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  • 之前我们对设计模式六大原则做了简单归纳,这篇博客是对依赖倒置原则进行的举例说明。 依赖倒置原则的意义DIP是6大原则中最难以实现的原则,它是实现开闭原则的重要途径,DIP没有实现,就别想实现对扩展开放,对...
    之前我们对设计模式的六大原则做了简单归纳,这篇博客是对依赖倒置原则进行的举例说明。
    

    依赖倒置原则的意义

    DIP是6大原则中最难以实现的原则,它是实现开闭原则的重要途径,DIP没有实现,就别想实现对扩展开放,对修改关闭。在项目中只要记住“面向接口编程”就基本上抓住了DIP的核心
    

    对各种概念进行一个描述:

    • 低层模块:不可分割的原子逻辑,可能会根据业务逻辑经常变化。
    • 高层模块:低层模块的再组合,对低层模块的抽象。
    • 抽象: 接口或抽象类(是底层模块的抽象,特点:不能直接被实例化)
    • 与接口或抽象类对应的实现类:低层模块的具体实现(特点:可以直拉被实例化)

    我们先要写出低耦合高内聚的代码,在java中需要遵循如下原则:
    1. 模块间的依赖通过抽象类或接口发生,实现类之间的依赖关系也是通过抽象类或接口产生(实现类之间不应发生直接的依赖关系),降低系统的耦合性
    2. 接口或抽象不依赖于实现类,但实现类依赖接口或抽象类,实现类对系统需要的功能具体实现,提高类的内聚程度

    依赖倒置原则的优点

    • 可以通过抽象使各个类或模块的实现彼此独立,不互相影响,实现模块间的松耦合(也是本质)
    • 可以规避一些非技术因素引起的问题(项目大时,需求变化的概率也越大,通过采用依赖倒置原则设计的接口或抽象类对实现类进行约束,可以减少需求变化引起的工作量剧增情况。同时,发生人员变动,只要文档完善,也可让维护人员轻松地扩展和维护)
    • 可以促进并行开发(如,两个类之间有依赖关系,只要制定出两者之间的接口(或抽象类)就可以独立开发了,规范已经定好了,而且项目之间的单元测试也可以独立地运行,而TDD开发模式更是DIP的最高级应用(特别适合项目人员整体水平较低时使用))

    依赖倒置原则的例子

    1.数据访问抽象层:
    “高层模块不应该依赖于低层模块,二者都应该依赖于抽象。”这一原则在分层架构模式中,得到了淋漓尽致地运用。
    例如,业务逻辑层(高层模块)的对象就不应该直接依赖于数据访问层(低层模块)的具体实现对象(具体说的是:我们在编写业务代码的时候,不应该直接在某个业务代码处直接用jdbc操作数据库,而是业务层方法的参数应该是数据访问层的抽象),而应该通过数据访问层的抽象接口进行访问,如下图所示。如果高层模块直接依赖于低层模块,一旦低层模块发生变化,就会影响到高层模块。通过引入抽象,对于高层模块而言,低层模块的实现是可替换的。这实际上也是”开放封闭原则”的体现。
    这一原则同时还体现了软件设计对”间接”的追求。下图中的数据访问抽象层就是在设计中引入的一层间接性:
    这里写图片描述


    2.汽车驾驶的一个例子
    我们第一次设计驾驶员驾驶奔驰汽车的时候,因为场景单一,很有可能就会陷入到面向实现编程(这里只是为了展现问题),当然最小需求时,可以这样做:
    这里写图片描述

    代码如下:
    这里写图片描述
    场景运行结果如下:
    这里写图片描述

    现在张三赚了一些钱,买了一辆宝马汽车:

    这里写图片描述

    宝马有了,却不能让张三开起来,这也太不合理了,我们的设计出了问题:司机类和奔驰类之间是紧耦合的关系,其导致的结果就是系统的可维护性大降低,可读性降低。//若需要改为开宝马,必须得更改司机类的public void drive(Benz benz)(低层模块,太不应该)现根据DIP原则,重新编写如下
    这里写图片描述

