3.3 依赖倒转原则
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。
下面看一个例子来理解依赖倒转原则
【例】组装电脑
现要组装一台电脑,需要配件cpu,硬盘,内存条。只有这些配置都有了,计算机才能正常的运行。选择cpu有很多选择,如Intel,AMD等,硬盘可以选择希捷,西数等,内存条可以选择金士顿,海盗船等。
类图如下:
代码如下:
希捷硬盘类(XiJieHardDisk):
public class XiJieHardDisk implements HardDisk { public void save(String data) { System.out.println("使用希捷硬盘存储数据" + data); } public String get() { System.out.println("使用希捷希捷硬盘取数据"); return "数据"; } }
Intel处理器(IntelCpu):
public class IntelCpu implements Cpu { public void run() { System.out.println("使用Intel处理器"); } }
金士顿内存条(KingstonMemory):
public class KingstonMemory implements Memory { public void save() { System.out.println("使用金士顿作为内存条"); } }
电脑(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("计算机工作"); cpu.run(); memory.save(); String data = hardDisk.get(); System.out.println("从硬盘中获取的数据为:" + data); } }
测试类(TestComputer):
测试类用来组装电脑。
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(); } }
上面代码可以看到已经组装了一台电脑,但是似乎组装的电脑的cpu只能是Intel的,内存条只能是金士顿的,硬盘只能是希捷的,这对用户肯定是不友好的,用户有了机箱肯定是想按照自己的喜好,选择自己喜欢的配件。
根据依赖倒转原则进行改进:
代码我们只需要修改Computer类,让Computer类依赖抽象(各个配件的接口),而不是依赖于各个组件具体的实现类。
类图如下:
电脑(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("计算机工作"); } }
面向对象的开发很好的解决了这个问题,一般情况下抽象的变化概率很小,让用户程序依赖于抽象,实现的细节也依赖于抽象。即使实现细节不断变动,只要抽象不变,客户程序就不需要变化。这大大降低了客户程序与实现细节的耦合度。
3.4 接口隔离原则
客户端不应该被迫依赖于它不使用的方法;一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。
下面看一个例子来理解接口隔离原则
【例】安全门案例
我们需要创建一个黑马品牌的安全门,该安全门具有防火、防水、防盗的功能。可以将防火,防水,防盗功能提取成一个接口,形成一套规范。类图如下:
上面的设计我们发现了它存在的问题,黑马品牌的安全门具有防盗,防水,防火的功能。现在如果我们还需要再创建一个传智品牌的安全门,而该安全门只具有防盗、防水功能呢?很显然如果实现SafetyDoor接口就违背了接口隔离原则,那么我们如何进行修改呢?看如下类图:
代码如下:
AntiTheft(接口):
public interface AntiTheft { void antiTheft(); }
Fireproof(接口):
public interface Fireproof { void fireproof(); }
Waterproof(接口):
public interface Waterproof { void waterproof(); }
HeiMaSafetyDoor(类):
public class HeiMaSafetyDoor implements AntiTheft,Fireproof,Waterproof { public void antiTheft() { System.out.println("防盗"); } public void fireproof() { System.out.println("防火"); } public void waterproof() { System.out.println("防水"); } }
ItcastSafetyDoor(类):
public class ItcastSafetyDoor implements AntiTheft,Fireproof { public void antiTheft() { System.out.println("防盗"); } public void fireproof() { System.out.println("防火"); } }
3.5 迪米特法则
迪米特法则又叫最少知识原则。
只和你的直接朋友交谈,不跟“陌生人”说话(Talk only to your immediate friends and not to strangers)。
其含义是:如果两个软件实体无须直接通信,那么就不应当发生直接的相互调用,可以通过第三方转发该调用。其目的是降低类之间的耦合度,提高模块的相对独立性。
迪米特法则中的“朋友”是指:当前对象本身、当前对象的成员对象、当前对象所创建的对象、当前对象的方法参数等,这些对象同当前对象存在关联、聚合或组合关系,可以直接访问这些对象的方法。
下面看一个例子来理解迪米特法则
【例】明星与经纪人的关系实例
明星由于全身心投入艺术,所以许多日常事务由经纪人负责处理,如和粉丝的见面会,和媒体公司的业务洽淡等。这里的经纪人是明星的朋友,而粉丝和媒体公司是陌生人,所以适合使用迪米特法则。
类图如下:
代码如下:
明星类(Star)
public class Star { private String name; public Star(String name) { this.name=name; } public String getName() { return name; } }
粉丝类(Fans)
public class Fans { private String name; public Fans(String name) { this.name=name; } public String getName() { return name; } }
媒体公司类(Company)
public class Company { private String name; public Company(String name) { this.name=name; } public String getName() { return name; } }
经纪人类(Agent)
public class Agent { private Star star; private Fans fans; private Company company; public void setStar(Star star) { this.star = star; } public void setFans(Fans fans) { this.fans = fans; } public void setCompany(Company company) { this.company = company; } public void meeting() { System.out.println(fans.getName() + "与明星" + star.getName() + "见面了。"); } public void business() { System.out.println(company.getName() + "与明星" + star.getName() + "洽淡业务。"); } }
3.6 合成复用原则
合成复用原则是指:尽量先使用组合或者聚合等关联关系来实现,其次才考虑使用继承关系来实现。
通常类的复用分为继承复用和合成复用两种。
继承复用虽然有简单和易实现的优点,但它也存在以下缺点:
继承复用破坏了类的封装性。因为继承会将父类的实现细节暴露给子类,父类对子类是透明的,所以这种复用又称为“白箱”复用。
子类与父类的耦合度高。父类的实现的任何改变都会导致子类的实现发生变化,这不利于类的扩展与维护。
它限制了复用的灵活性。从父类继承而来的实现是静态的,在编译时已经定义,所以在运行时不可能发生变化。
采用组合或聚合复用时,可以将已有对象纳入新对象中,使之成为新对象的一部分,新对象可以调用已有对象的功能,它有以下优点:
它维持了类的封装性。因为成分对象的内部细节是新对象看不见的,所以这种复用又称为“黑箱”复用。
对象间的耦合度低。可以在类的成员位置声明抽象。
复用的灵活性高。这种复用可以在运行时动态进行,新对象可以动态地引用与成分对象类型相同的对象。
下面看一个例子来理解合成复用原则
【例】汽车分类管理程序
汽车按“动力源”划分可分为汽油汽车、电动汽车等;按“颜色”划分可分为白色汽车、黑色汽车和红色汽车等。如果同时考虑这两种分类,其组合就很多。类图如下:
从上面类图我们可以看到使用继承复用产生了很多子类,如果现在又有新的动力源或者新的颜色的话,就需要再定义新的类。我们试着将继承复用改为聚合复用看一下。