Java 设计原则

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MichaelX 的博客地址:
http://blog.csdn.net/Xiong_IT

前言

相信有过开发经验的人都有过这种体验:让你接手一个的项目,2种情况。A.这个项目已经被好几个人,甚至好几代程序员开发维护过;B.这个项目等待你的全新开发。不给你设时间期限,你更愿意选择哪一个?我相信99.9%的人都会选择B这种开发模式。有木有??
Why?因为不想改一个bug引起n个bug。说到底,就是因为已有的项目架构没有做好,或者没有适时的做架构调整,假如你接手的是旧代码,可能为了添加一个功能,因为架构不具备扩展性,你也许只能在原有的基础上修改几行代码,甚至修改几百上千行代码来达到目的,以此来埋下诸多隐患待下一个接盘侠搞定。那么就引出了今天的话题?什么样的代码才具备可扩展性呢?

Open Close Principle

OCP原则(开闭原则):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。

wtf???太抽象了!!!在笔者的理解中,OCP 是6大原则的最高纲领,所以才如此抽象,晦涩难懂。用面向对象的语言来讲,OCP 是一个最抽象的接口,而其余的5大原则只是OCP 的子类接口,他们一起定义了 OOP 世界的开发标准,常用的23中设计模式更是只能算作这6大原则的实现抽象类,咱们开发的代码实践才是真正的具体子类。
public interface OCP { void openExtention(); void closeModifiability();}
Q:What is OCP?
A:OCP是啥咧?它告诉我们,咱们编写的代码应该面向扩展开放,而尽量不要通过修改现有代码来拥抱需求变更。这里,代码可以指的是一个功能模块,类,或者方法。
Q:Why do we need to follow this principle?
A:我们为什么要遵循OCP原则呢?地球人都知道代码后期需求变更的痛苦,如果不利用扩展来适应变更,那迎来的将是代码被修改的千疮百孔。
Q:How do we practice this principle?
A:我们如何实践这条原则?能用抽象类的别用具体类,能用接口的别用抽象类。总之一句:尽量面向接口编程。这里之所以说“尽量”是因为凡事都有度,别让你来个hello world你还给整个接口再实现。
talk is cheap,show your the code.
需求:老王开车去东北。

简单,开撸。老王来了,大家藏好自己媳妇儿。


要车就给你一辆咯

东北到了

老司机要发车了,赶紧打卡上车。滴,学生卡,咳咳咳,拿错卡了。

Perfect,完美!
现在需求变了,老王实现了2017年定下的小目标,挣了1个亿,买了架私人飞机,他不想开车去东北了,太low,他要开飞机去东北。
需求2:老王开飞机去东北

简单,给老王加个属性,加几个方法就实现了嘛?代码就不撸了。OK,又是一次完美变化!?
需求又变了,老张和老王是穿一条裤裆长大的发小,老张看老王这都开上飞机了,他的车是不是可以借来
需求3:老张开车去东北开一开?

这,这,这,简单,重新撸一遍老王在需求1的代码就行了,不就改个名的事吗?
来来来,需求又变了,老张有急事去东北,老王就把飞机也借给老张用了。
需求4:老张开飞机去东北
这,这,这,这,这,这,简单,把老王在需求2的代码重撸一遍就是了。
来来来,需求又变了,老王这回不去东北了,他想开飞机去广东那儿去探望下老丈人,顺便兜兜风。
需求5:老王开飞机去广东
需求6:老张开车去广东
需求7:老王要开飞机去美国
需求8:小王要开车去西藏
需求...

这,这,这,这这这,R&D小哥一口老血喷在屏幕上,卒,享年25岁。
在这里,笔者建议,将人物,交通工具,目的地抽象化,接口化,就可以适应需求的频繁变更了。上类图:



客户端代码作如下调整:



老王的代码如下:

运行结果是:

出发咯
目的地东北到了.

现在,在需求的变更过程中,客户端的代码变化是不是小多了呢?
**注意:开闭原则对扩展开放,对修改关闭,并不意味着不做任何修改,低层次模块的变化,必然要有高层模块进行耦合,否则就是一个孤立无意义的代码片段。 **
**在业务规则改变的情况下高层模块必须有部分改变以适应新业务,改变要尽量地少,放置变化风险的扩散 **
—秦小波《设计模式之禅》

Single Responsibility Principle

SRP原则(职责单一原则):应该有且只有一个原因引起类的变更。

public interface SRP extends OCP { void onlyDoOneThing();}
通俗点来讲,一个类,一个方法只应该做一件事情。举2个栗子:
**1. **当一个 类A R1R2 两个职责时,当 R1 的职责发生变更时,你需要修改 类A,当 R2 发生变更时,你又需要修改 类A,这时,已经有2个原因可能会引起类的变化了,类A 就已经职责不单一了,就需要职责拆分,比如 拆分成 类A1,A2:A1类 负责 R1 职责,A2类 负责 R2 职责了
**2. **再比如有一个方法M,它负责 计算 和 打印 两个职责