    实现的代码:
    汽车:
    这里写图片描述
    司机:
    这里写图片描述
    场景:
    这里写图片描述
    运行结果:
    这里写图片描述

    依赖的三种写法,可选的具体实现细节:

    • 构造函数传递依赖对象
    public interface IDriver{
        //是司机就应该会驾驶汽车
        public void drive();
    }
    public class Driver implements IDriver{
        private ICar car;
        //构造函数注入
        public Driver(ICar _car){
            this.car = _car;
        }   
        //司机的主要职责就是驾驶汽车
        public void drive(){
            this.car.run();
        }
    }
    • Setter方法传递依赖对象
    public interface IDriver {
        //车辆型号
        public void setCar(ICar car);
        //是司机就应该会驾驶汽车
        public void drive();
    }
    public class Driver implements IDriver{
        private ICar car;
        public void setCar(ICar car){
            this.car = car;
        }
        //司机的主要职责就是驾驶汽车
        public void drive(){
            this.car.run();
        }
    }
    • 接口声明依赖对象
    public interface IDriver{
        //是司机就应该会驾驶汽车
        public void drive();
    }
    public class Driver implements IDriver{
        private ICar car;
        //构造函数注入
        public Driver(ICar _car){
            this.car = _car;
        }   
        //司机的主要职责就是驾驶汽车
        public void drive(){
            this.car.run();
        }
    }
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  • 之前我们对设计模式六大原则做了简单归纳,这篇博客是对开放封闭原则进行的举例说明。 开放封闭原则的意义软件实体应该对扩展开放,对修改关闭,其含义是说一个软件实体应该通过扩展来实现变化,而不是通过修改已...
    之前我们对设计模式的六大原则做了简单归纳,这篇博客是对开放封闭原则进行的举例说明。
    

    开放封闭原则的意义

    软件实体应该对扩展开放,对修改关闭,其含义是说一个软件实体应该通过扩展来实现变化,而不是通过修改已有的代码来实现变化。
    软件实体包括以下几个部分:
    1.项目或软件产品中按照一定的逻辑规则划分的模块
    2.抽象和类
    3.方法
    

    当我们修改原有代码的时候,可以分成两个方面去看:

    关于修改,两方面:

    第一个方面是:
    一个方面是对抽象定义的修改,如对象公开的接口,包括方法的名称、参数与返回类型;
    我们必须保证一个接口,尤其要保证被其他对象调用的接口的稳定;否则,就会导致修改蔓延,牵一发而动全身。从某种程度上讲,接口就是标准,要保障接口的稳定,就应该对对象进行合理的封装(提高内聚度)。一般的设计原则之所以强调方法参数尽量避免基本类型,原因正在于此。比较如下两个方法定义:

    1. //定义1  
    2. bool Connect(string userName, string password, string ftpAddress, int port);
    
    
    3. //定义2  
    4. bool Connect(Account account);  
    5. public class Account  
    6. {  
    7.     public string UserName { get; set; }  
    8.     public string Password { get; set; }  
    9.     public string FtpAddress { get; set; }  
    10.     public string int Port { get; set; }  
    11. } 

    相比较前者,后者虽然多了一个Account类的定义,但Connect()方法却明显更加稳定。
    倘若需要为Connect()方法提供一个Ftp服务器的主目录名,定义1必须修改该方法的接口,对应的,所有调用Connect()方法的对象都会受到影响;
    而定义2只需要修改Account类,由于Connect()方法的接口保持不变,只要Connect()方法的调用者并不需要主目录名,这样的修改就完全不会影响调用者。即使需要主目录名,我们也可以在Account类的构造函数中为主目录名提供默认的实现,从而降低需求变化带来的影响。我认为,这样的设计对修改就是封闭的。定义2 良好!

