量少
  • 特点
    • 接口尽量小
      • 拆分接口 : 接口隔离的核心定义, 不出现臃肿的接口
      • 限制 : 接口小有限度, 不能违反单一职责原则, 不要将一个业务逻辑拆分成两个接口
      • 要求 : 根据接口隔离原则拆分接口时, 必须满足单一职责原则
    • 接口高内聚
      • 高内聚 : 提高接口, 类, 模块的处理能力, 减少对外界交互
      • 具体方法 : 接口中尽量少公布public 方法, 对外公布的 public 方法越少, 变更的风险就越小, 有利于后期的维护
    • 定制服务
      • 起源 : 系统模块间的耦合需要有相互访问的接口, 这里就需要为各个 客户端 的访问提供定制的服务接口
      • 要求 : 只提供访问者需要的方法, 不需要的就不提供
    • 接口隔离限度
      • 粒度小 : 接口粒度越小, 系统越灵活, 但是同时使系统结构复杂, 开发难度增加, 降低了系统的可维护性
      • 粒度大 : 灵活性降低, 无法提供定制服务, 增大项目风险
    • 原子接口划分原则
      • 接口模块对应关系 : 一个接口只服务于一个子模块 或 业务逻辑
      • 方法压缩 : 通过业务逻辑, 压缩接口中得 public 方法, 减少接口的方法的数量
      • 修改适配 : 尽量去修改已经污染的接口, 如果变更风险较大, 采用适配器模式进行转化处理
• 迪米特法则
  • 定义：最少知识原则, 一个对象应该对其它对象有最少的了解, 即一个类对自己需要耦合或者调用的类知道的最少
  • 通俗理解：就是一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说，对于被依赖的类来说，无论逻辑多么复杂，都尽量地的将逻辑封装在类的内部，对外除了提供的public方法，不对外泄漏任何信息。
  • 优点
    • 类间解耦, 弱耦合, 耦合降低, 复用率提高
  • 优点
    • 类间的耦合性太低, 会产生大量的中转或跳转类, 会导致系统的复杂性提高, 加大维护难度
• 开闭原则
  • 定义：软件的实体 类, 模块, 函数 应该对扩展开放, 对修改关闭; 即 软件实体 应该 通过扩展实现变化, 不是通过 修改已有的代码实现变化
  • 通俗理解：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。
  • 优点
    • 利于测试 : 如果改变软件内容, 需要将所有的测试流程都执行一遍, 如 单元测试, 功能测试, 集成测试等, 如果只是扩展, 只单独测试扩展部分即可
    • 提高复用性 : 所有逻辑都从原子逻辑组合, 原子逻辑粒度越小, 复用性越大; 这样避免相同逻辑存在, 修改时需要修改多个此相同逻辑
    • 提高可维护性 : 维护一个类最好的方式是 扩展一个类, 而不是修改一个类, 如果需要修改需要读懂源码才能修改, 扩展的话只需要了解即可, 直接继承扩展