1. 面向對象設計原則 – 概述

在軟件開發中，為了提高軟件系統的可維護性和可復用性，增加軟件的可擴展性和靈活性，程序員要盡量根據7條原則來開發程序，從而提高軟件開發效率、節約軟件開發成本和維護成本。

設計原則名稱定義使用頻率(滿分5星)

單一職責原則	一個對象應該只包含單一的職責, 并且該職責被完整地封裝在一個類中	🖤🖤🖤🖤
開閉原則	軟件實體應該對拓展開發, 對修改關閉	🖤🖤🖤🖤🖤
里氏代換原則	所有引用基類的地方必須能透明的使用其子類的對象	🖤🖤🖤🖤🖤
依賴倒轉原則	高層模塊不應該依賴底層模塊, 他們都應該依賴抽象。抽象不應該依賴于細節，細節應該依賴于抽象。	🖤🖤🖤🖤🖤
接口隔離原則	客戶端不應該依賴那些它不需要的接口	🖤🖤
合成復用原則	優先使用對象組合, 而不是通過繼承來達到復用的目的	🖤🖤🖤🖤
迪米特法則	每一個軟件單位對其他單位都只有最少的知識, 而且局限于那些與本單位密切相關的軟件知識	🖤🖤🖤

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2. 開閉原則

• 對擴展開放，對修改關閉。在程序需要進行拓展的時候，不能去修改原有的代碼，實現一個熱插拔的效果。簡言之，是為了使程序的擴展性好，易于維護和升級。
• 想要達到這樣的效果，我們需要使用接口和抽象類。
• 因為抽象靈活性好，適應性廣，只要抽象的合理，可以基本保持軟件架構的穩定。而軟件中易變的細節可以從抽象派生來的實現類來進行擴展，當軟件需要發生變化時，只需要根據需求重新派生一個實現類來擴展就可以了。

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3. 里氏代換原則

• 里氏代換原則是面向對象設計的基本原則之一。
• 里氏代換原則：任何基類可以出現的地方，子類一定可以出現。通俗理解：子類可以擴展父類的功能，但不能改變父類原有的功能。換句話說，子類繼承父類時，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。
• 如果通過重寫父類的方法來完成新的功能，這樣寫起來雖然簡單，但是整個繼承體系的可復用性會比較差，特別是運用多態比較頻繁時，程序運行出錯的概率會非常大。

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4. 依賴倒轉原則（針對接口編程）

開閉原則是目標，里氏代換原則是基礎，依賴倒轉原則是手段

高層模塊不應該依賴低層模塊，兩者都應該依賴其抽象；抽象不應該依賴細節，細節應該依賴抽象。簡單的說就是要求對抽象進行編程，不要對實現進行編程，這樣就降低了客戶與實現模塊間的耦合。

下面看一個例子來理解依賴倒轉原則:

現要組裝一臺電腦，需要配件cpu，硬盤，內存條。只有這些配置都有了，計算機才能正常的運行。選擇cpu有很多選擇，如Intel，AMD等，硬盤可以選擇希捷，西數等，內存條可以選擇金士頓，海盜船等。

類圖如下：

代碼如下：

希捷硬盤類（XiJieHardDisk）:

public class XiJieHardDisk{public void save(String data) {System.out.println("使用希捷硬盤存儲數據" + data);}public String get() {System.out.println("使用希捷希捷硬盤取數據");return "數據";} }

Intel處理器（IntelCpu）：

public class IntelCpu{public void run() {System.out.println("使用Intel處理器");} }

金士頓內存條（KingstonMemory）：

public class KingstonMemory{public void save() {System.out.println("使用金士頓作為內存條");} }

電腦（Computer）：

public class Computer {private XiJieHardDisk hardDisk;private IntelCpu cpu;private KingstonMemory memory;public IntelCpu getCpu() {return cpu;}public void setCpu(IntelCpu cpu) {this.cpu = cpu;}public KingstonMemory getMemory() {return memory;}public void setMemory(KingstonMemory memory) {this.memory = memory;}public XiJieHardDisk getHardDisk() {return hardDisk;}public void setHardDisk(XiJieHardDisk hardDisk) {this.hardDisk = hardDisk;}public void run() {System.out.println("計算機工作");cpu.run();memory.save();String data = hardDisk.get();System.out.println("從硬盤中獲取的數據為：" + data);} }

測試類（TestComputer）：

public class TestComputer {public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer();computer.setHardDisk(new XiJieHardDisk());computer.setCpu(new IntelCpu());computer.setMemory(new KingstonMemory());computer.run();} }

