当前位置: 移动技术网 > IT编程>软件设计>设计模式 > 设计模式六大原则

设计模式六大原则

2019年09月18日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

设计模式六大原则:

  1、单一职责原则(single responsibility principle)

  2、历史替换原则(liskov substitution principle)

  3、依赖倒置原则(dependence inversion principle)

  4、接口隔离原则(interface segregation principle)

  5、迪米特法则(law of demeter)//最少知道原则

  6、开闭原则(open closed principle)

设计模式:

  面向对象语言开发过程中,遇到种种的场景和问题,提出的解决方案和思路,沉淀下来,设计模式是解决具体问题的套路

设计模式六大原则:

  面向对象语言开发过程中,推荐的一些指导性原则;没有明确的招数,而且也会经常被忽视/违背;也是前辈总结,也是为了站在前辈的肩膀上。

  实际上真实项目很难全部遵循,更多的时候会有一些侧重性。设计模式六大原则要能灵活运用,离不开时间的锤炼和思考,把这个真的融入到骨子里,设计确实会不一样。

1、单一职责(single responsibility principle)

  类t负责两个不同的职责,职责p1和职责p2。由于职责p1需求发生改变需要修改t时,有可能会导致原本运行正常 职责p2功能发生故障。

  一个类只负责一件事,面向对象语言开发,类是一个基本单位,单一职责原则就是封装的粒度。

下面我们来看一个动物类:

public class animal
{
    private string _name = null;
    public animal(string name)
    {
        this._name = name;
    }
    /// <summary>
    /// 这个方法就挺不稳定,经常各种分支变化经常修改
    /// </summary>
    public void breath()
    {
        if (this._name.equals("鸡"))
            console.writeline($"{this._name} 呼吸空气");
        else if (this._name.equals("牛"))
            console.writeline($"{this._name} 呼吸空气");
        else if (this._name.equals("鱼"))
            console.writeline($"{this._name} 呼吸水");
        else if (this._name.equals("蚯蚓"))
            console.writeline($"{this._name} 呼吸泥土");
    }
    //breathchicken  breathfish

    //应该拆分了
    public void action()
    {
        if (this._name.equals("鸡"))
            console.writeline($"{this._name} flying");
        else if (this._name.equals("牛"))
            console.writeline($"{this._name} walking");
        else if (this._name.equals("鱼"))
            console.writeline($"{this._name} swimming");
        else if (this._name.equals("蚯蚓"))
            console.writeline($"{this._name} crawling");
    }
}

这样在不同动物过来时,只要在animal的构造函数中传递动物的名字即可:

{
    animal animal = new animal("鸡");//呼吸空气
    animal.breath();
    animal.action();
}
{
    animal animal = new animal("牛");//呼吸空气
    animal.breath();
    animal.action();
}
{
    animal animal = new animal("鱼");//呼吸水
    animal.breath();
    animal.action();
}

  但是这样不好,写了分支判断,然后执行不同的逻辑,其实这就违背了单一职责,但是功能是可以实现的。

  需要拆分,拆分父类+子类,每个类很简单,意味着稳定,意味着强大。现在的东西没有以前警用,因为功能多了,这不坏就那坏了。

下面抽象出一个父类:

public abstract class abstractanimal
{
    protected string _name = null;
    public abstractanimal(string name)
    {
        this._name = name;
    }

    public abstract void breath();
    public abstract void action();
}

现在,有一种动物,只要继承这个父类,重写抽象类中的方法即可:

public class chicken : abstractanimal
{
    public chicken(string name) : base(name)
    {
    }

    public chicken() : base("鸡")
    {
    }

    public override void breath()
    {
        console.writeline($"{base._name} 呼吸空气");
    }
    public override void action()
    {
        console.writeline($"{base._name} flying");
    }
}
abstractanimal animal = new chicken();
animal.breath();
animal.action();

拆分之后,也会造成代码量的增加,类多了,使用成本(理解成本)也高了。

那么,什么时候使用单一职责呢?

  如果类型足够简单,方法够少,是可以在类级别去违背单一职责的;如果类型复杂了,方法多了,建议遵循单一职责原则。

方法级别的单一职责原则:一个方法只负责一件事

类级别的单一职责原则:一个类只负责一件事

类库级别的单一职责原则:一个类库职责要清晰

项目级别的单一职责:一个项目应该职责要清晰(客户端/管理后台/后台服务/定时任务/分布式引擎)

系统级别的单一职责:为通用功能拆分系统(ip定位/日志/在线统计)

2、里氏替换原则(liskov substitution principle)

  任何使用基类的地方,都可以透明(安全,不会出现行为不一致)的使用其子类

  继承:子类拥有父类的一切属性和行为,任何父类出现的地方,都可以用子类来代替

  a、父类有的,子类必须有,如果父类中出现了子类不应该有的东西,那么就应该断掉继承,再来一个父类,包含了都有的东西。

  b、子类可以有自己的属性和行为,子类出现的地方,父类不一定能代替(白马非马)。

  c、父类实现的东西,子类就不要再写了(就是不要new隐藏),有时候会出现意想不到的地方,行为不一致,如果想修改父类的行为,通过abstract或者virtual。声明属性、字段、变量,尽量声明为父类。

