js設計模式 設計模式基本概念 和 七大設計原則

設計模式的基本概念

在軟件工程中看，設計模式是對軟件設計中普遍存在（反覆出現）的各種問題，所提出的解決方案。設計模式不是代碼，而是某類問題的通用解決方案。設計模式代表着最佳實踐。這些解決方案是衆多軟件人員的試錯和總結。設計模式包含了面向對象的精髓，懂得了設計模式，就懂得了面向對象分析和設計的精要。

• 設計模式的本質：

  • 提高軟件的 “可維護性”，“通用性”，“可擴展性”，並降低"軟件的複雜度"。
    
    

• 設計模式的重要性

  • 當項目開發完成時，如果客戶提出新增功能怎麼辦?
    ==> 可擴展性
  • 當項目開發完成時，程序員離職時，需要接受維護怎麼辦？
    ==> 可維護性，可讀性， 規範性
  • 在實際項目中用過什麼設計模式？怎麼使用的？解決了哪些問題？
  • 設計模式在軟件的什麼位置？
    面向對象OOP ==> 功能模塊 （設計模式+數據結構+算法） ==> 框架（使用多種設計模式） ==> 架構(服務器集羣)
    
    

• 設計模式的目的

  • 代碼可重用性 ==> 相同功能的代碼，不用多次編寫。
  • 代碼可讀性 ==> 編碼規範性，便於其他人閱讀和理解。
  • 代碼可擴展性 ==>當需要新增功能時，非常方便，易維護。
  • 代碼可靠性 ==>新增功能時，對原來的功能沒有影響。
  • 高內聚，低耦合 ==>對外呈現高內聚，低耦合。

• 核心思想：

  • 找出應用中可能需要變化的地方，把它們獨立出來。不要和那些不需要的代碼混合在一起。
  • 針對接口編程，而不針對實現類編程。
  • 爲交互對象之間的松耦合設計而努力。
  
  

24種設計模式

• 創建型模式
  • 單例模式， 工廠方法模式，抽象工廠模式，原型模式， 建造者模式
• 結構型模式
  • 適配器模式， 橋接模式， 裝飾模式， 組合模式， 外觀模式， 享元模式，代理模式
• 行爲型模式
  • 模板方法模式，命令模式，訪問者模式， 迭代器模式，觀察者模式，中介者模式， 備忘錄模式，解釋器模式，狀態模式，策略模式， 責任鏈模式
    
    

設計模式常用的七大原則

• 1、單一職責原則
• 2、接口隔離原則
• 3、依賴倒轉原則
• 4、里氏替換原則
• 5、開閉原則OCP
• 6、迪米特法則（最少知道原則）
• 7、合成複用原則
  
  

一、單一職責原則

• 基本概念
  對類來說，一個類只負責一項職責。如果類負責兩個不同的職責：職責A和職責B，當職責A的需求發生改變時，則類中的代碼發生改變，此時可能造成職責A和職責B的代碼發生改變而造成錯誤，以及要重新進行單元測試。所以最好是將類進行單一職責的粒度進行分解。
  • 由於有多個職責，則由於改動而需要維護的代碼更多
  • 只有當類中邏輯足夠簡單，纔可以在代碼級別違反單一原則，只有當類中方法數量足夠少時，可在方法級別上保持單一職責原則。
    
    
• 優點
  • 降低了類的複雜度，一個類只負責一項職責。
  • 提高類的可讀性，可維護性。
  • 降低了變更代碼引起的風險。
  • 通常情況下，我們應該遵循單一職責原則，除非邏輯足夠簡單，可以在放方法級別保持單一職責原則。

#b,c表示兩類不同的功能
public class A {

	public void b(){
		...
	}
	public void c(){
		...
	}
}

==>
public class AB {
	public void b(){
		...
	}
}

public class AC {
	public void c(){
		...
	}
}

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二、接口隔離原則

傳統方法的問題和接口隔離原則的改進

• 傳統方法的問題：
  ==>類A通過接口interface依賴B， 類C通過接口interface依賴類D，如果接口interface對於類A和類C不是最小接口，那麼類B和類D就必須要去實現他們不需要的方法。
  
  
• 接口隔離原則：
  ==>將接口interface拆分成獨立的幾個接口，類A和類C分別與他們需要的接口建立依賴關係，保持接口的最小依賴。這就是接口分離原則。

#類A通過interface E依賴類C， 其只依賴a(),b()方法
public class A {
	private E e;
	public A( E e ){
		this.e = e;
		this.e.a();
		this.e.b();
	}
}