上面代碼可以看到已經組裝了一臺電腦，但是似乎組裝的電腦的cpu只能是Intel的，內存條只能是金士頓的，硬盤只能是希捷的，這對用戶肯定是不友好的，用戶有了機箱肯定是想按照自己的喜好，選擇自己喜歡的配件。

根據依賴倒轉原則進行改進：

代碼我們只需要修改Computer類，讓Computer類依賴抽象（各個配件的接口），而不是依賴于各個組件具體的實現類。

類圖如下：

電腦（Computer）：

public class Computer {private HardDisk hardDisk;private Cpu cpu;private Memory memory;public HardDisk getHardDisk() {return hardDisk;}public void setHardDisk(HardDisk hardDisk) {this.hardDisk = hardDisk;}public Cpu getCpu() {return cpu;}public void setCpu(Cpu cpu) {this.cpu = cpu;}public Memory getMemory() {return memory;}public void setMemory(Memory memory) {this.memory = memory;}public void run() {System.out.println("計算機工作");} }

面向對象的開發很好的解決了這個問題，一般情況下抽象的變化概率很小，讓用戶程序依賴于抽象，實現的細節也依賴于抽象。即使實現細節不斷變動，只要抽象不變，客戶程序就不需要變化。這大大降低了客戶程序與實現細節的耦合度。

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5. 接口隔離原則

客戶端不應該被迫依賴于它不使用的方法；一個類對另一個類的依賴應該建立在最小的接口上。

下面看一個例子來理解接口隔離原則:

【例】安全門案例:

我們需要創建一個 黑馬 品牌的安全門，該安全門具有防火、防水、防盜的功能。可以將防火，防水，防盜功能提取成一個接口，形成一套規范。類圖如下：

上面的設計我們發現了它存在的問題，黑馬品牌的安全門具有防盜，防水，防火的功能。現在如果我們還需要再創建一個傳智品牌的安全門，而該安全門只具有防盜、防水功能呢？很顯然如果實現SafetyDoor接口就違背了接口隔離原則，那么我們如何進行修改呢？

改進思路:

改進后的類圖:

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6. 迪米特法則

• 迪米特法則又叫最少知識原則。
• 只和你的直接朋友交談，不跟“陌生人”說話（Talk only to your immediate friends and not to strangers）。
• 其含義是：如果兩個軟件實體無須直接通信，那么就不應當發生直接的相互調用，可以通過第三方轉發該調用。其目的是降低類之間的耦合度，提高模塊的相對獨立性。迪米特法則中的“朋友”是指：當前對象本身、當前對象的成員對象、當前對象所創建的對象、當前對象的方法參數等，這些對象同當前對象存在關聯、聚合或組合關系，可以直接訪問這些對象的方法。

下面看一個例子來理解迪米特法則: 明星與經紀人的關系實例

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7. 合成復用原則（黑箱/白箱復用）

• 合成復用原則是指：盡量先使用組合或者聚合等關聯關系來實現，其次才考慮使用繼承關系來實現。
• 通常類的復用分為繼承復用和合成復用兩種。

繼承復用雖然有簡單和易實現的優點，但它也存在以下缺點：

繼承復用破壞了類的封裝性。因為繼承會將父類的實現細節暴露給子類，父類對子類是透明的，所以這種復用又稱為“白箱”復用。

子類與父類的耦合度高。父類的實現的任何改變都會導致子類的實現發生變化，這不利于類的擴展與維護。

它限制了復用的靈活性。從父類繼承而來的實現是靜態的，在編譯時已經定義，所以在運行時不可能發生變化。

采用組合或聚合復用時，可以將已有對象納入新對象中，使之成為新對象的一部分，新對象可以調用已有對象的功能，它有以下優點：

它維持了類的封裝性。因為成分對象的內部細節是新對象看不見的，所以這種復用又稱為“黑箱”復用。

對象間的耦合度低。可以在類的成員位置聲明抽象。

復用的靈活性高。這種復用可以在運行時動態進行，新對象可以動態地引用與成分對象類型相同的對象。

下面看一個例子來理解合成復用原則: 【例】汽車分類管理程序

汽車按“動力源”劃分可分為汽油汽車、電動汽車等；按“顏色”劃分可分為白色汽車、黑色汽車和紅色汽車等。如果同時考慮這兩種分類，其組合就很多。類圖如下：

從上面類圖我們可以看到使用繼承復用產生了很多子類，如果現在又有新的動力源或者新的顏色的話，就需要再定義新的類。我們試著將繼承復用改為聚合復用看一下。

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8. 單一職責原則

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式 -- 面向对象设计原则、黑箱/白箱复用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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