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【Spring 5核心原理】1设计模式1.1开闭原则1.2依赖倒置原则单一职责原则接口隔离原则迪米特原则里氏替换原则

1.1开闭原则

  • 开闭原则(open-closed principle,OCP)是指一个软件实体(如类,模块和函数)应该对扩展开放,对修改关闭。所谓的开闭,也正是对扩展和修改两个行为的一个原则。
  • 强调用抽象构建框架,用实现扩展细节,可以提高软件系统的可复用性及可维护性;例如版本更新时,我们尽可能不修改源代码就可以添加新功能。

    首先创建一个课程接口JavaCourse

/**
 * TODO 开闭原则——课程接口
 * @author ss_419
 */
public interface ICourse {
    Integer getId();
    String getName();
    Double getPrice();
}
           

整个课程有许多分类,Java、Python、Js等等…

紧接着我们创建一个Java课程类,该类实现课程接口

/**
 * TODO Java课程类
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 10:37
 */
public class JavaCourse implements ICourse{
    private Integer id;
    private String name;
    private Double price;

    public JavaCourse(Integer id, String name, Double price) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    @Override
    public Integer getId() {
        return this.id;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return this.name;
    }

    @Override
    public Double getPrice() {
        return this.price;
    }
}

           

突然有一天,老板说把Java课程的价格做一下优惠,但是如果修改JavaCourse中的getPrice()方法,则存在一定的风险,可能影响其他地方的调用结果,为了避免此类事件发生 ,我们就需要在不修改原有代码的前提下,实现这个价格优惠的功能

  • 解决方案:创建一个处理优惠逻辑的类JavaDiscountCourse
/**
 * TODO 开闭原则——JavaCourse降价活动
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 10:38
 */
public class JavaDiscountCourse extends JavaCourse{
    public JavaDiscountCourse(Integer id, String name, Double price) {
        super(id, name, price);
    }

    /**
     * 出现降价活动不能够直接去修改JavaCourse中的getPrice()方法,所以通过继承JavaCourse类,来返回原商品降价之后的价格
     */
    /**
     * 获取商品原价格
     * @return
     */
    public Double getOriginPrice() {
    	System.out.println("原商品价格");
        return super.getPrice();
    }

    public Double getPrice(){
        System.out.println("降价后的商品价格");
        return super.getPrice() * 0.618;
    }

}
           

1.2依赖倒置原则

  • 依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle,DIP)是指设计代码结构时,高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象。
  • 抽象不应该依赖与细节,细节应该依赖抽象。
  • 通过依赖倒置,可以减少类与类之间的耦合性,提高系统的稳定性,提高代码的可读性和可维护性,并且能降低修改程序所造成的风险。

创建一个Tom类:

/**
 * TODO 依赖倒置——初始状态
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 11:42
 */
public class Tom {
    public void studyJavaCourse(){
        System.out.println("studyJavaCourse");
    }
    public void studyPythonCourse(){
        System.out.println("studyPythonCourse studyPythonCourse");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Tom tom = new Tom();
        tom.studyJavaCourse();
        tom.studyPythonCourse();
    }
}
           

目前Tom是在学习Java和Python,但是后续想学习其他课程的时候,就需要添加一个方法,没多学习一个就得多添加一个方法,这个时候,因为业务扩展,要从低层到高层(调用层)依次修改代码,这样极其不方便。

  • 因此,我们接下来做一些优化:
  1. 创建一个课程接口ICourse:
/**
 * TODO 依赖倒置
 * @author ss_419
 */
public interface ICourse {
    void study();
}
           
  1. 编写JavaCourse类:
/**
 * TODO
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 12:10
 */
public class JavaCourse implements ICourse{
    @Override
    public void study() {
        System.out.println("Java课程.....");
    }
}
           
  1. 编写PythonCourse类:
/**
 * TODO
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 12:12
 */
public class PythonCourse implements ICourse{
    @Override
    public void study() {

        System.out.println("Python课程学习......");
    }
}
           
  1. 修改Tom类:
public class Tom {
    /**
     * DIP优化版本
     * @param course
     */
    public void study(ICourse course){
        course.study();
    }
 }
           
  1. 新的调用方式:
public static void main(String[] args) {
        Tom tom = new Tom();
        // 新的调用方式
        tom.study(new JavaCourse());
        tom.study(new JavaCourse());
        tom.study(new PythonCourse());
//        tom.studyJavaCourse();
//        tom.studyPythonCourse();
    }
           
  1. DIP构造器注入方式

    在使用构造器注入时,在调用的时候,每次都要创建实例

public class Tom {
    private ICourse course;

    /**
     * DIP——构造器注入方式
     * @param course
     */
    public Tom(ICourse course) {
        this.course = course;
    }
    public void study(){
        course.study();
    }
}    
           

调用方式:

public static void main(String[] args) {
        Tom tom = new Tom(new JavaCourse());
        tom.study();
     }
           
  1. 当Tom时全局单例,只能选择用Setter方式来注入
public class Tom {
    private ICourse course;

    /**
     * 使用setter方式来注入
     * @param course
     */
    public void setCourse(ICourse course) {
        this.course = course;
    }
    public void study(){
        course.study();
    }
}
           

调用代码:

public static void main(String[] args) {
        Tom tom = new Tom();
        tom.setCourse(new JavaCourse());
        tom.study();
        tom.setCourse(new PythonCourse());
        tom.study();
    }
           

单一职责原则

  • 单一职责(Simple Responsibility Pinciple,SRP)是指不要存在多于一个导致类变更的原因
  • 假设我们有一个类负责两个职责,一旦发生需求变更,修改其中一个职责的逻辑代码,有可能导致另一个职责的功能发生故障,这样一来,这个类就存在两个导致类变更的原因。
  • 为了避免上述情况的出现,我们将两个职责用两个类来实现,进行解耦。后期需求变更维护互不影响。
  • 总体来说,就是一个类、接口或方法只负责一项职责

