设计模式的分类和六大原则
设计模式的分类
总的来说,设计模式分位三大类:
- 创建型模式(5种)
工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式 - 结构型模式(7种)
适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式(门面模式)、桥接模式、组合模式、享元模式 - 行为型模式(11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
六大原则
总原则:开闭原则
定义:一个软件实体应该对扩展开放,对修改关闭。
当一个软件实体需要扩展的时候,不要去修改原有的代码,而是去扩展原有的代码。
开闭原则是最基础的一个原则,六大原则都是开闭原则的具体形态。
采用开闭原则的原因:
-
避免测试复杂化:
通过扩展实现变化,测试只需要对新增类进行单元测试即可,只需要保证新类提供的方法正确就行。 -
提高代码复用性:
避免以后为了修改一个微小的缺陷或增加新功能,却要在整个项目中到处查找相关的代码逐一修改。 -
提高可维护性:
开发新功能时,扩展一个类往往比修改一个类更容易。
1. 单一职责原则
定义:有且仅有一个原因引起类的变更
优点:
- 类的复杂性降低
- 可读性提高
- 易维护
- 修改类引起的风险降低
临界点:
- 过度的划分会使类剧增,增加系统的复杂度
2. 里氏代换原则
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
优点:
- 提高代码的重用性
- 提高代码的可拓展性
- 提高项目的开放性
缺点:
- 记成是入侵式的,只要继承,就有父类的属性和方法
- 降低代码灵活性,子类多了父类的约束
- 增强耦合性,父类的常量/变量/方法改动时,必须考虑子类的修改
四层含义:
- 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。
- 子类中可以增加自己特有的方法。
- 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。
- 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。
3. 依赖倒转原则
定义:
- 高层模块不应该依赖低层模块,两者都要依赖其抽象(模块间的依赖通过抽象产生,实现类不直接发生依赖)
- 抽象不应该依赖细节(接口或者抽象类不依赖实现类)
- 细节可以依赖抽象(实现类依赖接口或抽象类)
处理:
- 每个类尽量都有接口或者抽象类
- 变量的表面类型尽量是接口或者抽象类
- 任何类都不应该从具体类派生
- 尽量不要复写基类已实现的方法
- 结合里氏替换原则使用
4. 接口隔离原则
定义:客户端不应该依赖不需要的接口,类之间的依赖关系应该建立在最小的接口上
四层含义:
- 接口尽量小,不要出现臃肿的接口
- 接口要高内聚
- 只提供访问者需要的方法,每个接口中不存在子类用不到却必须要实现的内容,可以将接口拆分
- 接口设计限度:设计粒度越小系统越灵活,结构会越复杂,可维护性降低
处理:
- 一个接口只服务一个子模块或者业务逻辑
- 尽量压缩接口内的方法,保证都是有用的,避免臃肿
- 已被污染的接口尽量去修改,若变更风险大,采用适配器模式转化处理
- 深入了解业务逻辑
5. 迪米特法则(最少知道原则)
定义:一个对象应该对其他对象有最小的了解(低耦合)
含义:
- 方法尽量不引入类中不存在的对象
- 尽量不要暴露过多public方法和非晶态public变量,尽量内敛
- 如果一个方法放在本类中,既不增加类间的关系,也不对本类产生负面影响,就可放置在本类中
总结:
核心观念就是类间解耦,低耦合。其负面影响就是产生了大量的中转或者跳转类,导致系统复杂性提高,也为维护带来了难度。需要反复权衡,既做到结构清晰,又要高内聚低耦合。
如果一个类需要跳转两次以上才能访问到另一个类,就需要想办法重构了。
6. 合成复用原则
定义:是在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使其成为新对象的一部分。新对象通过委派达到复用已有功能的效果。
优点:
使用对象的合成/聚合将有助于保持每个类被封装,并被集中在单个任务上。这样类和集成层次会保持较小规模,并且不太可能增长为不可控制的庞然大物
缺点:
通过这种方式复用建造的系统会有较多的对象需要管理;为了能将多个不同的对象作为组合块来使用,必须仔细地对接口进行定义