    第二个方面是:
    一个方面是指对具体实现的修改。”对修改封闭”是开放封闭原则的两个要素之一。原则上,要做到避免对源代码的修改,即使仅修改具体实现,也需要慎之又慎。这是因为具体实现的修改,可能会给调用者带来意想不到的结果(大家还记得里氏替换原则吧),这一结果并非我们预期的,甚至可能与预期相反。如果确实需要修改具体的实现,就需要做好达到测试覆盖率要求的单元测试。根据我的经验,设计要做到完全对修改封闭,几乎是不可能完成的任务。我们只能尽量将代码修改的影响降到最低,其核心指导原则就是封装与充分的测试。

    扩展

    “对扩展开放”的关键是”抽象”,而对象的多态则保证了这种扩展的开放性。开放原则首先意味着我们可以自由地增加功能,而不会影响原有系统。这就要求我们能够通过继承完成功能的扩展。其次,开放原则还意味着实现是可替换的。只有利用抽象,才可以为定义提供不同的实现,然后根据不同的需求实例化不同的实现子类。

    开放封闭原则的优点

    • 代码可读性高,可维护性强
    • 帮助缩小逻辑粒度,以提高可复用性
    • 可以使维护人员只扩展一个类,而非修改一个类,从而提高可维护性
    • 在设计之初考虑所有可能变化的因素,留下接口,从而符合面向对象开发的要求

    开放封闭原则的例子

    1.扩展实现(书店售书的经典例子,下为其类图):
    这里写图片描述

    源代码如下:
    书籍接口以及书籍类别:
    这里写图片描述
    书店实现:
    这里写图片描述
    运行结果:
    这里写图片描述

    项目投产,书店盈利,但为扩大市场,书店决定,40元以上打8折,40元以下打9 折。如何解决这个问题呢?

    第一个办法:修改接口。在IBook上新增加一个方法getOffPrice(),专门进行打折,所有实现类实现这个方法。
    但是这样修改的后果就是实现类NovelBook要修改,BookStore中的main方法也修改,同时Ibook作为接口应该是稳定且可靠的,不应该经常发生变化,否则接口做为契约的作用就失去了效能,其他不想打折的书籍也会因为实现了书籍的接口必须打折,因此该方案被否定。

    第二个办法:修改实现类。修改NovelBook 类中的方法,直接在getPrice()中实现打折处理,这个应该是大家在项目中经常使用的就是这样办法,通过class文件替换的方式可以完成部分业务(或是缺陷修复)变化,该方法在项目有明确的章程(团队内约束)或优良的架构设计时,是一个非常优秀的方法。
    但是该方法还是有缺陷的,例如采购书籍人员也是要看价格的,由于该方法已经实现了打折处理价格,因此采购人员看到的也是打折后的价格,这就产生了信息的蒙蔽效果,导致信息不对称而出现决策失误的情况。该方案也不是一个最优的方案。

    第三个办法:最优方案,通过扩展实现变化。增加一个子类 OffNovelBook,覆写getPrice方法,高层次的模块(也就是static静态模块区)通过OffNovelBook类产生新的对象,完成对业务变化开发任务。好办法,风险也小,我们来看类图:
    这里写图片描述

    源代码如下:
    书籍接口以及书籍类别:
    这里写图片描述
    书店实现:
    这里写图片描述
    运行结果:
    这里写图片描述

    归纳变化:
    逻辑变化。只变化一个逻辑,而不涉及到其他模块,比如原有的一个算法是a*b+c,现在要求a*b*c,可能通过修改原有类中的方法方式来完成,前提条件是所有依赖或关联类都按此相同逻辑处理。
    子模块变化。一个模块变化,会对其他模块产生影响,特别是一个低层次的模块变化必然引起高层模块的变化,因此在通过扩展完成变化时,高层次的模块修改是必然的,刚刚的书籍打折处理就是类似的处理模块,该部分的变化甚至引起界面的变化。
    可见视图变化。可见视图是提供给客户使用的界面,该部分的变化一般会引起连锁反应(特别是在国内做项目,做欧美的外包项目一般不会影响太大),如果仅仅是界面上按钮、文字的重新排布倒是简单,最司空见惯的是业务耦合变化,什么意思呢?一个展示数据的列表,按照原有的需求是六列,突然有一天要增加一列,而且这一列要跨度N张表,处理M个逻辑才能展现出来,这样的变化是比较恐怖的,但是我们还是可以通过扩展来完成变化,这就依赖我们原有的设计是否灵活。

