【设计模式系列】之六大原则

标签: 设计模式 系列 大原 | 发表时间:2013-08-06 20:05 | 作者:lantingxv_jing
出处:http://blog.csdn.net


设计模式的六大原则:

一、单一职责原则(Single Responsibility Principle) 

定义:一个类仅有一个引起它变化的原因。

解析:单一职责是针对类的方法而言,职责单一不等于就一个方法,而指的是一种类型的方法。举个例子:OnlineRecord类的单一职责体现在,其方法都是关于“上机记录”的,如:增加上机记录、查询上机记录、删除上机记录、修改上机记录。

优点:

1、降低类的复杂度:一个类只负责一项职责,其逻辑肯定要比负责多项职责简单的多;

2、提高类的可读性,提高系统的可维护性;

3、变更引起的风险降低。变更是必然的,但当修改一个功能时,可以显著降低对其他功能的影响。

 

二、里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)

定义:子类型必须能够替换掉它们的父类型。

解析:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。

它包含以下4层含义:

1、子类可以实现父类的抽象方法,但不能覆盖父类的非抽象方法。

2、子类中可以增加自己特有的方法。

3、当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松。

4、当子类的方法实现父类的抽象方法时,方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格。

 

扩展:

继承的另类解析:父类中已经实现好的方法(相对于抽象方法而言),实际上是在设定一系列的规范和契约,虽然它不强制要求所有的子类必须遵从这些契约,但是如果子类对这些非抽象方法任意修改,就会对整个继承体系造成破坏。而里氏替换原则就是表达了这一层含义。 继承的弊端:增加对象间的耦合性,如果一个类被其他的类所继承,则当这个类需要修改时,必须考虑到所有的子类,并且父类修改后,所有涉及到子类的功能都有可能会产生故障。

 

在实际编程中,我们常常会通过重写父类的方法来完成新的功能,这样写起来虽然简单,但是整个继承体系的可复用性会比较差,特别是运用多态比较频繁时,程序运行出错的几率非常大。 如果非要重写父类的方法,比较通用的做法是:原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类,原有的继承关系去掉,采用依赖、聚合,组合等关系代替。

 

三、依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)

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。

解析:依赖倒转原则基于这样一个事实: 相对于细节的多变性,抽象的东西要稳定的多。抽象指的是接口或者抽象类,细节就是具体的实现类,使用接口或者抽象类的目的是制定好规范和契约,而不去涉及任何具体的操作,把展现细节的任务交给他们的实现类去完成。 中心思想是面向接口编程。

优点:遵循依赖倒转原则可以降低类之间的耦合性,提高系统的稳定性,降低修改程序造成的风险。

 

四、迪米特法则(Law Of Demeter)

定义:一个对象应该对其他对象保持最少的了解。(最少知道原则)

如果两个类不必彼此直接通信,那么这两个类就不应当发生直接的相互作用。如果其中一个类需要调用另一个类的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。

解析: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。

扩展:

迪米特法则还有一个更简单的定义: 只与直接的朋友通信。首先来解释一下什么是直接的朋友:每个对象都会与其他对象有耦合关系,只要两个对象之间有耦合关系,我们就说这两个对象之间是朋友关系。耦合的方式很多,依赖、关联、组合、聚合等。其中,我们称出现成员变量、方法参数、方法返回值中的类为 直接的朋友,而出现在局部变量中的类则不是直接的朋友。也就是说,陌生的类最好不要作为局部变量的形式出现在类的内部。

优缺点:

强调类之间的松耦合:类之间的耦合越弱,越有利于代码复用,当类被修改,不会对有关系的类造成波及。虽然可以避免与非直接的类通信,但是要通信,必然会通过一个“ 中介”来发生联系。过分的使用迪米特原则,会产生大量这样的中介和传递类,导致系统复杂度变大。所以在采用迪米特法则时要反复权衡,既做到结构清晰,又要高内聚低耦合。

 

五、接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

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。

解析:

问题由来: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。

    采用接口隔离原则对接口进行约束时,要注意以下几点:

1、接口尽量小,但是要有限度。接口细化可以提高程序设计的灵活性,但是接口过小,则会造成数量过多,使设计复杂化。所以一定要适度。

2、为依赖接口的类定制服务,只暴露给调用的类它需要的方法,它不需要的方法则隐藏起来。只有专注地为一个模块提供定制服务,才能建立最小的依赖关系。

3、提高内聚,减少对外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。

运用接口隔离原则,一定要适度,接口设计的过大或过小都不好。设计接口的时候,只有多花些时间去思考和筹划,才能准确地实践这一原则。

 

