软件设计（面向对象设计）的七大原则 and UML 类图详解

偏执的太偏执、 2023-06-29 13:00 42阅读 0赞

**目录**

1 软件设计模式的七大原则

1.1设计模式的目的

1.2 设计模式七大原则

1.3  单一职责原则

1.4  接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

1.5 依赖倒转原则

1.6 里氏替换原则

1.7 开闭原则

1.8 迪米特法则

1.9 合成复用原则（Composite Reuse Principle）

2 UML 类图

2.1 UML 基本介绍

2.2 UML 图

2.3 UML 类图

2.4 类图—依赖关系（Dependence）

2.5 类图—泛化关系(generalization）

2.7 类图—关联关系（Association）

2.8 类图—聚合关系（Aggregation）

2.9 类图—组合关系（Composition）

--------------------

## 1 软件设计模式的七大原则 ##

## **1.1设计模式的目的**  ##

> 编写软件过程中，程序员面临着来自 耦合性，内聚性以及可维护性，可扩展性，重用性，灵活性 等多方面的 挑战，设计模式是为了让程序(软件)，具有更好
> 
> 1) 代码重用性 (即：相同功能的代码，不用多次编写)
> 
> 2) 可读性 (即：编程规范性, 便于其他程序员的阅读和理解)
> 
> 3) 可扩展性 (即：当需要增加新的功能时，非常的方便，称为可维护)
> 
> 4) 可靠性 (即：当我们增加新的功能后，对原来的功能没有影响)
> 
> 5) 使程序呈现高内聚，低耦合的特性
> 
>   **   分享金句：**
> 
> 6) 设计模式包含了面向对象的精髓，“懂了设计模式，你就懂了面向对象分析和设计（OOA/D）的精要”
> 
> 7) Scott Mayers 在其巨著《Effective C++》就曾经说过：C++老手和 C++新手的区别就是前者手背上有很多伤疤

###  1.2 设计模式七大原则 ###

>   设计模式原则，其实就是程序员在编程时，应当遵守的原则，也是各种设计模式的基础(即：设计模式为什么 这样设计的依据)
> 
>  设计模式常用的七大原则有:
> 
> 1) 单一职责原则
> 
> 2) 接口隔离原则
> 
> 3) 依赖倒转(倒置)原则
> 
> 4) 里氏替换原则
> 
> 5) 开闭原则
> 
> 6) 迪米特法则
> 
> 7) 合成复用原则

### 1.3  单一职责原则 ###

**   1.3.1 基本介绍**

> **   **对类来说的，即一个类应该只负责一项职责。如类 A 负责两个不同职责：职责 1，职责 2。当职责 1 需求变更 而改变 A 时，可能造成职责 2 执行错误，所以需要将类 A 的粒度分解为 A1，A2

**1.3.2应用实例**

1)方案一 分析说明

public class SingleResponsibility1 {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		Vehicle vehicle = new Vehicle();
    		vehicle.run("摩托车");
    		vehicle.run("汽车");
    		vehicle.run("飞机");
    	}
    
    }
    
    // 交通工具类
    // 方式1
    // 1. 在方式1 的run方法中，违反了单一职责原则
    // 2. 解决的方案非常的简单，根据交通工具运行方法不同，分解成不同类即可
    class Vehicle {
    	public void run(String vehicle) {
    		System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
    	}
    }

2）方案二 分析说明

public class SingleResponsibility2 {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		RoadVehicle roadVehicle = new RoadVehicle();
    		roadVehicle.run("摩托车");
    		roadVehicle.run("汽车");
    		
    		AirVehicle airVehicle = new AirVehicle();
    		
    		airVehicle.run("飞机");
    	}
    
    }
    
    //方案2的分析
    //1. 遵守单一职责原则
    //2. 但是这样做的改动很大，即将类分解，同时修改客户端
    //3. 改进：直接修改Vehicle 类，改动的代码会比较少=>方案3
    
    class RoadVehicle {
    	public void run(String vehicle) {
    		System.out.println(vehicle + "公路运行");
    	}
    }
    
    class AirVehicle {
    	public void run(String vehicle) {
    		System.out.println(vehicle + "天空运行");
    	}
    }
    
    class WaterVehicle {
    	public void run(String vehicle) {
    		System.out.println(vehicle + "水中运行");
    	}
    }

3）方案三   分析说明

package com.atguigu.principle.singleresponsibility;
    
    public class SingleResponsibility3 {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		Vehicle2 vehicle2  = new Vehicle2();
    		vehicle2.run("汽车");
    		vehicle2.runWater("轮船");
    		vehicle2.runAir("飞机");
    	}
    
    }
    
    
    //方式3的分析
    //1. 这种修改方法没有对原来的类做大的修改，只是增加方法
    //2. 这里虽然没有在类这个级别上遵守单一职责原则，但是在方法级别上，仍然是遵守单一职责
    class Vehicle2 {
    	public void run(String vehicle) {
    		//处理
    		
    		System.out.println(vehicle + " 在公路上运行....");
    		
    	}
    	
    	public void runAir(String vehicle) {
    		System.out.println(vehicle + " 在天空上运行....");
    	}
    	
    	public void runWater(String vehicle) {
    		System.out.println(vehicle + " 在水中行....");
    	}
    	
    	//方法2.
    	//..
    	//..
    	