3、依赖倒置原则(dependence inversion principle)

  高层模块不应该依赖于低层模块,二者应该是通过抽象依赖,依赖抽象,而不是依赖细节。面向对象,尽量使用抽象,80%的设计模式都是跟抽象有关(接口也可以)。属性、字段、方法参数、返回值。。。。尽量都是抽象

  抽象:接口/抽象类---可以包含没有实现的元素

  细节:普通类(子类)---一切都是确定的

  student-------使用--------手机

  高层--------------------------低层

就好像三层中:

  bll---------------------------dal

如果在一开始,每个手机都定义通用的方法,学生在调用的时候,正常去调用,会出现高层依赖低层

 

 //student-使用-手机
 //高层---------底层
 {
     iphone phone = new iphone();
     student.playiphone(phone);
     student.playt(phone);
     student.play(phone);
 }
 {
     lumia phone = new lumia();
     student.playlumia(phone);
     student.playt(phone);
     student.play(phone);
 }
 {
     honor phone = new honor();
     student.playhonor(phone);
     student.playt(phone);
     student.play(phone);
 }

 

解决上面出现的问题,定义一个手机的抽象父类,里面定义手机通用的功能。

/// <summary>
/// 定义一个手机抽象父类
/// </summary>

public abstract class abstractphone
{
    public int id { get; set; }
    public string branch { get; set; }
    public abstract void call();
    public abstract void text();
}
 /// <summary>
 /// 荣耀手机
 /// </summary>
 public class honor : abstractphone
 {
     public override void call()
     {
         console.writeline("user {0} call", this.gettype().name);
     }

     public override void text()
     {
         console.writeline("user {0} call", this.gettype().name);
     }
 }
 /// <summary>
 /// iphone
 /// </summary>
 public class iphone : abstractphone
 {
     public override void call()
     {
         console.writeline("user {0} call", this.gettype().name);
     }
     public override void text()
     {
         console.writeline("user {0} call", this.gettype().name);
     }
 }
 /// <summary>
 /// 小米手机
 /// </summary>
 public class mi : abstractphone
 {
     public override void call()
     {
         console.writeline("user {0} call", this.gettype().name);
     }
     public override void text()
     {
         console.writeline("user {0} text", this.gettype().name);
     }

     public void bracelet()
     {
         console.writeline("user {0} bracelet", this.gettype().name);
     }
 }

......只要是一部手机,只要继承了抽象父类,都可以重写父类中的抽象方法,实现通用的功能,也可以加上自己特有的功能(增加自己的功能,是不是很强大?后面就看出来了是否合理了)。

下面有两种方式去调用:泛型+父类约束=========》用抽象类,是等价的

public void playt<t>(t phone) where t : abstractphone
{
    console.writeline("这里是{0}", this.name);
    phone.call();
    phone.text();
}
public void play(abstractphone phone)
{
    console.writeline("这里是{0}", this.name);
    phone.call();
    phone.text();

    //phone.bracelet();
}

面向抽象有啥好处?

  一个方法既满足不同类型的参数,只要是实现了这个抽象类,都可以用;还支持扩展,不用修改student类;面向抽象后,不能使用子类特别的内容。

  在调用的时候,studen.play(phone);如果,这个phone是一个小mi手机的子类呢?bracelet(手环功能)是有的,但是方法不能用,编译器决定了是不能用bracelet(dynamic/反射是可以调用的),不能常规调用,这个问题是解决不了的。

  你这样想,如果小米手机都是自己特有的功能,那还用抽象父类干嘛?直接小米手机自己搞一个不就行了?因为面向对象不止一个类型,用的就是通用功能;非通用功能,那就不应该面向对象了。

  面向对象语言开发,只要抽象不变,高层就不变。

  面向对象语言开发,就是类与类之间进行交互,如果高层直接依赖低层的细节,细节是多变的,那么低层的变化就导致上层的变化;如果层数多了,低层的修改会直接水波效应传递到最上层,一点细微的改动,都会导致整个系统从下往上的修改(这就是大家经常加班的原因)。

  面向抽象,如果高层和低层没有直接依赖,而是依赖于抽象,抽象一般是稳定的,低层细节的变化扩展就不会影响到高层,这样就能支持层内部的横向扩展,不会影响到其他地方,这样的程序架构就是稳定的。

  依赖倒置原则(理论基础)------ioc控制反转(实践封装)-----di依赖注入(实现ioc的手段)。

4、接口隔离原则(interface segregation principle)

  客户端不应该依赖它不需要的接口,一个类对另外一个类的依赖应该建立在最小的接口上,在工作中,80%都是用接口的。

  abstractphone定义了id、branch、call()、text(),现在的智能手机,都有map、movie、online、game等功能,是否应该把这几个功能上升到abstractphone里面去?

  答案是不应该的,oldmanphone也是手机,但是没有这些功能,abstractphone就只能放入任何手机都有的功能。

  虽然这些东西不适合放在抽象类中,但是面向抽象编程,还有一个接口。抽象类  is  a,接口  can  do,面向对象编程中,是单继承多实现的。将这些东西定义在接口中,不局限产品。

  接口是什么?  