举例:如图:类A依赖接口I中的方法1、方法2、方法3,类B是对类A依赖的实现。类C依赖接口I中的方法1、方法4、方法5,类D是对类C依赖的实现。对于类B和类D来说,虽然他们都存在着用不到的方法(也就是图中红色字体标记的方法),但由于实现了接口I,所以也必须要实现这些用不到的方法。

 

(图1  未遵循接口隔离原则的设计)

    可以看到,图中接口过于臃肿,只要接口中出现的方法,不管对依赖于它的类有没有用处,实现类中都必须去实现这些方法,这显然不是好的设计。如果将这个设计修改为符合接口隔离原则,就必须对接口I进行拆分。在这里我们将原有的接口I拆分为三个接口,拆分后的设计如图2所示:

(图2  遵循接口隔离原则的设计)

 

    本文例子中,将一个庞大的接口变更为3个专用的接口所采用的就是接口隔离原则。在程序设计中,依赖几个专用的接口要比依赖一个综合的接口更灵活。 接口是设计时对外部设定的“契约”,通过分散定义多个接口,可以预防外来变更的扩散,提高系统的灵活性和可维护性。

 

接口隔离PK单一职责原则!区别

其一,单一职责原则原注重的是职责;而接口隔离原则注重对接口依赖的隔离。

其二,单一职责原则主要是约束类,其次才是接口和方法,它针对的是程序中的实现和细节;而接口隔离原则主要约束接口,主要针对抽象,针对程序整体框架的构建。

 

六、开闭原则(Open Closed Principle)

定义:软件实体(类、模块、函数等等)应该可以扩展,但是不可修改。

解析:我们改变一个软件时(比如扩展其他功能)/设计一个模块,应该通过扩展的方式来达到软件的改变,而不应该修改原有代码来实现变化。对扩展开放,对更改封闭

在"开-闭"原则中,不允许修改的是抽象的类或者接口,允许扩展的是具体的实现类。抽象类和接口既要预知可能变化的需求.又预见所有可能已知的扩展。所以在这里" 抽象化"是关键。

扩展:

开闭原则的另类描述: 对可变性的封装原则。它讲的是找到一个系统的可变因素,将之封装起来。该原则意味着两点:

1、一种可变性不应当散落在代码的很多角落,而应当封装到一个对象里面。继承应当被看做是封装变化的方法,而不应该被认为是一种从一般对象生成特殊对象的方法。

2、 一种可变性不应当与另外一种可变性混合在一起。这意味着一般的继承层次不会超过两层。

评价:

开闭原则算是前5中原则的一个抽象总结,前五种是开闭原则的一些具体实现,所以如果使用开闭原则,其实有点虚,因为它没有一个固定的模式,但是最终保证的是提高程序的复用性、可维护性等要求。

 

综述:

单一职责原则告诉我们实现类要职责单一;

里氏替换原则告诉我们不要破坏继承体系;

依赖倒转原则告诉我们要面向接口编程;

接口隔离原则告诉我们在设计接口的时候要精简单一;

迪米特法则告诉我们要降低耦合。

开闭原则是总纲,他告诉我们要对扩展开放,对修改关闭。

 

    对这六个原则的遵守并不是和否的问题,而是多和少的问题,也就是说,我们一般不会说有没有遵守,而是说遵守程度的多少。任何事都是过犹不及,设计模式的六个设计原则也是一样,制定这六个原则的目的并不是要我们刻板的遵守他们,而需要根据实际情况灵活运用。对他们的遵守程度只要在一个合理的范围内,就算是良好的设计

 

作者:lantingxv_jing 发表于2013-8-6 20:05:26 原文链接
阅读:1 评论:0 查看评论

相关 [设计模式 系列 大原] 推荐:

【设计模式系列】之六大原则

- - CSDN博客推荐文章
一、单一职责原则(Single Responsibility Principle) . 定义:一个类仅有一个引起它变化的原因. 解析:单一职责是针对类的方法而言,职责单一不等于就一个方法,而指的是一种类型的方法. 举个例子:OnlineRecord类的单一职责体现在,其方法都是关于“上机记录”的,如:增加上机记录、查询上机记录、删除上机记录、修改上机记录.