    	//...
    }

**1.3.3单一职责原则注意事项和细节**

> 1) 降低类的复杂度，一个类只负责一项职责。
> 
> 2) 提高类的可读性，可维护性
> 
> 3) 降低变更引起的风险
> 
> 4) 通常情况下，我们应当遵守单一职责原则，只有逻辑足够简单，才可以在代码级违反单一职责原则；只有类中 方法数量足够少，可以在方法级别保持单一职责原则

### 1.4  接口隔离原则(Interface Segregation Principle) ###

**1.4.1基本介绍**

> 1) 客户端不应该依赖它不需要的接口，即一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上
> 
> 2) 先看一张图:
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70][]
> 
>  
> 
> 3) 类 A 通过接口 Interface1 依赖类 B，类 C 通过接口 Interface1 依赖类 D，如果接口 Interface1 对于类 A 和类 C 来说不是最小接口，那么类 B 和类 D 必须去实现他们不需要的方法。
> 
> 4) 按隔离原则应当这样处理： 将接口 Interface1 拆分为独立的几个接口(这里我们拆分成 3 个接口)，类 A 和类 C 分别与他们需要的接口建立 依赖关系。也就是采用接口隔离原则

**1.4.2应用实例**

> 1) 类 A 通过接口 Interface1 依赖类 B，类 C 通过接口 Interface1 依赖类 D，请编写代码完成此应用实例。
> 
> 2) -没有使用接口隔离原则代码

public class Segregation1 {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    
    	}
    
    }
    
    //接口
    interface Interface1 {
    	void operation1();
    	void operation2();
    	void operation3();
    	void operation4();
    	void operation5();
    }
    
    class B implements Interface1 {
    	public void operation1() {
    		System.out.println("B 实现了 operation1");
    	}
    	
    	public void operation2() {
    		System.out.println("B 实现了 operation2");
    	}
    	public void operation3() {
    		System.out.println("B 实现了 operation3");
    	}
    	public void operation4() {
    		System.out.println("B 实现了 operation4");
    	}
    	public void operation5() {
    		System.out.println("B 实现了 operation5");
    	}
    }
    
    class D implements Interface1 {
    	public void operation1() {
    		System.out.println("D 实现了 operation1");
    	}
    	
    	public void operation2() {
    		System.out.println("D 实现了 operation2");
    	}
    	public void operation3() {
    		System.out.println("D 实现了 operation3");
    	}
    	public void operation4() {
    		System.out.println("D 实现了 operation4");
    	}
    	public void operation5() {
    		System.out.println("D 实现了 operation5");
    	}
    }
    
    class A { //A 类通过接口Interface1 依赖(使用) B类，但是只会用到1,2,3方法
    	public void depend1(Interface1 i) {
    		i.operation1();
    	}
    	public void depend2(Interface1 i) {
    		i.operation2();
    	}
    	public void depend3(Interface1 i) {
    		i.operation3();
    	}
    }
      
    class C { //C 类通过接口Interface1 依赖(使用) D类，但是只会用到1,4,5方法
    	public void depend1(Interface1 i) {
    		i.operation1();
    	}
    	public void depend4(Interface1 i) {
    		i.operation4();
    	}
    	public void depend5(Interface1 i) {
    		i.operation5();
    	}
    }

**1.4.3应传统方法的问题和使用接口隔离原则改进**

> 1) 类 A 通过接口 Interface1 依赖类 B，类 C 通过接口 Interface1 依赖类 D，如果接口 Interface1 对于类 A 和类 C 来说不是最小接口，那么类 B 和类 D 必须去实现他们不需要的方法
> 
> 2) 将接口 Interface1 拆分为独立的几个接口，类 A 和类 C 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口 隔离原则
> 
> 3) 接口 Interface1 中出现的方法，根据实际情况拆分为三个接口

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

public class Segregation1 {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		// 使用一把
    		A a = new A();
    		a.depend1(new B()); // A类通过接口去依赖B类
    		a.depend2(new B());
    		a.depend3(new B());
    
