寫在前面

• 軟件設(shè)計(jì)七大原則
  • 開閉原則
  • 里氏替換原則
  • 依賴倒置原則
  • 單一職責(zé)原則
  • 接口隔離原則
  • 迪米特法則
  • 合成復(fù)用原則
• 創(chuàng)建型模式
  • 單例（Singleton）模式
  • 原型（Prototype）模式
  • 簡(jiǎn)單工廠（Simple Factory）模式
  • 工廠方法（Factory Method）模式
  • 抽象工廠（Abstract Factory）模式
  • 建造者（Builder）模式
• 結(jié)構(gòu)型模式
  • 代理（Proxy）模式
  • 適配器（Adapter）模式
  • 橋接（Bridge）模式
  • 裝飾（Decorator）模式
  • 外觀（Facade）模式
  • 享元（Flyweight）模式
  • 組合（Composite）模式
• 行為型模式
  • 模板方法（Template Method）模式
  • 策略（Strategy）模式
  • 命令（Command）模式
  • 職責(zé)鏈（Chain of Responsibility）模式
  • 狀態(tài)（State）模式
  • 觀察者（Observer）模式
  • 中介者（Mediator）模式
  • 迭代器（Iterator）模式
  • 訪問者（Visitor）模式
  • 備忘錄（Memento）模式
  • 解釋器（Interpreter）模式

本系列共四篇筆記分別如下：

• 設(shè)計(jì)模式-01篇-軟件設(shè)計(jì)七大原則
• 設(shè)計(jì)模式-02篇-創(chuàng)建型模式
• 設(shè)計(jì)模式-03篇-結(jié)構(gòu)型模式
• 設(shè)計(jì)模式-04篇-行為型模式

開閉原則

定義： 軟件實(shí)體應(yīng)當(dāng)對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉。

作用：

1. 對(duì)軟件測(cè)試的影響：軟件遵守開閉原則的話，軟件測(cè)試時(shí)只需要對(duì)擴(kuò)展的代碼進(jìn)行測(cè)試就可以了，因?yàn)樵械臏y(cè)試代碼仍然能夠正常運(yùn)行。
2. 可以提高代碼的可復(fù)用性：粒度越小，被復(fù)用的可能性就越大；在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中，根據(jù)原子和抽象編程可以提高代碼的可復(fù)用性。
3. 可以提高軟件的可維護(hù)性：遵守開閉原則的軟件，其穩(wěn)定性高和延續(xù)性強(qiáng)，從而易于擴(kuò)展和維護(hù)。

實(shí)現(xiàn)：

可以通過“抽象約束、封裝變化”來(lái)實(shí)現(xiàn)開閉原則，即通過接口或者抽象類為軟件實(shí)體定義一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的抽象層，而將相同的可變因素封裝在相同的具體實(shí)現(xiàn)類中。

里氏替換原則

定義： 繼承必須確保超類所擁有的性質(zhì)在子類中仍然成立。（通俗來(lái)講：子類可以擴(kuò)展父類的功能，但不能改變父類原有的功能。也可以說(shuō)：子類繼承父類時(shí)，除添加新的方法完成新增功能外，盡量不要重寫父類的方法。）

作用：

1. 里氏替換原則是實(shí)現(xiàn)開閉原則的重要方式之一。
2. 它克服了繼承中重寫父類造成的可復(fù)用性變差的缺點(diǎn)。
3. 它是動(dòng)作正確性的保證。即類的擴(kuò)展不會(huì)給已有的系統(tǒng)引入新的錯(cuò)誤，降低了代碼出錯(cuò)的可能性。
4. 加強(qiáng)程序的健壯性，同時(shí)變更時(shí)可以做到非常好的兼容性，提高程序的維護(hù)性、可擴(kuò)展性，降低需求變更時(shí)引入的風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)現(xiàn)：

1. 子類可以實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法，但不能覆蓋父類的非抽象方法
2. 子類中可以增加自己特有的方法
3. 當(dāng)子類的方法重載父類的方法時(shí)，方法的前置條件（即方法的輸入?yún)?shù)）要比父類的方法更寬松
4. 當(dāng)子類的方法實(shí)現(xiàn)父類的方法時(shí)（重寫/重載或?qū)崿F(xiàn)抽象方法），方法的后置條件（即方法的的輸出/返回值）要比父類的方法更嚴(yán)格或相等

