设计模式01-类图及设计原理(Java)

news2024/10/8 11:14:20

一、设计模式综述

1.设计模式基本概念

设计模式（Design Pattern）是前辈们对代码开发经验的总结，是解决特定问题的一系列套路。它不是语法规定，而是一套用来提高代码可复用性、可维护性、可读性、稳健性以及安全性的解决方案。

2.类图及类图之间的关系（UML）

类图的画法
类图之间的关系

关联关系：如果一个类的实例为了进行某方面的工作，必须知道另外一个类的属性与方法，则我们就说该两个类之间存在关联。通常将一个类的对象作为另一个类的属性。

一般关联关系：

2.聚合关系：代表整体与部分的关系，二者可以独立存在。在Java中及单独的两个类，一个类的对象作为另一个类的属性，通过传参等方法在包含的类中使用。

3.组合关系：组合关系也是一种整体与部分的关系，其中整体部分负责创建和消灭部分类的对象。二者不可分割。在Java中被包含的类只能在此类中实例化对象（new）来使用。

依赖关系：常表现为使用关系，及一个类使用另一个类，被使用类不作为使用类的属性，只是通过传参的方式进行调用。

泛化关系：相当于Java中的继承关系，即一个类继承另一个类。

3.类图案例

用户通过注册界面(RegisterForm)输人个人信息,单击“注册”按钮后将输人的信息通过一个封装用户输入数据的对象(UserDTO)传递给操作数据库的数据访问类,为了提高系统的扩展性,针对不同的数据库可能需要提供不同的数据访问类,因此提供了数据访问类接口,如 IUserDAO,每一个具体数据访问类都是某一个数据访问类接口的实现类,如OracleUserDAO 就是一个专门用于访问 Oracle 数据库的数据访问类。

二、面向对象七大原则

在软件开发中，为了提高软件系统的可维护性和可复用性，增加软件的可扩展性和灵活性，程序员要尽量根据7条原则来开发程序，从而提高软件开发效率、节约软件开发成本和维护成本。

1.单一职责原则

**概念：**一个对象应该只包含单一的职责，并且该职责应该被完全的封装在一个类
**原理：**类的职责是高内聚，低耦合，类的职责有数据职责和行为职责
案例说明：

2.开闭原则

**概念：**一个软件实体应当对拓展开放，对修改关闭。也就是在设计一个模块时，应当使得模块在不被修改的前提下可以进行扩展，即在不修改模块的情况下改变模块的行为。
**原理：**对系统进行抽象化设计，可以为系统设计一个相对稳定的抽象层和接口，将不同的实现行为在抽象层中扩展。
案例说明：

3.里氏代换原则

**概念：**任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。通俗理解：子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能。换句话说，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。
**原理：**Java的继承原理和Java的多态原理

调用成员变量：编译看左边，运行看左边

javac编译代码的时候，会看左边的父类中有没有这个变量，如果有，编译成功，如果没有编译失败。

java运行代码的时候，实际获取的就是左边父类中成员变量的值

**调用成员方法：**编译看左边，运行看右边

编译看左边:javac编译代码的时候，会看左边的父类中有没有这个方法，如果有，编译成功，如果没有编译失败。
运行看右边: java运行代码的时候，实际上运行的是子类中的方法。

案例分析：

类RectangleDemo是我们的软件系统中的一个组件，它有一resize方法依赖基类Rectangle，resize方法是RectandleDemo类中的一个方法，用来实现宽度逐渐增长的效果。当传入正方形时会造成死循环

在resize方法中，只可以传入长方形，而在printLengthAndWidth方法中，根据里氏替换原则可以用正方形和长方形的父类作为参数。

4.依赖倒转原则

**概念：**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。简单的说就是要求对抽象进行编程，不要对实现进行编程，这样就降低了客户与实现模块间的耦合。
原理：

尽量使用抽象类，及代码在传递参数或在组合聚合关系中尽可能使用层次高的抽象类。

类与类之间的抽象耦合是依赖倒转原则的基础。

里氏替换原则是依赖倒转原则的基础。
**依赖注入：**传递对象直接的依赖关系

分类：构造注入（通过构造函数传递依赖对象），设值注入（通过 setter方法传递依赖关系），接口注入（通过实现接口的抽象方法传递依赖关系）