    		C c = new C();
    
    		c.depend1(new D()); // C类通过接口去依赖(使用)D类
    		c.depend4(new D());
    		c.depend5(new D());
    
    	}
    
    }
    
    // 接口1
    interface Interface1 {
    	void operation1();
    
    }
    
    // 接口2
    interface Interface2 {
    	void operation2();
    
    	void operation3();
    }
    
    // 接口3
    interface Interface3 {
    	void operation4();
    
    	void operation5();
    }
    
    class B implements Interface1, Interface2 {
    	public void operation1() {
    		System.out.println("B 实现了 operation1");
    	}
    
    	public void operation2() {
    		System.out.println("B 实现了 operation2");
    	}
    
    	public void operation3() {
    		System.out.println("B 实现了 operation3");
    	}
    
    }
    
    class D implements Interface1, Interface3 {
    	public void operation1() {
    		System.out.println("D 实现了 operation1");
    	}
    
    	public void operation4() {
    		System.out.println("D 实现了 operation4");
    	}
    
    	public void operation5() {
    		System.out.println("D 实现了 operation5");
    	}
    }
    
    class A { // A 类通过接口Interface1,Interface2 依赖(使用) B类，但是只会用到1,2,3方法
    	public void depend1(Interface1 i) {
    		i.operation1();
    	}
    
    	public void depend2(Interface2 i) {
    		i.operation2();
    	}
    
    	public void depend3(Interface2 i) {
    		i.operation3();
    	}
    }
    
    class C { // C 类通过接口Interface1,Interface3 依赖(使用) D类，但是只会用到1,4,5方法
    	public void depend1(Interface1 i) {
    		i.operation1();
    	}
    
    	public void depend4(Interface3 i) {
    		i.operation4();
    	}
    
    	public void depend5(Interface3 i) {
    		i.operation5();
    	}
    }

### 1.5 依赖倒转原则 ###

**1.5.1基本介绍**

> 依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle)是指：
> 
> 1) 高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象
> 
> 2) 抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象
> 
> 3) 依赖倒转(倒置)的中心思想是面向接口编程
> 
> 4) 依赖倒转原则是基于这样的设计理念：相对于细节的多变性，抽象的东西要稳定的多。以抽象为基础搭建的架 构比以细节为基础的架构要稳定的多。在 java 中，抽象指的是接口或抽象类，细节就是具体的实现类
> 
> 5) 使用接口或抽象类的目的是制定好规范，而不涉及任何具体的操作，把展现细节的任务交给他们的实现类去完成

**1.5.2应用实例 请编程完成 Person 接收消息 的功能。**

1) 实现方案 1 + 分析说明

public class DependecyInversion {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		Person person = new Person();
    		person.receive(new Email());
    	}
    
    }
    
    
    class Email {
    	public String getInfo() {
    		return "电子邮件信息: hello,world";
    	}
    }
    
    //完成Person接收消息的功能
    //方式1分析
    //1. 简单，比较容易想到
    //2. 如果我们获取的对象是 微信，短信等等，则新增类，同时Perons也要增加相应的接收方法
    //3. 解决思路：引入一个抽象的接口IReceiver, 表示接收者, 这样Person类与接口IReceiver发生依赖
    //   因为Email, WeiXin 等等属于接收的范围，他们各自实现IReceiver 接口就ok, 这样我们就符号依赖倒转原则
    class Person {
    	public void receive(Email email ) {
    		System.out.println(email.getInfo());
    	}
    }

2) 实现方案 2(依赖倒转)

public class DependecyInversion {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		//客户端无需改变
    		Person person = new Person();
    		person.receive(new Email());
    		
    		person.receive(new WeiXin());
    	}
    
    }
    
    //定义接口
    interface IReceiver {
    	public String getInfo();
    }
    
    class Email implements IReceiver {
    	public String getInfo() {
    		return "电子邮件信息: hello,world";
    	}
    }
    
    //增加微信
    class WeiXin implements IReceiver {
    	public String getInfo() {
    		return "微信信息: hello,ok";
    	}
    }
    
    //方式2
    class Person {
    	//这里我们是对接口的依赖
    	public void receive(IReceiver receiver ) {
    		System.out.println(receiver.getInfo());
    	}
    }