有一天,你想要修改下计算规则,改为

c = a+b+1;
此时,你修改了方法M。又一天,你想修改下打印规则,改为:
System.out.println("打印的是 = " + (c+1));
你又修改了方法M,此时,超过了2个原因让你去修改它,所以这个方法应该拆分为待返回值得 计算cal 和 打印print 两个方法。每个方法都只做一件事情。
那它是如何体现扩展性的呢?
拿一个Android中最常见的 ImageLoader 的设计来举例子,ImageLoader 主要需要实现 2个功能:下载图片缓存图片
假如,我们把所有的功能全部放在一个 ImageLoader类 中,假设下载要改方式呢?缓存要改策略呢?你通通要改 ImageLoader,你如何保证修改某个功能的过程中另一个功能依旧完好,没被污染?拆分职责,使用 ImageCache接口 及 其子类 实现进行缓存,和 ImageLoader 建立关联,职责单一了,你再在每个单一的职责类里面去修改相关代码,这样其他功能代码被污染的概率大大降低。
当然,这里只是随意举的例子,划分单一职责这个度很难把握,每个人都需要根据自身情况和项目情况来进行判断。

Liskov Substitution Principle

OCP原则(里氏替换原则):所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象

public interface LSP extends OCP { void liskovSubstitutionPrinciple();}
通俗点讲:只要 父类 能出现的地方 子类 就可以出现,而且替换为 子类 也不产生任何异常错误,反之则不然。这主要体现在,我们经常使用抽象类/基类做为方法参数,具体使用哪个子类作为参数传入进去,由调用者决定。
这条原则包含以下几个方面:
子类必须完全实现父类的方法

子类可以有自己的个性外观(属性)和行为(方法)

覆盖或者实现父类方法时,参数可以被放大。即父类的某个方法参数为HashMap时,子类参数可以是HashMap,也可以是Map或者更大

覆盖或者实现父类的方法时,返回结果可以被缩小。即父类的某个方法返回类型是Map,子类可以是Map,也可以是HashMap或者更小

Dependence Inversion Principle

DIP原则(依赖倒置原则):高层模块不要依赖低层模块,所以依赖都应该是抽象的,抽象不应该依赖于具体细节而,具体细节应该依赖于抽象

低层模块:不可分割的原子逻辑就是 低层模块

高层模块:低层模块的组装合成后就是 高层模块

抽象:Java中体现为基类,抽象类,接口,而不单指抽象类

细节:体现为子类,实现类

通俗点讲,该原则包含以下几点要素:
模块间的依赖应该通过抽象发生,具体实现类之间不应该建立依赖关系

接口或者抽象类不依赖于实现类,否则就失去了抽象的意义

实现类依赖于接口或者抽象类

总结起来,一句话:”面向接口编程“。

Interface-Segregation Principle

ISP原则(接口隔离原则):客户端不应该依赖它不需要的接口;类间的依赖应该建立在最小的接口上

通俗点讲:使用接口时应该建立单一接口,不要建立臃肿庞大的接口,尽量给调用者提供专门的接口,而非多功能接口。
这里我想举个例子就是 Android 中的事件处理 Listener 设计,大家都知道,我们想给 button 添加点击事件时,可以使用如下代码:
button.setOnClickListener(clickListener);
想给它添加长按事件时,可以使用如下代码:
button.setOnLongClickListener(longClickListener);
还有其他比如 OnTouchListener 等事件接口,它为什么不直接提供一个通用的接口IListener呢?然后回调所有的事件给调用者处理,而要提供这么多独立的接口,这就是遵循了ISP原则的结果,每个接口最小化了,Activity/button 作为调用者,我可以选择性的去处理我想处理的事件,不关心的事件Listener我就不去处理,依赖。
Low of Demeter

LoD法则(迪米特法则):又称最少知识原则(Least Knowledge Principle, LKP),一个对象应该对其他对象有最少的了解。

通俗点讲:一个类应该对自己需要耦合或者调用的类知道越少越好,被耦合或者调用的类内部和我没有关系,我不需要的东西你就别 public了吧。
迪米特法则包含以下几点要素:
只和朋友类交流:只耦合该耦合的类

朋友间也是有距离的:减少不该public的方法,向外提供一个简洁的访问

自家的方法就自己创建:只要该方法不会增加内部的负担,也不会增加类间耦合

感谢和参考

秦小波:《设计模式之禅》

Mr.simple:《Android 源码设计模式解析与实战》

java-my-life
http://www.cnblogs.com/java-my-life

规则只是规则,大家不应该死守规则,应该持辩证的态度去看待这6大原则,才能更好地达到实践应用的目的。

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