依賴倒置原則

定義： 高層模塊不應(yīng)該依賴低層模塊，兩者都應(yīng)該依賴其抽象；抽象不應(yīng)該依賴細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴抽象。其核心思想是：要面向接口編程，不要面向?qū)崿F(xiàn)編程。

作用：

1. 依賴倒置原則可以降低類間的耦合性。
2. 依賴倒置原則可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3. 依賴倒置原則可以減少并行開發(fā)引起的風(fēng)險(xiǎn)。
4. 依賴倒置原則可以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。

實(shí)現(xiàn)：

1. 每個(gè)類盡量提供接口或抽象類，或者兩者都具備。
2. 變量的聲明類型盡量是接口或者是抽象類。
3. 任何類都不應(yīng)該從具體類派生。
4. 使用繼承時(shí)盡量遵循里氏替換原則。

單一職責(zé)原則

定義： 這里的職責(zé)是指類變化的原因，單一職責(zé)原則規(guī)定一個(gè)類應(yīng)該有且僅有一個(gè)引起它變化的原因，否則類應(yīng)該被拆分。

作用：

單一職責(zé)原則的核心就是控制類的粒度大小、將對(duì)象解耦、提高其內(nèi)聚性。如果遵循單一職責(zé)原則將有以下優(yōu)點(diǎn)。

1. 降低類的復(fù)雜度。一個(gè)類只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)，其邏輯肯定要比負(fù)責(zé)多項(xiàng)職責(zé)簡(jiǎn)單得多。
2. 提高類的可讀性。復(fù)雜性降低，自然其可讀性會(huì)提高。
3. 提高系統(tǒng)的可維護(hù)性?？勺x性提高，那自然更容易維護(hù)了。
   變更引起的風(fēng)險(xiǎn)降低。變更是必然的，如果單一職責(zé)原則遵守得好，當(dāng)修改一個(gè)功能時(shí)，可以顯著降低對(duì)其他功能的影響。

實(shí)現(xiàn)：

單一職責(zé)原則是最簡(jiǎn)單但又最難運(yùn)用的原則，需要設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)類的不同職責(zé)并將其分離，再封裝到不同的類或模塊中。而發(fā)現(xiàn)類的多重職責(zé)需要設(shè)計(jì)人員具有較強(qiáng)的分析設(shè)計(jì)能力和相關(guān)重構(gòu)經(jīng)驗(yàn)。

接口隔離原則

定義： 客戶端不應(yīng)該被迫依賴于它不使用的方法 。該原則還有另外一個(gè)定義：一個(gè)類對(duì)另一個(gè)類的依賴應(yīng)該建立在最小的接口上。

以上兩個(gè)定義的含義是：要為各個(gè)類建立它們需要的專用接口，而不要試圖去建立一個(gè)很龐大的接口供所有依賴它的類去調(diào)用。

作用：

1. 將臃腫龐大的接口分解為多個(gè)粒度小的接口，可以預(yù)防外來(lái)變更的擴(kuò)散，提高系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性。
2. 接口隔離提高了系統(tǒng)的內(nèi)聚性，減少了對(duì)外交互，降低了系統(tǒng)的耦合性。
3. 如果接口的粒度大小定義合理，能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性；但是，如果定義過小，則會(huì)造成接口數(shù)量過多，使設(shè)計(jì)復(fù)雜化；如果定義太大，靈活性降低，無(wú)法提供定制服務(wù)，給整體項(xiàng)目帶來(lái)無(wú)法預(yù)料的風(fēng)險(xiǎn)。
4. 使用多個(gè)專門的接口還能夠體現(xiàn)對(duì)象的層次，因?yàn)榭梢酝ㄟ^接口的繼承，實(shí)現(xiàn)對(duì)總接口的定義。
5. 能減少項(xiàng)目工程中的代碼冗余。過大的大接口里面通常放置許多不用的方法，當(dāng)實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的時(shí)候，被迫設(shè)計(jì)冗余的代碼。

實(shí)現(xiàn)：

1. 接口盡量小，但是要有限度。一個(gè)接口只服務(wù)于一個(gè)子模塊或業(yè)務(wù)邏輯。
2. 為依賴接口的類定制服務(wù)。只提供調(diào)用者需要的方法，屏蔽不需要的方法。
3. 了解環(huán)境，拒絕盲從。每個(gè)項(xiàng)目或產(chǎn)品都有選定的環(huán)境因素，環(huán)境不同，接口拆分的標(biāo)準(zhǔn)就不同深入了解業(yè)務(wù)邏輯。
4. 提高內(nèi)聚，減少對(duì)外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。