**1.5.3依赖关系传递的三种方式和应用案例**

> 1) 接口传递 
> 
> 2) 构造方法传递 
> 
> 3) setter 方式传递
> 
> 4）应用案例
> 
>     public class DependencyPass {
>     
>     	public static void main(String[] args) {
>     		// TODO Auto-generated method stub
>     		ChangHong changHong = new ChangHong();
>     //		OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
>     //		openAndClose.open(changHong);
>     		
>     		//通过构造器进行依赖传递
>     //		OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose(changHong);
>     //		openAndClose.open();
>     		//通过setter方法进行依赖传递
>     		OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
>     		openAndClose.setTv(changHong);
>     		openAndClose.open();
>     
>     	}
>     
>     }
>     
>     // 方式1： 通过接口传递实现依赖
>     // 开关的接口
>     // interface IOpenAndClose {
>     // public void open(ITV tv); //抽象方法,接收接口
>     // }
>     //
>     // interface ITV { //ITV接口
>     // public void play();
>     // }
>     // 
>     // class ChangHong implements ITV {
>     //
>     //	@Override
>     //	public void play() {
>     //		// TODO Auto-generated method stub
>     //		System.out.println("长虹电视机，打开");
>     //	}
>     //	 
>     // }
>      实现接口
>     // class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
>     // public void open(ITV tv){
>     // tv.play();
>     // }
>     // }
>     
>     // 方式2: 通过构造方法依赖传递
>     // interface IOpenAndClose {
>     // public void open(); //抽象方法
>     // }
>     // interface ITV { //ITV接口
>     // public void play();
>     // }
>     // class OpenAndClose implements IOpenAndClose{
>     // public ITV tv; //成员
>     // public OpenAndClose(ITV tv){ //构造器
>     // this.tv = tv;
>     // }
>     // public void open(){
>     // this.tv.play();
>     // }
>     // }
>     
>     
>     // 方式3 , 通过setter方法传递
>     interface IOpenAndClose {
>     	public void open(); // 抽象方法
>     
>     	public void setTv(ITV tv);
>     }
>     
>     interface ITV { // ITV接口
>     	public void play();
>     }
>     
>     class OpenAndClose implements IOpenAndClose {
>     	private ITV tv;
>     
>     	public void setTv(ITV tv) {
>     		this.tv = tv;
>     	}
>     
>     	public void open() {
>     		this.tv.play();
>     	}
>     }
>     
>     class ChangHong implements ITV {
>     
>     	@Override
>     	public void play() {
>     		// TODO Auto-generated method stub
>     		System.out.println("长虹电视机，打开");
>     	}
>     	 
>     }
> 
>

**1.5.4依赖倒转原则的注意事项和细节**

> 1) 低层模块尽量都要有抽象类或接口，或者两者都有，程序稳定性更好.
> 
> 2) 变量的声明类型尽量是抽象类或接口, 这样我们的变量引用和实际对象间，就存在一个缓冲层，利于程序扩展 和优化
> 
> 3) 继承时遵循里氏替换原则

### 1.6 里氏替换原则 ###

**1.6.1  OO 中的继承性的思考和说明**

> 1) 继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法，实际上是在设定规范和契约，虽然它不强制要求所有 的子类必须遵循这些契约，但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。
> 
> 2) 继承在给程序设计带来便利的同时，也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性，程序的可移植性降低， 增加对象间的耦合性，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，必须考虑到所有的子类，并且 父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能产生故障
> 
> 3) 问题提出：在编程中，如何正确的使用继承? => 里氏替换原则

**1.6.2基本介绍**

> 1) 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)在 1988 年，由麻省理工学院的以为姓里的女士提出的。
> 
> 2) 如果对每个类型为 T1 的对象 o1，都有类型为 T2 的对象 o2，使得以 T1 定义的所有程序 P 在所有的对象 o1 都 代换成 o2 时，程序 P 的行为没有发生变化，那么类型 T2 是类型 T1 的子类型。**换句话说，所有引用基类的地 方必须能透明地使用其子类的对象。** 
> 
> 3) 在使用继承时，遵循里氏替换原则，在子类中尽量不要重写父类的方法
> 
> 4) 里氏替换原则告诉我们，继承实际上让两个类耦合性增强了，在适当的情况下，可以通过聚合，组合，依赖 来 解决问题。

**1.6.3一个程序引出的问题和思考**

该看个程序, 思考下问题和解决思路

public class Liskov {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		A a = new A();
    		System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
    		System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
    
    		System.out.println("-----------------------");
    		B b = new B();
    		System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11-3
    		System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8
    		System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
    		
    		
    
    	}
    
    }
    
    // A类
    class A {
    	// 返回两个数的差
    	public int func1(int num1, int num2) {
    		return num1 - num2;
    	}
    }
    