数据库设计Step by Step (11)——通用设计模式(系列完结篇)

- Pei - 博客园-首页原创精华区
引言:前文(数据库设计Step by Step (10)——范式化)我们详细讨论了关系数据库范式,始于第一范式止于BCNF范式. 至此我们完成了数据库的逻辑设计,如下图所示. 正如首篇博文数据库设计 Step by Step (1)——扬帆启航中介绍的,本系列博文关注通用于所有关系数据库的需求分析与逻辑设计部分.

Scala设计模式

- - ITeye博客
       我的话: 在国外网站上看到一篇文章,里面详细描述了很多设计模式,并且用Java及Scala两种语言描述,清晰的让我们看到各种常规的设计模式,在Scala中是如何在语言特性层面直接支持的. 基于文章很nice,我利用今天的空闲时间将其翻译,希望大家能一起学习,讨论. 翻译比较倡促,也就两小时左右,有何不当,请在下面留言指出.

Spring设计模式

- - 行业应用 - ITeye博客
springMVC通常采用属性注入的IOC方式和AOP织入方式相结合实现依赖注入 同时使用强制代理方式,代理类或者接口. 这里又涉及到单例模式(注入的类或者接口在容器中只存在一个)、工厂模式(通过反射实现类实例化过程的公用化)、楼上所说的装饰模式属于AOP织入的一部分. 想了解spring先从IOC和AOP开始吧.

“另类” 设计模式

- Sean Lee - 酷壳 - CoolShell.cn
下面这篇文章来自这里:http://www.lsd.ic.unicamp.br/~oliva/fun/prog/resign-patterns,这篇文章有点意思了,山寨了我们著名的Design Pattern. 这篇文章并不是很容易翻译,也许我翻译的不好,大家多指正. 另外,这篇文章将失去原有的趣味在于其使用了经典设计模式的单词很相似的单词,一走眼你还以为是正二八经的设计模式.

【译】屏幕设计模式

- 志强 - 所有文章 - UCD大社区
模式是广泛适用的解决一般问题的解决方案. 在开发应用程序过程中,无论是面对抽象还是实际问题,模式都大有用处. 而标准屏幕模式对于优秀的Web程序甚至企业级软件都很有帮助. 摘要/细节(Master/Detail). 摘要/细节模式可横向也可竖向. 该模式是满足用户既停留在一个页面又可浏览多个条目需求的典范.

设计模式之代理模式(Proxy)

- - 博客园_首页
这段时间一直忙于期末考试,好久没来博客园了,现在好了,终于考完了,也该过上正常的日子了. 开学就是大四的学生了,时间过的可是真快啊,转眼间大学四年已经接近尾声了. 回想大学这三年,成绩还可以吧(年级前10%),参加过各种竞赛(acm,数学建模等等),学生会也呆过(打了一年的酱油),好哥们也有那么五六个(希望以后能在一个城市发展,大学期间的宝贵财富啊),另外所谓的大学生创新实践项目也搞了一个(就算开阔一下视野吧,大学能生有什么创新呢.

设计模式原则总结

- - IT技术博客大学习
0、单一职责原则(SRP) 就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因. 一、”开放-封闭”原则(OCP) 在软件设计模式中,这种不能修改,但可以扩展的思想也是最重要的一种设计原则. 即软件实体(类、模板、函数等等)应该可以扩展,但是不可修改. 【通俗】:设计的时候,时刻考虑,尽量让这个类是足够好,写好了就不要去修改了,如果新需求来,我们增加一些类就完事了,原来的代码能不动则不动.

Web应用的缓存设计模式

- - robbin的自言自语
从10年前的2003年开始,在Web应用领域,ORM(对象-关系映射)框架就开始逐渐普及,并且流行开来,其中最广为人知的就是Java的开源ORM框架Hibernate,后来Hibernate也成为了EJB3的实现框架;2005年以后,ORM开始普及到其他编程语言领域,其中最有名气的是Ruby on rails框架的ORM - ActiveRecord.

设计模式和设计原则

- - 编程 - 编程语言 - ITeye博客
26.1  设计模式和设计原则. 26.1.1  设计模式和设计原则的关系. 面向对象的分析设计有很多原则,这些原则大都从思想层面,给我们指出了面向对象分析设计的正确方向,是我们进行面向对象分析设计应该尽力遵守的准则.        而设计模式已经是针对某个场景下某些问题的某个解决方案. 也就是说这些设计原则是思想上的指导,而设计模式是实现上的手段,因此设计模式也是应该遵守这些原则的,换句话说,设计模式就是这些设计原则的一些具体体现.