#類C通過interface E依賴類D，且只依賴c(),d()方法
public class C {
	private E e;
	public C( E e ){
		this.e = e;
		this.e.c();
		this.e.d();
	}
}

#接口E
public interface E {
	public void a();
	public void b();
	public void c();
	public void d();
}

public class  B implements E {
	...
}

public class D implements E {
	...
}

• 根據接口隔離原則進行改進

#類A通過interface E依賴類C， 其只依賴a(),b()方法
public class A {
	private E e;
	public A( E e ){
		this.e = e;
		this.e.a();
		this.e.b();
	}
}

#類C通過interface F依賴類D，且只依賴c(),d()方法
public class C {
	private F f;
	public C( F f ){
		this.f = f;
		this.f.c();
		this.f.d();
	}
}

public interface E {
	public void a();
	public void b();
}

public interface F {
	public void c();
	public void d();
}

public class B implements E {
	...
}

public class D implements F {
	...
}

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三、依賴倒轉原則

• 高層模塊不應該依賴底層模塊，二者都應該依賴其抽象。層之間依賴接口。
• 抽象不應該依賴細節，細節應該依賴抽象。
• 依賴倒轉的核心思想：面向接口編程。
• 依賴倒轉原則是基於以下的設計理念：
  • 相對於細節的多變性，抽象的東西要穩定很多。以抽象爲基礎搭建的架構比以細節爲基礎搭建的架構要穩定的多。在java中，抽象是指接口或者抽象類，細節就是具體的實現類。
• 使用接口或者抽象類的目的是制定好規範，而不涉及任何具體的操作，把戰線細節的任務交給他們的實現類去完成。

依賴倒轉的核心思想就是：面向接口編程。層與層之間通過接口來訪問。不要在類的內部去new所依賴的對象，而是通過依賴關係傳遞到類內部來。

• 依賴關係傳遞的三種方式：

  • 接口傳遞依賴；

  public interface IOpenAndClose {
  	public void open( TV tv );
  }
  
  public interface TV {
  	public void play();
  }
  
  public class AqyTV implements TV {
  	public void play(){
  		System.out.println("hello aqy!");
  	}
  }
  
  
  public OpenAndClose implements IOpenAndClose {
  	public void open( TV tv ) {
  		tv.play();
  	}
  
  	public static void main( String[] args ){
  		IOpenAndClose iOpenAndClose = new OpenAndClose();
  		iOpenAndClose.open( new AqyTV() );
  	}
  }
  

  • 構造方法傳遞依賴；

  public interface IOpenAndClose {
  	public void open();
  }	
  
  public interface TV {
  	public void play();
  }
  
  public class AqyTV implements TV {
  	public void play(){
  		System.out.println("hello AqyTV!");
  	}
  }
  
  public class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
  	private TV tv;
  	public OpenAndClose( TV tv ){
  		this.tv = tv;
  	}
  	public static void main( String[] args ){
  		IOpenAndClose iOpenAndClose = new OpenAndClose(new AqyTV());
  		iOpenAndClose.open();
  	}
  }
  

  • setter方式傳遞依賴；

  public interface IOpenAndClose {
  	public void open();
  	public void setTV( TV tv );
  }	
  
  public interface TV {
  	public void play();
  }
  
  public class AqyTV implements TV {
  	public void play(){
  		System.out.println("hello AqyTV!");
  	}
  }
  
  public class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
  	private TV tv;
  	public void setTV( TV  tv ){
  		this.tv = tv;
  	}
  	public static void main( String[] args ){
  		IOpenAndClose iOpenAndClose = new OpenAndClose(new AqyTV());
  		iOpenAndClose.open();
  	}
  }
  

依賴倒轉原則的注意事項和細節：

• 底層模塊（被依賴或者被調用的組件）儘量使用抽象類或者接口，或者兩者都有，程序穩定性會更好。
• 變量的聲明類型儘量是抽象類或者接口，這樣我們的變量引用和實際對象間，就存在一個緩衝層，利用實現接口的實體類進行擴展和優化。
• 繼承時準尋里氏替換原則。
  
  