    // B类继承了A
    // 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和
    class B extends A {
    	//这里，重写了A类的方法, 可能是无意识
    	public int func1(int a, int b) {
    		return a + b;
    	}
    
    	public int func2(int a, int b) {
    		return func1(a, b) + 9;
    	}
    }

**1.6.4解决方法**

> 1) 我们发现原来运行正常的相减功能发生了错误。原因就是类 B 无意中重写了父类的方法，造成原有功能出现错 误。在实际编程中，我们常常会通过重写父类的方法完成新的功能，这样写起来虽然简单，但整个继承体系的复用性会比较差。特别是运行多态比较频繁的时候
> 
> 2) 通用的做法是：原来的父类和子类都继承一个更通俗的基类，原有的继承关系去掉，采用依赖，聚合，组合等 关系代替.
> 
> 3) 改进方案
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]
> 
> 代码实现
> 
>     ublic class Liskov {
>     
>     	public static void main(String[] args) {
>     		// TODO Auto-generated method stub
>     		A a = new A();
>     		System.out.println("11-3=" + a.func1(11, 3));
>     		System.out.println("1-8=" + a.func1(1, 8));
>     
>     		System.out.println("-----------------------");
>     		B b = new B();
>     		//因为B类不再继承A类，因此调用者，不会再func1是求减法
>     		//调用完成的功能就会很明确
>     		System.out.println("11+3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11+3
>     		System.out.println("1+8=" + b.func1(1, 8));// 1+8
>     		System.out.println("11+3+9=" + b.func2(11, 3));
>     		
>     		
>     		//使用组合仍然可以使用到A类相关方法
>     		System.out.println("11-3=" + b.func3(11, 3));// 这里本意是求出11-3
>     		
>     
>     	}
>     
>     }
>     
>     //创建一个更加基础的基类
>     class Base {
>     	//把更加基础的方法和成员写到Base类
>     }
>     
>     // A类
>     class A extends Base {
>     	// 返回两个数的差
>     	public int func1(int num1, int num2) {
>     		return num1 - num2;
>     	}
>     }
>     
>     // B类继承了A
>     // 增加了一个新功能：完成两个数相加,然后和9求和
>     class B extends Base {
>     	//如果B需要使用A类的方法,使用组合关系
>     	private A a = new A();
>     	
>     	//这里，重写了A类的方法, 可能是无意识
>     	public int func1(int a, int b) {
>     		return a + b;
>     	}
>     
>     	public int func2(int a, int b) {
>     		return func1(a, b) + 9;
>     	}
>     	
>     	//我们仍然想使用A的方法
>     	public int func3(int a, int b) {
>     		return this.a.func1(a, b);
>     	}
>     }
> 
>

### 1.7 开闭原则 ###

**1.7.1基本介绍**

> 1) 开闭原则（Open Closed Principle）是编程中最基础、最重要的设计原则
> 
> 2) 一个软件实体如类，模块和函数应该对扩展开放(对提供方)，对修改关闭(对使用方)。用抽象构建框架，用实 现扩展细节。
> 
> 3) 当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化。
> 
> 4) 编程中遵循其它原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。

**1.7.2看下面一段代码**

看一个画图形的功能。 类图设计，如下:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

代码演示

public class Ocp {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		//使用看看存在的问题
    		GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
    		graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
    		graphicEditor.drawShape(new Circle());
    		graphicEditor.drawShape(new Triangle());
    	}
    
    }
    
    //这是一个用于绘图的类 [使用方]
    class GraphicEditor {
    	//接收Shape对象，然后根据type，来绘制不同的图形
    	public void drawShape(Shape s) {
    		if (s.m_type == 1)
    			drawRectangle(s);
    		else if (s.m_type == 2)
    			drawCircle(s);
    		else if (s.m_type == 3)
    			drawTriangle(s);
    	}
    
    	//绘制矩形
    	public void drawRectangle(Shape r) {
    		System.out.println(" 绘制矩形 ");
    	}
    
    	//绘制圆形
    	public void drawCircle(Shape r) {
    		System.out.println(" 绘制圆形 ");
    	}
    	
    	//绘制三角形
    	public void drawTriangle(Shape r) {
    		System.out.println(" 绘制三角形 ");
    	}
    }
    
    //Shape类，基类
    class Shape {
    	int m_type;
    }
    
    class Rectangle extends Shape {
    	Rectangle() {
    		super.m_type = 1;
    	}
    }
    
    class Circle extends Shape {
    	Circle() {
    		super.m_type = 2;
    	}
    }
    
    //新增画三角形
    class Triangle extends Shape {
    	Triangle() {
    		super.m_type = 3;
    	}
    }

**1.7.3方式 1 的优缺点**

> 1) 优点是比较好理解，简单易操作。
> 
> 2) 缺点是违反了设计模式的 ocp 原则，即对扩展开放(提供方)，对修改关闭(使用方)。即当我们给类增加新功能的 时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码.
> 
> 3) 比如我们这时要新增加一个图形种类 三角形，我们需要做如下修改，修改的地方较多
> 
> 4) 代码演示

