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Java面向对象设计原则 10个Java程序员熟悉的面向对象设计原则

qq_37904909   2021-03-24 我要评论
想了解10个Java程序员熟悉的面向对象设计原则的相关内容吗qq_37904909在本文为您仔细讲解Java面向对象设计原则的相关知识和一些Code实例欢迎阅读和指正我们先划重点:Java,面向对象下面大家一起来学习吧。

面向对象设计原则是OOPS编程的核心 但我见过的大多数Java程序员热心于像Singleton (单例) 、 Decorator(装饰器)、Observer(观察者) 等设计模式而没有把足够多的注意力放在学习面向对象的分析和设计上面。学习面向对象编程像“抽象”、“封装”、“多态”、“继承” 等基础知识是重要的但同时为了创建简洁、模块化的设计了解这些设计原则也同等重要。我经常看到不同经验水平的java程序员他们有的不知道这些OOPS 和SOLID设计原则有的只是不知道一个特定的设计原则会带来怎样的益处甚至不知道在编码中如何使用这些设计原则。

(设计原则)底线是永远追求高内聚、低耦合的编码或设计。 Apache 和 Sun的开源代码是学习Java和OOPS设计原则的良好范例。它们向我们展示了设计原则在Java编程中是如何使用的。Java JDK 使用了一些设计原则:BorderFactory类中的工厂模式、Runtime类中的单例模式、java.io 类中的装饰器模式。顺便说一句如果您真的对Java编码原则感兴趣请阅读Joshua Bloch 的Effective Java他编写过Java API。我个人最喜欢的关于面向对象设计模式的是Kathy Sierra的Head First Design Pattern(深入浅出设计模式)以及其它的关于深入浅出面向对象分析和设计。这些书对编写更好的代码有很大帮助充分利用各种面向对象和SOLID的设计模式。

虽然学习设计模式(原则)最好的方法是现实中的例子和理解违反设计原则带来的不便本文的宗旨是向那些没有接触过或正处于学习阶段的Java程序员介绍面向对象设计原则。我个人认为OOPS 和SOLID设计原则需要有文章清楚的介绍它们在此我一定尽力做到这点但现在请您准备浏览以下设计模式(原则) :)
DRY – Don't repeat yourself

我们第一个面向对象设计原则是:DRY 从名称可以看出DRY(don't repeat yourself)意思是不写重复代码而是抽象成可复用的代码块。如果您有两处以上相同的代码块请考虑把它们抽象成一个单独的方法;或者您多次使用了硬编码的值请把它们设置成公共常量。这种面向对象设计原则的优点是易于维护。重要的是不要滥用此原则重复不是针对代码而是针对功能来说。它的意思是如果您使用通用代码来验证OrderID和SSN这并不意味着它们是相同的或者他们今后将保持不变。通过把通用代码用于实现两种不同的功能或者您把这两种不同的功能密切地联系在一起;当您的OrderID格式改变时您的SSN验证代码将会中断。所以要当心这种耦合而且不要把彼此之间没有任何关系却类似的代码组合在一起。

封装经常修改的代码

Encapsulate What Changes

在软件领域永远不变的是“变化”所以把您认为或怀疑将来要被修改的代码封装起来。这种面向对象设计模式的优点是:易于测试和维护恰当封装的代码。如果您在用Java编程那么请遵守以下原则:变量和方法的访问权限默认设置为私有并且逐步放开它们的访问权限例如从“private”到“protected ”、“not public”。Java中的一些设计模式使用了封装工厂设计模式就是一个例子它封装了创建对象的代码而且提供了以下灵活性:后续生成新对象不影响现有的代码。

打开/关闭设计原则

OpenClosed Design Principle

类、方法/函数应当是对扩展(新功能)开放对修改闭合。这是另外一个优雅的SOLID 设计原则以防止有人修改通过测试的代码。理想情况下假如您添加了新功能那么您的代码要经过测试这就是打开/关闭设计原则的目标。顺便说一句SOLID中的字母“O”指的是打开/关闭设计原则。

单一职责原则

Single Responsibility Principle(SRP)

单一职责原则是另外一个SOLID设计原则SOLID中的字母“S”指的就是它。按照SRP一个类修改的原因应当有且只有一个或者一个类应当总是实现单一功能。如果您在Java中的一个类实现了多个功能那么这些功能之间便产生了耦合关系;如果您修改其中的一个功能您有可能就打破了这种耦合关系那么就要进行另一轮测试以避免产生新的问题。

依赖注入/反转原则

Dependency Injection or Inversion principle

不要问框架的依赖注入功能将会给你带来什么益处依赖注入功能在spring框架里已经很好的得到了实现这一设计原则的优雅之处在于:DI框架注入的任何一个类都易于用模拟对象进行测试并且更易于维护因为创建对象的代码在框架里是集中的而且和客户端代码是隔离的。有多种方法可以实现依赖注入例如使用字节码工具其中一些AOP(面向切面编程)框架如切入点表达式或者spring里使用的代理。想对这种SOLID设计原则了解更多请看IOC 和 DI设计模式中的例子。 SOLID中的字母“D”指的就是这种设计原则。

优先使用组合而非继承

Favor Composition over Inheritance

如果可以的话要优先使用组合而非继承。你们中的一些人可能为此争论但我发现组合比继承更有灵活性。组合允许在运行时通过设置属性修改一个类的行为通过使用多态即以接口的形式实现类之间的组合关系并且为修改组合关系提供了灵活性。甚至 Effective Java也建议优先使用组合而非继承。

里氏替换原则

Liskov Substitution Principle LSP

根据里氏替换原则父类出现的地方可以用子类来替换例如父类的方法或函数被子类对象替换应该没有任何问题。LSP和单一职责原则、接口隔离原则密切相关。如果一个父类的功能比其子类还要多那么它可能不支持这一功能而且也违反了LSP设计原则。为了遵循 LSP SOLID设计原则派生类或子类(相对父类比较)必须增强功能而非减少。SOLID中的字母“L”指的就是 LSP设计原则。

接口隔离原则

接口隔离原则指如果不需要一个接口的功能那么就不要实现此接口。这大多在以下情况发生:一个接口包含多种功能而实现类只需要其中一种功能。接口设计是一种棘手的工作因为一旦发布了接口您就不能修改它否则会影响实现该接口的类。在Java中这种设计原则的另一个好处是:接口有一个特点任何类使用它之前都要实现该接口所有的方法所以使用功能单一的接口意味着实现更少的方法。

编程以接口(而非实现对象)为中心

编程总是以接口(而非实现对象)为中心这会使代码的结构灵活而且任何一个新的接口实现对象都能兼容现有代码结构。所以在Java中变量、方法返回值、方法参数的数据类型请使用接口。这是许多Java程序员的建议 Effective Java 以及 head first design pattern 等书也这样建议。

代理原则

不要期望一个类完成所有的功能可以适当地把一些功能交给代理类实现。代理原则的典范是:Java 中的equals() 和 hashCode() 方法。为了比较两个对象的内容是否相同我们让用于比较的类本身完成对比工作而非它们的调用方。这种设计原则的好处是:没有重复编码而且很容易修改类的行为。

总结

以上所有面向对象的设计原则可以帮助您写出灵活、优雅的代码:具有高内聚低耦合的代码结构。理论只是第一步更重要的是我们要习得一种能力去发现什么时候使用这些设计原则。去发现我们是否违反了什么设计原则和影响了代码的灵活性但是世界上没有什么是完美的我们解决问题时不能总去使用设计模式和设计原则它们大多用于有较长维护周期的大型企业项目。


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