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四、里氏替換原則

• 如果對每個類型爲T1的對象O1，都有類型爲T2的對象O2，使得以T1定義的所有程序在所有的對象O1都代換爲O2時，程序的行爲沒有發生變化，那麼類型T2是類型T1的子類型。換句話說：素所有引用基類的地方都必須能透明的使用其子類的對象。即子類繼承於父類的方法，行爲保持一致，不要去重寫覆蓋。
• 在使用繼承時，遵循里氏原則，在子類中儘量不要重寫父類的方法，這樣在版本迭代時，能保持較好的向下兼容性。
• 里氏原則告訴我們： 繼承爲讓兩個類之間的耦合增強，如果修改父類代碼時，則會影響到子類的使用。修改子類繼承於父類的代碼，也會導致兼容性問題出現。在適當的情況下，可以通過聚合，組合，依賴來解決問題。

針對繼承父類方法，又不得不重寫父類方法的處理方案

• 可以解除繼承關係，而是通過聚合，組合的方式來結局問題。
• 也可以讓原有的父子繼承關係解除，讓不要重寫的方法提取到一個公共的基類（編程一個虛擬類），讓需要重寫的方法在原來的父子類中分別實現。

子類重寫父類方法的情形

public interface A {
	public void a();
	public void b();
	public void c();
	public void d();
}

public class B implements A {
	public void a(){
		System.out.println("B-a");
	}
	public void b(){
		System.out.println("B-b");
	}
	public void c(){
		System.out.println("B-c");
	}
	public void d(){
		System.out.println("B-d");
	}
}

public class C extends B {
	public void a(){
		System.out.println("B-a");
	}
	public void b(){
		System.out.println("B-b");
	}
	public void c(){
		System.out.println("C-c");
	}
	public void d(){
		System.out.println("C-d");
	}
}

遵循里氏替換原則的繼承處理

• 將共有方法提取到公共的抽象類，不相同行爲的方法單獨實現。

public interface A {
	public void a();
	public void b();
	public void c();
	public void d();
}

public abstract class D {
	public void a() {
		System.out.println("D-a");
	}
	public void b(){
		System.out.println("D-b");
	}
	public abstract  void c();
	public abstract  void d();
}

public class B extends D {
	public void c(){
		System.out.println("B-c");
	}
	pulic void d(){
		System.out.println("B-d");
	}
}

public class C {
	public void c(){
		System.out.println("C-c");
	}
	pulic void d(){
		System.out.println("C-d");
	} 
}

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五、開閉原則

• 開閉原則： 最基礎，最重要的設計原則。
  ==> 一個軟件如類，模塊和函數應該對提供方擴展開放，對使用方修改關閉。。用抽象構建框架，用實現擴展細節。
• 當軟件需求發生變化時，儘量通過擴展軟件實體的行爲來實現變化，而不是通過修改已有的代碼來實現變化。（擴展行爲，不要輕易去修改已有的使用方中的代碼）。
• 編程中遵循其他原則，以及使用設計模式的目的就是爲了遵循開閉原則。提供方不允許修改代碼。通過新增來擴展新功能。使用方不允許新增或者修改。（當做第三方庫來對待使用方的代碼）。

#通過接口傳遞依賴關係，根據多態來動態新增功能
public interface A {
	public void setTV( TV tv );
}

public interface TV {
	public void play();
}

public class IqyTV implements TV {
	public void play(){
		System.out.println("hello iqyTV");
	}
}

public class B implements A {
	private TV tv;
	public void setTV( TV tv ){
		this.tv = tv;
	}
	
	public static void main( String[] args ){
		A a = new B();
		a.setTV( new IqyTV() );
		a.tv.play();
	}
}

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六、迪米特法則（最少知道原則）

• 一個對象應該對其他對象保持最少的瞭解。類與類之間的關係越密切，耦合度越大。
• 迪米特法則：又稱爲最少知道原則，即一個類對自己依賴的類知道的越少越好。也就是說： 對於被依賴的類，不管多複雜，都儘量將邏輯封裝在類的內部，對外除了提供的必要的public方法，不對外泄露任何信息。

關於迪米特法則的簡單定義：

• 只與直接朋友通信，且直接朋友也只提供public方法，不暴露內部邏輯。

關於直接朋友：

• 任何兩個對象之間都有耦合關係，只要有耦合關係，就是朋友。耦合的方式有很多：依賴，關聯，組合，聚合等。其中出現在成員變量，方法參數，方法返回值中的類稱爲直接朋友。出現在方法中的局部變量中的類不是直接朋友。（陌生類最好不要以局部變量的形式出現在類的內部）

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七、合成複用原則

• 合成複用原則：
  • 能用合成，聚合的方式，就不推薦用繼承。