    2.扩展接口再扩展实现:
    上例中,书店又增加了计算机类书籍,该类书还有一个独特特性:面向的是什么领域,修改后的类图如下:
    这里写图片描述
    计算机书籍接口以及计算机书籍类:
    这里写图片描述
    书店实现:实现IcomputerBook就可以,而BookStore类没有做任何的修改,只是在static静态模块中增加一条数据,代码如下:
    这里写图片描述
    运行结果:
    这里写图片描述

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  • 之前我们对设计模式六大原则做了简单归纳,这篇博客是对接口隔离原则进行的举例说明。 接口隔离原则的意义建立单一接口,不要建立庞大臃肿的接口,尽量细化接口,接口中的方法尽量少。也就是说,我们要为各个类...
    之前我们对设计模式的六大原则做了简单归纳,这篇博客是对接口隔离原则进行的举例说明。
    

    接口隔离原则的意义

    建立单一接口,不要建立庞大臃肿的接口,尽量细化接口,接口中的方法尽量少。也就是说,我们要为各个类建立专用的接口,而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。 在程序设计中,依赖几个专用的接口要比依赖一个综合的接口更灵活。接口是设计时对外部设定的“契约”,通过分散定义多个接口,可以预防外来变更的扩散,提高系统的灵活性和可维护性。

    单一职责与接口隔离的区别:

    1. 单一职责原则注重的是职责;而接口隔离原则注重对接口依赖的隔离。
    2. 单一职责原则主要是约束类,其次才是接口和方法,它针对的是程序中的实现和细节; 而接口隔离原则主要约束接口,主要针对抽象,针对程序整体框架的构建。

    接口隔离原则的例子

    这里写图片描述
    这个图的意思是:类“犬科”依赖接口I中的方法:捕食()行走()奔跑(); 类“鸟类”依赖接口I中的方法捕食()滑翔()飞翔()宠物狗类鸽子类分别是对类“犬科”与类“鸟类”依赖的实现。 对于具体的类:宠物狗与鸽子来说,虽然他们都存在着用不到的方法,但由于实现了接口1,所以也 必须要实现这些用不到的方法。代码如下:

    接口1(行为接口):
    这里写图片描述

    类“犬科”与实现类“宠物狗类:
    这里写图片描述

    类“鸟类”与实现类“鸽子类:
    这里写图片描述

    测试方法:
    这里写图片描述

    可以看到,如果接口过于臃肿,只要接口中出现的方法,不管对依赖于它们的类有没有用处,实现类中都必须去实现这些方法,这显然是不好的设计。如果将这个设计修改为符合接口隔离原则,就必须对接口I进拆分。在这里我们将原有的接口I拆分为三个接口,拆分后的设计如下所示:
    这里写图片描述

    接口1,2,3(行为接口):
    这里写图片描述

    类“鸟类”与实现类“鸽子类:
    这里写图片描述

    类“犬科”与实现类“宠物狗类:
    这里写图片描述

    测试方法:
    这里写图片描述

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  • 之前我们对设计模式六大原则做了简单归纳,这篇博客是对单一职责原则进行的举例说明。 单一职责原则的意义对象不应该承担太多职责,正如人不应该一心分为二用。唯有专注,才能保证对象的高内聚;唯有单一,才能...
    之前我们对设计模式的六大原则做了简单归纳,这篇博客是对单一职责原则进行的举例说明。
    