迪米特法則

定義： 又叫作最少知識(shí)原則。只與你的直接朋友交談，不跟“陌生人”說(shuō)話。其含義是：如果兩個(gè)軟件實(shí)體無(wú)須直接通信，那么就不應(yīng)當(dāng)發(fā)生直接的相互調(diào)用，可以通過第三方轉(zhuǎn)發(fā)該調(diào)用。其目的是降低類之間的耦合度，提高模塊的相對(duì)獨(dú)立性。

作用：

1. 降低了類之間的耦合度，提高了模塊的相對(duì)獨(dú)立性。
2. 由于親合度降低，從而提高了類的可復(fù)用率和系統(tǒng)的擴(kuò)展性。

但是，過度使用迪米特法則會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生大量的中介類，從而增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，使模塊之間的通信效率降低。所以，在釆用迪米特法則時(shí)需要反復(fù)權(quán)衡，確保高內(nèi)聚和低耦合的同時(shí)，保證系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰。

實(shí)現(xiàn)：

1. 在類的劃分上，應(yīng)該創(chuàng)建弱耦合的類。類與類之間的耦合越弱，就越有利于實(shí)現(xiàn)可復(fù)用的目標(biāo)。
2. 在類的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，盡量降低類成員的訪問權(quán)限。
3. 在類的設(shè)計(jì)上，優(yōu)先考慮將一個(gè)類設(shè)置成不變類。
4. 在對(duì)其他類的引用上，將引用其他對(duì)象的次數(shù)降到最低。
5. 不暴露類的屬性成員，而應(yīng)該提供相應(yīng)的訪問器（set 和 get 方法）。
6. 謹(jǐn)慎使用序列化（Serializable）功能。

合成復(fù)用原則

定義： 也叫組合/聚合復(fù)用原則。它要求在軟件復(fù)用時(shí)，要盡量先使用組合或者聚合等關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)，其次才考慮使用繼承關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。

如果要使用繼承關(guān)系，則必須嚴(yán)格遵循里氏替換原則。合成復(fù)用原則同里氏替換原則相輔相成的，兩者都是開閉原則的具體實(shí)現(xiàn)規(guī)范。

作用：

通常類的復(fù)用分為繼承復(fù)用和合成復(fù)用兩種，繼承復(fù)用雖然有簡(jiǎn)單和易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，但它也存在以下缺點(diǎn)。

1. 繼承復(fù)用破壞了類的封裝性。因?yàn)槔^承會(huì)將父類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)暴露給子類，父類對(duì)子類是透明的，所以這種復(fù)用又稱為“白箱”復(fù)用。
2. 子類與父類的耦合度高。父類的實(shí)現(xiàn)的任何改變都會(huì)導(dǎo)致子類的實(shí)現(xiàn)發(fā)生變化，這不利于類的擴(kuò)展與維護(hù)。
3. 它限制了復(fù)用的靈活性。從父類繼承而來(lái)的實(shí)現(xiàn)是靜態(tài)的，在編譯時(shí)已經(jīng)定義，所以在運(yùn)行時(shí)不可能發(fā)生變化。

采用組合或聚合復(fù)用時(shí)，可以將已有對(duì)象納入新對(duì)象中，使之成為新對(duì)象的一部分，新對(duì)象可以調(diào)用已有對(duì)象的功能，它有以下優(yōu)點(diǎn)。

1. 它維持了類的封裝性。因?yàn)槌煞謱?duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)是新對(duì)象看不見的，所以這種復(fù)用又稱為“黑箱”復(fù)用。
2. 新舊類之間的耦合度低。這種復(fù)用所需的依賴較少，新對(duì)象存取成分對(duì)象的唯一方法是通過成分對(duì)象的接口。
3. 復(fù)用的靈活性高。這種復(fù)用可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)進(jìn)行，新對(duì)象可以動(dòng)態(tài)地引用與成分對(duì)象類型相同的對(duì)象。

實(shí)現(xiàn)：

合成復(fù)用原則是通過將已有的對(duì)象納入新對(duì)象中，作為新對(duì)象的成員對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)的，新對(duì)象可以調(diào)用已有對(duì)象的功能，從而達(dá)到復(fù)用。

總結(jié)

參考資料

• Java設(shè)計(jì)模式：23種設(shè)計(jì)模式全面解析（超級(jí)詳細(xì)）
• 大話設(shè)計(jì)模式