图解Java设计模式之设计模式七大原则

图解Java设计模式之设计模式七大原则

• 2.1 设计模式的目的
• 2.2 设计模式七大原则
• 2.3 单一职责原则
• 2.3.1 基本介绍
• 2.3.2 应用实例
• 2.4 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
• 2.4.1 基本介绍
• 2.4.2 应用实例
• 2.5 依赖倒转原则
• 2.5.1 基本介绍
• 2.5.2 应用实例
• 2.6 里氏替换原则
• 2.6.1 OO中的继承性的思考和说明
• 2.6.2 基本介绍
• 2.6.3 一个程序引出的问题和思考
• 2.6.4 解决方法
• 2.7 开闭原则
• 2.7.1 基本介绍
• 2.7.2 看下面一段代码
• 2.7.3 方式1的优缺点
• 2.7.4 改进的思路分析
• 2.8 迪米特法则
• 2.8.1 基本介绍
• 2.8.2 应用实例
• 2.8.3 应用实例改进
• 2.8.4 迪米特法则注意事项和细节
• 2.9 合成复用原则（Composite Reuse Principle）
• 设计原则核心思想

2.1 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
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

2.2 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

2.3 单一职责原则

2.3.1 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

2.3.2 应用实例

以交通工具案例讲解

package com.example.testdemo.mode.principle;

public class SingleResponsibility1 {

    public static void main(String[] args) {
        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 。 解决的方案非常第二季简单，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。。。。。");
    }
}
package com.example.testdemo.mode.principle;

public class SingleResponsibility2 {

    public static void main(String[] args) {
        ReadVehicle readVehicle = new ReadVehicle();
        readVehicle.run("摩托车");
        readVehicle.run("汽车");
        AirVehicle airVehicle = new AirVehicle();
        airVehicle.run("飞机");
        WaterVehicle waterVehicle = new WaterVehicle();
        waterVehicle.run("轮船");
    }

}

/**
 * 方案2分析 ：
 * 1 ：遵守单一职责原则
 * 2 ：但是这样改动大，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 ReadVehicle {
    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");
    }
}
package com.example.testdemo.mode.principle;

public class SingleResponsibility3 {

    public static void main(String[] args) {
        Vehicle2 vehicle2 = new Vehicle2();
        vehicle2.run("汽车");
        vehicle2.runAir("飞机");
        vehicle2.runWater("轮船");
    }

}

/**
 * 方案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) {
        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 + " 在水中运行。。。。。");
    }
}

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，可以在方法级别保存单一职责原则。

2.4 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

2.4.1 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

（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C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

2.4.2 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。
2）没有使用接口隔离原则的代码

package com.example.testdemo.mode.principle.segregation;

import io.swagger.models.auth.In;

public class Segregation1 {

    public static void main(String[] args) {

    }

}

/**
 * 接口
 */
interface Interface1 {
    void operation1();
    void operation2();
    void operation3();
    void operation4();
    void operation5();
}

class B implements Interface1 {

    @Override
    public void operation1() {
        System.out.println(" B 实现了 operation1");
    }

    @Override
    public void operation2() {
        System.out.println(" B 实现了 operation2");
    }

    @Override
    public void operation3() {
        System.out.println(" B 实现了 operation3");
    }

    @Override
    public void operation4() {
        System.out.println(" B 实现了 operation4");
    }

    @Override
    public void operation5() {
        System.out.println(" B 实现了 operation5");
    }
}

class D implements Interface1 {

    @Override
    public void operation1() {
        System.out.println(" D 实现了 operation1");
    }

    @Override
    public void operation2() {
        System.out.println(" D 实现了 operation2");
    }

    @Override
    public void operation3() {
        System.out.println(" D 实现了 operation3");
    }

    @Override
    public void operation4() {
        System.out.println(" D 实现了 operation4");
    }

    @Override
    public void operation5() {
        System.out.println(" D 实现了 operation5");
    }
}

/**
 * A 类通过接口Interface1 依赖（使用）B类，但是只会用到1，2，3方法
 */
class A {
    public void depend1(Interface1 interface1) {
        interface1.operation1();
    }

    public void depend2(Interface1 interface1) {
        interface1.operation2();
    }

    public void depend3(Interface1 interface1) {
        interface1.operation3();
    }
}