    单一职责原则的意义

    对象不应该承担太多职责,正如人不应该一心分为二用。唯有专注,才能保证对象的高内聚;唯有单一,才能保证对象的细粒度。对象的高内聚与细粒度有利于对象的重用。一个庞大的对象承担了太多的职责,当客户端需要该对象的某一个职责时,就不得不将所有的职责都包含进来,从而造成冗余代码或代码的浪费。这实际上保证了DRY原则,即”不要重复你自己(Don’t Repeat Yourself)”,确保系统中的每项知识或功能都只在一个地方描述或实现。

    单一职责原则并不是极端地要求我们只能为对象定义一个职责,而是利用极端的表述方式重点强调:
    1. 在定义对象职责时,必须考虑职责与对象之间的所属关系。
    2. 职责必须恰如其分地表现对象的行为,而不至于破坏和谐与平衡的美感,甚至格格不入。换言之,该原则描述的单一职责指的是公开在外的与该对象紧密相关的一组职责。

    单一职责原则的优点

    单一职责原则还有利于对象的稳定(所谓”职责”,就是对象能够承担的责任,并以某种行为方式来执行)。对象的职责总是要提供给其他对象调用,从而形成对象与对象的协作,由此产生对象之间的依赖关系。对象的职责越少,则对象之间的依赖关系就越少。耦合度减弱,受其他对象的约束与牵制就越少,从而保证了系统的可扩展性。

    • 类的复杂性降低,实现什么职责都有清晰明确的定义
    • 可读性提高,复杂性降低,那当然可读性提高了
    • 可维护性提高,那当然了,可读性提高,那当然更容易维护了
    • 变更引起的风险降低,变更是必不可少的,接口的单一职责做的好的话,一个接口修改只对相应的实现类有影响

    单一职责与接口隔离的区别:

    1. 单一职责原则注重的是职责;而接口隔离原则注重对接口依赖的隔离。
    2. 单一职责原则主要是约束类,其次才是接口和方法,它针对的是程序中的实现和细节; 而接口隔离原则主要约束接口,主要针对抽象,针对程序整体框架的构建。

    单一职责原则的例子

    1.行为与行为分离开来:
    举个电话的例子,我们使用电话的时候有4个过程发生:拔号、说话、听别人说、挂机,我们将这四个功能写在一个接口里,其类图如下:
    这里写图片描述
    代码如下:
    这里写图片描述

    iPhone这些接口包含了两个职责:一个是协议管理,由dial()与 hangup()两个方法实现;一个是数据传输,由chat()与 answer()实现。其中数据传输部分chat()和 answer()会使用到协议管理的方法。

    1.协议接通的变化(dial()与 hangup())会引起这个接口或实现类的变化吗?  会的!  
    数据传输(电话不仅仅通话,还可以上网)的变化也会引起其变化!这两个原因都引起了类的变化。
    2.电话拔通还用管使用什么协议吗?电话连接后还需要关心传递什么数据吗? 都不会,即这两个职责的变化不相互影响,那就考虑拆分成两个接口,类图如下:

    这里写图片描述

    虽然这个类图略有些复杂,一个手机类需要把两个对象组合在一起才能用,但是因为“数据传输”需要用到“链接管理”的功能。所以这些牺牲是合适的(推荐使用)。如果我们用接口隔离的原则去实现:会有如下的结果,弊端是会将链接管理的操作和数据传输全部耦合到iPhone中去(iPhone中会写很多的业务逻辑代码去进行我们对 链接管理+数据传输 的操作),不推荐
    这里写图片描述

    2.职责分明到接口:
    当我们要修改用户的信息的时候:对应用户的各种信息我们可以选择每个方法对单一属性进行修改,而不是在一个接口里更改所有的信息:
    这里写图片描述
    职责不清晰,不单一,我们改成:
    这里写图片描述

    3.一个违反SRP的例子:
    所谓职责扩散,就是因为某种原因,职责P被分化为粒度更细的职责P1和P2

    比职:类T只负责一个职责(或功能)P,这样设计是符合SRP的。后来由于某种原因,需要将职责P细分为粒度更细的P1与P2,这时如果要遵循SRP,需要将类T也分解为两个类T1和T2,分别负责P1、P2这两个职责。但是在程序已经写好的情况下,这样做简直太费时间了。所以,简单的修改类T,用它来负责两个职责是一个比较不错的选择,虽然这样做有悖于SRP。