方式 1 的改进的思路分析

**1.7.4改进的思路分析**

> 思路：把创建 Shape 类做成抽象类，并提供一个抽象的 draw 方法，让子类去实现即可，这样我们有新的图形 种类时，只需要让新的图形类继承 Shape，并实现 draw 方法即可，使用方的代码就不需要修 -> 满足了开闭原则

改进后的代码：

public class Ocp {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		//使用看看存在的问题
    		GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
    		graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
    		graphicEditor.drawShape(new Circle());
    		graphicEditor.drawShape(new Triangle());
    		graphicEditor.drawShape(new OtherGraphic());
    	}
    
    }
    
    //这是一个用于绘图的类 [使用方]
    class GraphicEditor {
    	//接收Shape对象，调用draw方法
    	public void drawShape(Shape s) {
    		s.draw();
    	}
    
    	
    }
    
    //Shape类，基类
    abstract class Shape {
    	int m_type;
    	
    	public abstract void draw();//抽象方法
    }
    
    class Rectangle extends Shape {
    	Rectangle() {
    		super.m_type = 1;
    	}
    
    	@Override
    	public void draw() {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		System.out.println(" 绘制矩形 ");
    	}
    }
    
    class Circle extends Shape {
    	Circle() {
    		super.m_type = 2;
    	}
    	@Override
    	public void draw() {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		System.out.println(" 绘制圆形 ");
    	}
    }
    
    //新增画三角形
    class Triangle extends Shape {
    	Triangle() {
    		super.m_type = 3;
    	}
    	@Override
    	public void draw() {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		System.out.println(" 绘制三角形 ");
    	}
    }
    
    //新增一个图形
    class OtherGraphic extends Shape {
    	OtherGraphic() {
    		super.m_type = 4;
    	}
    
    	@Override
    	public void draw() {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		System.out.println(" 绘制其它图形 ");
    	}
    }

### 1.8 迪米特法则 ###

**1.8.1基本介绍**

> 1) 一个对象应该对其他对象保持最少的了解
> 
> 2) 类与类关系越密切，耦合度越大
> 
> 3) 迪米特法则(Demeter Principle)又叫最少知道原则，即一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说，对于 被依赖的类不管多么复杂，都尽量将逻辑封装在类的内部。对外除了提供的 public 方法，不对外泄露任何信息
> 
> 4) 迪米特法则还有个更简单的定义：只与直接的朋友通信
> 
> 5) 直接的朋友：每个对象都会与其他对象有耦合关系，只要两个对象之间有耦合关系，我们就说这两个对象之间 是朋友关系。耦合的方式很多，依赖，关联，组合，聚合等。其中，我们称出现成员变量，方法参数，方法返 回值中的类为直接的朋友，而出现在局部变量中的类不是直接的朋友。也就是说，陌生的类最好不要以局部变 量的形式出现在类的内部。

**1.8.2应用实例**

> 1) 有一个学校，下属有各个学院和总部，现要求打印出学校总部员工 ID 和学院员工的 id
> 
> 2) 编程实现上面的功能, 看代码演示
> 
> 3) 代码演示
> 
>     //客户端
>     public class Demeter1 {
>     
>     	public static void main(String[] args) {
>     		//创建了一个 SchoolManager 对象
>     		SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
>     		//输出学院的员工id 和  学校总部的员工信息
>     		schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
>     
>     	}
>     
>     }
>     
>     
>     //学校总部员工类
>     class Employee {
>     	private String id;
>     
>     	public void setId(String id) {
>     		this.id = id;
>     	}
>     
>     	public String getId() {
>     		return id;
>     	}
>     }
>     
>     
>     //学院的员工类
>     class CollegeEmployee {
>     	private String id;
>     
>     	public void setId(String id) {
>     		this.id = id;
>     	}
>     
>     	public String getId() {
>     		return id;
>     	}
>     }
>     
>     
>     //管理学院员工的管理类
>     class CollegeManager {
>     	//返回学院的所有员工
>     	public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
>     		List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
>     		for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了10个员工到 list
>     			CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
>     			emp.setId("学院员工id= " + i);
>     			list.add(emp);
>     		}
>     		return list;
>     	}
>     }
>     
>     //学校管理类
>     
>     //分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
>     //CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则 
>     class SchoolManager {
>     	//返回学校总部的员工
>     	public List<Employee> getAllEmployee() {
>     		List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
>     		
>     		for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到 list
>     			Employee emp = new Employee();
>     			emp.setId("学校总部员工id= " + i);
>     			list.add(emp);
>     		}
>     		return list;
>     	}
>     
>     	//该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
>     	void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
>     		
>     		//分析问题
>     		//1. 这里的 CollegeEmployee 不是  SchoolManager的直接朋友
>     		//2. CollegeEmployee 是以局部变量方式出现在 SchoolManager
>     		//3. 违反了 迪米特法则 
>     		
>     		//获取到学院员工
>     		List<CollegeEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
>     		System.out.println("------------学院员工------------");
>     		for (CollegeEmployee e : list1) {
>     			System.out.println(e.getId());
>     		}
>     		//获取到学校总部员工
>     		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
>     		System.out.println("------------学校总部员工------------");
>     		for (Employee e : list2) {
>     			System.out.println(e.getId());
>     		}
>     	}
>     }
> 
>