课程有直播课和录播课两类;直播课不能快进和快退,录播课可以任意地反复观看,功能职责不一样。

首先创建一个Course类:

/**
 * TODO 单一职责Simple Responsibility Pinciple
 * @author ss_419
 */
public class Course {
    public void study(String courseName){
        if ("直播课".equals(courseName)){
            System.out.println("不能快进==>" + courseName);
        }else if ("录播课".equals(courseName)){
            System.out.println("可以快进==>"+courseName);
        }
    }

	// 调用方法
    public static void main(String[] args) {
        Course course = new Course();
        course.study("直播课");
        course.study("录播课");
    }
}
           

从上面的代码,我们可以看出Course承担了两种处理逻辑。后续如果对其中一种课程进行加密,由于两种课程的加密逻辑一定不相同,必须修改代码。而修改代码的逻辑势必会相互影响,容易带来不可控的风险。

  • 接下来我们对职责进行解耦
  1. 首先创建两个类LiveCourse和ReplayCourse
/**
 * TODO SRP优化版
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 14:47
 */
public class LiveCourse {
    public void study(String courseName){
        System.out.println("我是直播课程==>" + courseName);
    }
}
           
/**
 * TODO
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 14:49
 */
public class ReplayCourse {
    public void study(String courseName){

        System.out.println("我是录播课程==>"+courseName);
    }
}
           
  1. 调用过程
public static void main(String[] args) {
        LiveCourse liveCourse = new LiveCourse();
        liveCourse.study("直播课");
        ReplayCourse recordCourse = new ReplayCourse();
        recordCourse.study("录播课");
    }
           

通过创建两个单独的类,就实现了将两个职责从原先的Course中拆分的操作

接口隔离原则

接口隔离原则(Interface Segregation Pinciple,ISP)是指用多个专门的接口,而不使用单一的总接口,客户端不应该依赖它不需要的接口。

符合高内聚、低耦合的设计思想

  • 一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口之上。
  • 建立单一接口,不要监理庞大臃肿的接口。
  • 尽量细化接口,接口中的方法尽量少(适度即可)。

1创建一个IAnimal接口:

/**
 * TODO 接口隔离原则
 * @author ss_419
 */
public interface IAnimal {
    void eat();
    void fly();
    void swim();
}`在这里插入代码片`
           

2创建Bird类:

/**
 * TODO
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 15:05
 */
public class Bird implements IAnimal{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("bird eat");
    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("bird fly");
    }

    @Override
    public void swim() {

    }
}
           

3创建Dog类:

/**
 * TODO
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 15:11
 */
public class Dog implements IAnimal{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("I am a dog 吧唧吧唧");
    }

    @Override
    public void fly() {

    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println("Dog swim....");
    }
}
           

通过2、3可以看出,Bird的swim方法只能空着(因为鸟不能游泳。。。。),而且Dog的fly方法也是实现不了的。

这个时候我们针对不同的动物行为来设计不同的接口,分别设计IEatAnimal、IFlyAnimal、ISwimAnimal接口:

/**
 * TODO
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 15:16
 */
public interface IEatAnimal {
    void eat();
}
	
           
/**
 * @author ss_419
 */
public interface IFlyAnimal {
    void fly();
}
           
/**
 * @author ss_419
 */
public interface ISwimAnimal {
    void swim();
}
           

实现上面三个接口之后,修改dog类如下:

/**
 * TODO
 *
 * @author ss_419
 * @version 1.0
 * @date 2023/1/29 15:11
 */
public class Dog implements IEatAnimal, ISwimAnimal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("dog --> eat");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println("dog --> swim");
    }
}
           

这样一来就不会存在实现类中不需要的方法了,防止客户端使用了它不需要的接口。

迪米特原则

迪米特原则(Law Of Demeter LoD)是指一个对象应该对其他对象保持最少的了解,又叫最少知道原则(Least Knowledge Pinciple,LKP),尽量降低类与类之间的耦合度。

  • 只和朋友交流,不和陌生人说话

    1、首先创建一个Course类

public class Course {
}
           

2、创建一个TeamLeader,用于统计Course信息

public class TeamLeader {
    public void checkNumberOfCourses(){
        List<Course> courseList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            courseList.add(new Course());
        }
        System.out.println("目前已发布的课程数量是:"+courseList.size());
    }
}
           

3、创建一个Boss,老板想看课程数量:

public class Boss {
    public void commandCheckNumber(TeamLeader teamLeader){
        // 通过TeamLeader来查询Course信息
        teamLeader.checkNumberOfCourses();
    }
}
           

4、调用方法:

public static void main(String[] args) {
        Boss boss = new Boss();
        // 这样一来,Boss就和Course分离开来了,boss不用去关心Course的具体实现,他只想知道有多少个课程数量
        boss.commandCheckNumber(new TeamLeader());
    }
           

这样一来,Boss就和Course分离开来了,boss不用去关心Course的具体实现,他只想知道有多少个课程数量

里氏替换原则

里氏替换原则(Liskov Substitution Princple,LSP)是指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都替换成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。

  • 一个软件实体如果适用于一个父类,那么一定适用于其子类,所有引用父类的地方必须能透明地使用其子类的对象,子类对象能够替换父类对象,而程序逻辑不变。
  • 子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能
  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. 子类可以增加自己持有的方法
  3. 当子类的方法重载父类的方法时,方法的前置条件(即方法的输入/入参)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方法时(重写/重载或实现抽象方法),方法的后置条件(即方法的输出/返回值)要比父类更严格或与父类一样。(上转型或者转同型)