设计模式可以分为三大类:创建型模式(Creational Patterns)、结构型模式(Structural Patterns)、行为型模式(Behavioral Patterns)
- 开闭原则
- 里氏替换原则
- 依赖倒置原则
- 单一职责原则
- 接口隔离原则
- 迪米特法原则
- 合成复用原则
开闭原则的含义是:当应用的需求改变时,在不修改软件实体的源代码或者二进制代码的前提下,可以扩展模块的功能,使其满足新的需求。
对测试影响
遵循开闭原则的代码,测试只需要对扩展代码进行测试就可以了可以提高代码的复用性
粒度越小,被复用的可能性就越大;在面向对象的程序设计中,根据原子和抽象编程可以提高代码的可复用性可以提高软件的可维护性
遵守开闭原则的软件,其稳定性高和延续性强,从而易于扩展和维护
抽象约束、封装变化
通过接口或者抽象类为软件实体定义一个相对稳定的抽象层,而将相同的可变因素封装在相同的具体实现类中。
里氏替换原则通俗来讲就是:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。也就是说:子类继承父类时,除添加新的方法完成新增功能外,尽量不要重写父类的方法。
- 里氏替换原则是实现开闭原则的重要方式之一
- 克服了继承中重写父类造成的可复用性变差的缺点
- 是动作正确性的保证,即类的扩展不会给已有的系统引入新的错误,降低代码出错的可能性
- 加强程序的健壮性,同时变更时可以做到非常好的兼容性,提高程序的维护性、可扩展性,降低需求变更时引入的风险
- 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(方法输入的参数)要比父类更宽松
- 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(即方法的的输出/返回值)要比父类的方法更严格或相等
- 如果程序违背了里氏替换原则,则继承类的对象在基类出现的地方会出现运行错误。这时其修正方法是:取消原来的继承关系,重新设计它们之间的关系
依赖倒置原则的原始定义为:高层模块不应该依赖低层模块,两者都应该依赖其抽象;抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。其核心**是:要面向接口编程,不要面向实现编程
- 依赖倒置原则可以降低类间的耦合性
- 依赖倒置原则可以提高系统的稳定性
- 依赖倒置原则可以减少并行开发引起的风险
- 依赖倒置原则可以提高代码的可读性和可维护性
- 每个类尽量提供接口或抽象类,或者两者都具备
- 变量的声明类型尽量是接口或者是抽象类
- 任何类都不应该从具体类派生
- 使用继承时尽量遵循里氏替换原则
单一职责原则规定一个类应该有且仅有一个引起它变好的原因,否则类应该被拆分。
如果一个对象承担太多的职责,至少存在两个缺点:
- 一个职责变化可能会削弱或者抑制这个类实现其他职责的能力
- 当客户端需要该对象的某一个职责时,不得不将其他不需要的职责全都包含进来,从而造成冗余代码或代码浪费
- 降低类的复杂度,一个类只负责一项职责会比多项职责简单
- 提高类的可读性
- 提高系统的可维护性
- 变更引起的风险降低。变更是必然的,如果单一职责原则遵守得好,当修改一个功能时,可以显著降低对其他功能的影响
单一职责原则是最简单但又最难运用的原则,需要设计人员发现类的不同职责并将其分离,再封装到不同的类或模块中。
这些设计模式提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式,而不是使用 new 运算符直接实例化对象。这使得程序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时更加灵活。
1)工厂方法模式
2)抽象工厂方法模式
3)单例模式
4)建造者模式
5)原型模式
在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。
工厂模式适合:凡是出现了大量的产品需要创建,并且具有共同的接口时,可以通过工厂方法模式进行创建
1.1.普通工厂方法模式
就是建立一个工厂类,对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。
步骤:
1)首先创建共同接口
2)创建各自的实现类
3)创建工厂类
1.2.多个工厂方法模式
多个工厂方法模式是提供多个工厂方法,分别创建对象。
1.3.静态工厂方法模式
多个工厂方法模式里的方法置为静态的,不需要创建实例,直接调用即可。
优点:
1)一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了。
2)扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以。
3)屏蔽产品的具体实现,调用者只关心产品的接口。
缺点:
1)增加产品,需要增加新的工厂类,导致系统类的个数成对增加,在一定程度上增加了系统的复杂性。
工厂方法模式有一个问题就是,类的创建依赖工厂类,也就是说,如果想要拓展程序,必须对工厂类进行修改,这违背了闭包原则,所以,从设计角度考虑,有一定的问题,如何解决?就用到抽象工厂模式,创建多个工厂类,这样一旦需要增加新的功能,直接增加新的工厂类就可以了,不需要修改之前的代码。
1)一个系统要独立与它产品的创建、组合和表示时
2)一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时
3)要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时
4)提供一个产品类库,而只想显示它们的接口而不是实现时
- AbstractFactory(抽象工厂):用于声明生成抽象产品的操作接口;
- ConcreteFactory(具体工厂):实现创建具体产品对象的操作;
- AbstractProduct(抽象产品):为每种产品声明接口,在抽象产品中定义了产品的抽象业务方法;
- Product(具体产品):定义具体工厂生产的具体产品对象,实现AbstractProduct接口;
- Client(客户):仅使用由AbstractFactory和AbstractProduct类声明的接口。
优点:
1)分离了具体的类
2)它使得易于交换产品系列
3)它有利于产品的一致性
缺点:
1)难以支持新种类的产品
保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
单例模式一般体现在类声明中,单例的类负责创建自己的对象,同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式,可以直接访问,不需要实例化该类的对象。
- 在内存里只有一个实例,减少内存的开销,尤其是频繁的创建和销毁实例(比如网站首页页面缓存)
- 避免对资源的多重占用(比如写文件操作)
- 饿汉式
- 懒汉式
- 双重校验锁
- 枚举式