**1.8.3应用实例改进**

> 1) 前面设计的问题在于 SchoolManager 中，CollegeEmployee 类并不是 SchoolManager 类的直接朋友 (分析)
> 
> 2) 按照迪米特法则，应该避免类中出现这样非直接朋友关系的耦合
> 
> 3) 对代码按照迪米特法则 进行改进.
> 
> 4) 代码演示
> 
>     //客户端
>     public class Demeter1 {
>     
>     	public static void main(String[] args) {
>     		System.out.println("~~~使用迪米特法则的改进~~~");
>     		//创建了一个 SchoolManager 对象
>     		SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
>     		//输出学院的员工id 和  学校总部的员工信息
>     		schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
>     
>     	}
>     
>     }
>     
>     
>     //学校总部员工类
>     class Employee {
>     	private String id;
>     
>     	public void setId(String id) {
>     		this.id = id;
>     	}
>     
>     	public String getId() {
>     		return id;
>     	}
>     }
>     
>     
>     //学院的员工类
>     class CollegeEmployee {
>     	private String id;
>     
>     	public void setId(String id) {
>     		this.id = id;
>     	}
>     
>     	public String getId() {
>     		return id;
>     	}
>     }
>     
>     
>     //管理学院员工的管理类
>     class CollegeManager {
>     	//返回学院的所有员工
>     	public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
>     		List<CollegeEmployee> list = new ArrayList<CollegeEmployee>();
>     		for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了10个员工到 list
>     			CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
>     			emp.setId("学院员工id= " + i);
>     			list.add(emp);
>     		}
>     		return list;
>     	}
>     	
>     	//输出学院员工的信息
>     	public void printEmployee() {
>     		//获取到学院员工
>     		List<CollegeEmployee> list1 = getAllEmployee();
>     		System.out.println("------------学院员工------------");
>     		for (CollegeEmployee e : list1) {
>     			System.out.println(e.getId());
>     		}
>     	}
>     }
>     
>     //学校管理类
>     
>     //分析 SchoolManager 类的直接朋友类有哪些 Employee、CollegeManager
>     //CollegeEmployee 不是 直接朋友 而是一个陌生类，这样违背了 迪米特法则 
>     class SchoolManager {
>     	//返回学校总部的员工
>     	public List<Employee> getAllEmployee() {
>     		List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
>     		
>     		for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到 list
>     			Employee emp = new Employee();
>     			emp.setId("学校总部员工id= " + i);
>     			list.add(emp);
>     		}
>     		return list;
>     	}
>     
>     	//该方法完成输出学校总部和学院员工信息(id)
>     	void printAllEmployee(CollegeManager sub) {
>     		
>     		//分析问题
>     		//1. 将输出学院的员工方法，封装到CollegeManager
>     		sub.printEmployee();
>     	
>     		//获取到学校总部员工
>     		List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
>     		System.out.println("------------学校总部员工------------");
>     		for (Employee e : list2) {
>     			System.out.println(e.getId());
>     		}
>     	}
>     }
> 
>

**1.8.4迪米特法则注意事项和细节**

> 1) 迪米特法则的核心是降低类之间的耦合
> 
> 2) 但是注意：由于每个类都减少了不必要的依赖，因此迪米特法则只是要求降低类间(对象间)耦合关系， 并不是 要求完全没有依赖关系

### 1.9 合成复用原则（Composite Reuse Principle） ###

**1.9.1基本介绍 原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

**1.10 设计原则核心思想**

> 1) 找出应用中可能需要变化之处，把它们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。
> 
> 2) 针对接口编程，而不是针对实现编程。
> 
> 3) 为了交互对象之间的松耦合设计而努力