    简单来说,接口就是,当一些东西都有相同的功能,但是有不能抽象出合理的父类的时候,这个时候就可以抽象为接口。

  public interface iextend
  {
      void photo();
      void online();
      void game();
      void record();
      void movie();
      void map();//
      void pay();
  }//都拆成一个方法一个接口

 

  camera能拍照,也能录像,既然面向抽象,那么有些功能的对象都能传递进来,那就让camera也去实现iextend接口?

  不可以的,实现了iextend接口,camera出现了很多自己没有的功能,不应该使用这种大而全的接口,所以要把接口的功能进一步拆分,因为接口是可以多实现的。

 public interface iextend
 {
     //void photo();
     //void online();
     //void game();
     void record();
     //void movie();
     void map();//
     void pay();
 }//都拆成一个方法一个接口


 //电视--上网 玩游戏
 public interface iextendhappy : iextendgame
 {
     void online();
     //void game();
 }
 //掌中游戏机:俄罗斯方块--玩游戏不能上网

 public interface iextendgame
 {
     void game();
 }

 public interface iextendvideo
 {
     void photo();
     void movie();//打开相机--切换模式--start--suspend--end
 }

这样拆分下去,都拆成一个方法一个接口了,肯定也不好。

在.net中,有ilist<t>,是索引相关;icollection<t>,集合相关操作;ienumerable<t>,迭代器foreach....

接口到底该怎么定义?

  a、既不能是大而全,会强迫实现没有的东西,也会依赖自己不需要的东西

  b、也不能一个方法一个接口,这样,面向抽象也没意义了。

    按照功能的密不可分可定义接口,而且应该是动态的,随着业务发展会有变化的,但是在设计的时候,要留好提前量,避免抽象变化。这里没有标准答案,随着业务来调整的。

  c、接口合并,map----定位/导航/搜索,这种就属于固定步骤,业务细节,尽量的内聚,在接口也不要暴露太多细节。

5、迪米特法则(law of demeter)最少知道原则:高内聚低耦合

  一个对象应该对其他对象保持最少的了解,只与直接的朋友通信。

  面向对象----万物皆对象-----类与类交互才能产生功能,这不就是耦合了吗?要高内聚低耦合

  类与类之间的关系:

    纵向:继承≈实现(最密切)

    横向:聚合>组合>包含>依赖(出现在方法内部)

  迪米特法则:降低类与类之间的耦合,只与直接的朋友通信,就是要尽量避免依赖更多类型。

  基类库(bcl-系统/框架内置)的类型除外

  迪米特,也会增加一些成本

  工作中,会去早一个中介(中间层)

  上层ui下订单-----订单系统&支付&支付系统&仓储&物流

  门面模式----上层交互门面----门面依赖子系统

  三层架构中:ui----bll-----dal

  去掉内部依赖

  降低访问修饰符权限,private、protected、internal、protected internal、public

  迪米特,依赖别人更少,让别人了解更少

/// <summary>
/// 学生
/// </summary>
public class student
{
    public int id { get; set; }
    public string studentname { get; set; }
    public int height { private get; set; }

    public int salay;

    public void managestudent()
    {
        console.writeline(" {0}manage {1} ", this.gettype().name, this.studentname);
    }
}
/// <summary>
/// 班级
/// </summary>
public class class
{
    public int id { get; set; }
    public string classname { get; set; }

    public list<student> studentlist { get; set; }


    public void manageclass()
    {
        console.writeline(" {0}manage {1} ", this.gettype().name, this.classname);
        foreach (student s in this.studentlist)
        {
            s.managestudent();
            //console.writeline(" {0}manage {1} ", s.gettype().name, s.studentname);
        }

    }


}

 

 
/// 学校
/// </summary>
public class school
{
    public int id { get; set; }
    public string schoolname { get; set; }
    public list<class> classlist { get; set; }

    public void manage()
    {
        console.writeline("manage {0}", this.gettype().name);
        foreach (class c in this.classlist)
        {
            //console.writeline(" {0}manage {1} ", c.gettype().name, c.classname);
            c.manageclass();//1 遵循了迪米特
            //list<student> studentlist = c.studentlist;
            //foreach (student s in studentlist)
            //{
            //    console.writeline(" {0}manage {1} ", s.gettype().name, s.studentname);
            //}//2 违背了迪米特法则

        }
    }


}

 

6、开闭原则(open closed principle)

  对扩展开放,对修改关闭

  修改:修改现有代码(类)

  扩展:增加代码(类)

  面向对象语言是一种静态语言,最害怕变化,会波及很多东西,全面测试。嘴里将就是新增类,对原有代码没有改动,原有的代码才是可信的。

  开闭原则只是一个目标,并没有任何的手段,也别成为总则。其他5个原则的建议,就是为了更好的做到ocp。开闭原则也是面向对象语言开发的一个终极目标。

  如果有功能增加/修改的需求,那么就修改现有的方法---增加方法---增加类----增加/替换类库。

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

如对本文有疑问, 点击进行留言回复!!

相关文章:

验证码:
移动技术网