    如,用一个类描述动物呼吸这个场景:
    这里写图片描述
    运行结果:
    这里写图片描述

    程序上线后,发现问题了,并不所有动物都呼吸空气的,如鱼是呼吸水的。 修改时如若遵循SRP,则需将Animal类细分为陆生动物类Terrestrial ,水生动物 Aquatic,代码如下:[修改方式一]
    这里写图片描述


    我们发现这样修改花销是很大的,除了将原来的类分解之外,还需要修改客户端。而直接修改类Animal来达成目的,虽然违背SRP,但花销却小的多,修改了原有代码,直接违反了SRP,不可这样,代码如下:[修改方式二]
    这里写图片描述
    运行结果是:
    这里写图片描述

    可以看到,这种修改方式要简单得多。但是”小金鱼呼吸空气“显然是错误的。隐患:有一天需要将鱼分为呼吸淡水和海水的鱼,则又要修改Animal类的breathe方法,而对原有的代码修改会对调用“羊”等相关功能带来风险,也许某一天,你会发现程序运行的结果变为“羊呼吸水”了。这种修改方式直接在代码级别上违背了SRP,虽然修改起来最简单,但隐患却最大。还有一种修改方式,在类级别违反了SRP,但是在方法级别遵守了SRP:[修改方式三]
    这里写图片描述
    运行结果:
    这里写图片描述

    可以看出,这种修改没有改动原来的方法,而是在类中添加了一个方法,这样虽然也违背了SRP,但在方法级别上却是符合SRP的,因为它并没有改动原来方法的代码。这三种方式各有优缺点,那么在实际编程中,采用哪一种呢?这需要根据实际情况而定:建议:

    A.只有逻辑足够简单,才可以在代码级别上违背SRP;

    B.只有类中方法数量足够少,才可以在方法级别上违背SRP;

    例如本文所举的这个例子,它太简单,它只有一个方法,所以,无论在代码还是在方法级别违背SRP,都不会造成太大的影响。
    实际应用中的类都要复杂的多,一旦发生职责扩散而需要修改类时,除非这个类本身非常简单,否则还是要遵循SRP。

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    1、什么是里氏代换原则(Liskov Substitution Principle)? 总链接:https://blog.csdn.net/jjs15259655776/article/details/105619335 LSP最正宗的定义是:如果每一个类型为T1的对象o1,都有类型为T2的对象o2,...
  • 代码重构 +设计模式六大原则 + 23种设计模式

    万次阅读 多人点赞 2015-01-20 15:17:23
    设计模式六大原则(3):依赖倒置原则 定义: 高层模块不应该依赖低层模块,二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。 问题由来: 类A直接依赖类B,假如要将类A改为依赖类C,则...
  • 设计模式六大原则开放封闭原则 概念 开闭原则理解 总结 六大原则汇总 设计模式六大原则——开放封闭原则概念 一个软件实体应当对扩展开放,对修改关闭。即软件实体应尽量在不修改原有代码的情况下进行扩展。 开闭...
  • 学习6设计原则、23种设计模式

    万次阅读 多人点赞 2018-03-14 17:35:57
    了解设计模式的朋友们,想必都听说过“六大设计原则”吧。其实最经典的 23 种设计模式中或多或少地都在使用这些设计原则,也就是说,设计模式是站在设计原则的基础之上的。所以在学习设计模式之前,很有必要对这些...
  • 软件设计模式六大原则

    千次阅读 2019-08-29 09:28:16
    设计模式六大原则(1):单一职责原则 设计模式六大原则(2):里氏替换原则 设计模式六大原则(3):依赖倒置原则 设计模式六大原则(4):接口隔离原则 设计模式六大原则(5):迪米特法则 设计模式六大原则...

空空如也

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