## 2 UML 类图 ##

### 2.1 UML 基本介绍 ###

> 1) UML——Unified modeling language UML (统一建模语言)，是一种用于软件系统分析和设计的语言工具，它用 于帮助软件开发人员进行思考和记录思路的结果
> 
> 2) UML 本身是一套符号的规定，就像数学符号和化学符号一样，这些符号用于描述软件模型中的各个元素和他 们之间的关系，比如类、接口、实现、泛化、依赖、组合、聚合等，如下图:
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][] 3) 使用 UML 来建模，常用的工具有 Rational Rose , 也可以使用一些插件来建模 Eclipse 安装 UML插件       (AmaterasUML).zip
> 
>

### 2.2 UML 图 ###

画 UML 图与写文章差不多，都是把自己的思想描述给别人看，关键在于思路和条理，UML 图分类：

1) 用例图(use case)

2) 静态结构图：类图、对象图、包图、组件图、部署图

3) 动态行为图：交互图（时序图与协作图）、状态图、活动图

**说明：**

1) 类图是描述类与类之间的关系的，是 UML 图中最核心的

2) 在讲解设计模式时，我们必然会使用类图，，需要先给大家讲解类图

### 2.3 UML 类图 ###

> 1) 用于描述系统中的类(对象)本身的组成和类(对象)之间的各种静态关系。
> 
> 2) 类之间的关系：依赖、泛化（继承）、实现、关联、聚合与组合。
> 
> 3) 类图简单举例
> 
>     public class Person{ //代码形式->类图
>     private Integer id;
>     private String name;
>     public void setName(String name){
>     this.name=name;
>     }
>     public String getName(){
>     return name;
>     }
>     }
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

### 2.4 类图—依赖关系（Dependence） ###

只要是在类中用到了对方，那么他们之间就存在依赖关系。如果没有对方，连编绎都通过不了。

public class PersonServiceBean {
    private PersonDao personDao;//类
    public void save(Person person){}
    public IDCard getIDCard(Integer personid){}
    public void modify(){
    Department department = new Department();
    }
    }
    public class PersonDao{}
    public class IDCard{}
    public class Person{}
    public class Department{}

**对应的类图：**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

**小结**

> 1) 类中用到了对方
> 
> 2) 如果是类的成员属性
> 
> 3) 如果是方法的返回类型
> 
> 4) 是方法接收的参数类型
> 
> 5) 方法中使用到

### 2.5 类图—泛化关系(generalization） ###

泛化关系实际上就是继承关系，它是依赖关系的特例

public abstract class DaoSupport{
    public void save(Object entity){
    }
    public void delete(Object id){
    }
    }
    public class PersonServiceBean extends Daosupport{
    }

对应的类图

![20200113110241670.png][]

**小结:**

> 1) 泛化关系实际上就是继承关系
> 
> 2) 如果 A 类继承了 B 类，我们就说 A 和 B 存在泛化关系

### 2.7 类图—关联关系（Association） ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

### 2.8 类图—聚合关系（Aggregation） ###

**2.8.1基本介绍**

聚合关系（Aggregation）表示的是整体和部分的关系，整体与部分可以分开。聚合关系是关联关系的特例，所以他具有关联的导航性与多重性。 如：一台电脑由键盘(keyboard)、显示器(monitor)，鼠标等组成；组成电脑的各个配件是可以从电脑上分离出来 的，使用带空心菱形的实线来表示：

**2.8.2应用实例**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

### 2.9 类图—组合关系（Composition） ###

2.9.1基本介绍 组合关系：也是整体与部分的关系，但是整体与部分不可以分开。

再看一个案例：在程序中我们定义实体：Person 与 IDCard、Head, 那么 Head 和 Person 就是 组合，IDCard 和 Person 就是聚合。 但是如果在程序中 Person 实体中定义了对 IDCard 进行级联删除，即删除 Person 时连同 IDCard 一起删除，那 么 IDCard 和 Person 就是组合了.

2.9.2应用案例

public class Person{
    private IDCard card;
    private Head head = new Head();
    }
    public class IDCard{}
    public class Head{}

**对应的类图:**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

案例 2

public class Computer {
    private Mouse mouse = new Mouse(); //鼠标可以和 computer 不能分离
    private Moniter moniter = new Moniter();//显示器可以和 Computer 不能分离
    public void setMouse(Mouse mouse) {
    this.mouse = mouse;
    }
    public void setMoniter(Moniter moniter) {
    this.moniter = moniter;
    }
    }
    public class Mouse {
    }
    public class Moniter {
    }

**对应的类图：**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][]

到此完毕啦啦啦啦啦！！！！！！！！！！！

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113094103499.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113094510906.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113100512344.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113101316685.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113102650454.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113105019927.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113105109300.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113105659841.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113105941766.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20200113110241670.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113110241670.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113110437488.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113110839145.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113111144648.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113111319196.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h1emVjb20=,size_16,color_FFFFFF,t_70