/**
 * C 类通过接口Interface1 依赖（使用）D类，但是只会用到1，4，5方法
 */
class C {
    public void depend1(Interface1 interface1) {
        interface1.operation1();
    }

    public void depend4(Interface1 interface1) {
        interface1.operation4();
    }

    public void depend5(Interface1 interface1) {
        interface1.operation5();
    }
}

• 应传统方法的问题和接口隔离原则改进
  （1）类A通过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C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
  （4）代码实现
  

package com.example.testdemo.mode.principle.segregation1;

public class Segregation2 {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用一把
        A a = new A();
        // A 类通过接口去依赖B类
        a.depend1(new B());
        a.depend2(new B());
        a.depend3(new B());

        // C 类通过接口去依赖（使用）D类
        C c = new C();
        c.depend1(new D());
        c.depend4(new D());
        c.depend5(new D());
    }
}

/**
 * 接口
 */
interface Interface1 {
    void operation1();

}

interface Interface2 {
    void operation2();

    void operation3();
}

interface Interface3 {

    void operation4();

    void operation5();
}

class B implements Interface1, Interface2 {

    @Override
    public void operation1() {
        System.out.println(" B 实现了 operation1");
    }

    @Override
    public void operation2() {
        System.out.println(" B 实现了 operation2");
    }

    @Override
    public void operation3() {
        System.out.println(" B 实现了 operation3");
    }

}

class D implements Interface1, Interface3 {

    @Override
    public void operation1() {
        System.out.println(" D 实现了 operation1");
    }

    @Override
    public void operation4() {
        System.out.println(" D 实现了 operation4");
    }

    @Override
    public void operation5() {
        System.out.println(" D 实现了 operation5");
    }
}

/**
 * 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
 */
class A {
    public void depend1(Interface1 interface1) {
        interface1.operation1();
    }

    public void depend2(Interface2 interface1) {
        interface1.operation2();
    }

    public void depend3(Interface2 interface1) {
        interface1.operation3();
    }
}

/**
 * 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
 */
class C {
    public void depend1(Interface1 interface1) {
        interface1.operation1();
    }

    public void depend4(Interface3 interface1) {
        interface1.operation4();
    }

    public void depend5(Interface3 interface1) {
        interface1.operation5();
    }
}

2.5 依赖倒转原则

2.5.1 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底层模块，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，把展示细节的任务交给他们的实现类去完成。

2.5.2 应用实例

1）方案1 + 分析说明

package com.example.testdemo.mode.principle.inversion;

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Persons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，微信等等属于接收的范围，他们各自实现IReceiver接口就ok，这样我们就符合依赖倒转原则
 */
class Person {
    public void receive(Email email) {
        System.out.println(email.getInfo());
    }
}

2）方案2（依赖倒转）+ 分析说明

package com.example.testdemo.mode.principle.inversion.inprove;

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 {
    String getInfo();
}

class Email implements IReceiver{

    @Override
    public String getInfo() {
        return "电子邮件信息 ：hello，world";
    }
}

/**
 * 增加微信
 */
class WeiXin implements IReceiver {

    @Override
    public String getInfo() {
        return "微信消息 ：hello ok";
    }
}

/**
 * 方式2
 */
class Person {
    /**
     * 这里是我们对接口的依赖
     * @param iReceiver
     */
    public void receive(IReceiver iReceiver) {
        System.out.println(iReceiver.getInfo());
    }
}

依赖关系传递的三种方式 ：
1）接口传递
2）构造方法传递
3）setter方法传递

package com.example.testdemo.mode.principle.inversion.inprove;

public class Dependecy {
    public static void main(String[] args) {
        IOpenAndClose iOpenAndClose = new OpenAndClose();
        iOpenAndClose.open(new ChangHong());

        IOpenAndClose2 iOpenAndClose2 = new OpenAndClose2(new XiaoMi());
        iOpenAndClose2.open();

        IOpenAndClose3 iOpenAndClose3 = new OpenAndClose3();
        iOpenAndClose3.setTv(new SanXing());
        iOpenAndClose3.open();
    }
}

/**
 * 方式1 ：通过接口传递实现依赖
 */
interface IOpenAndClose {
    /**
     * 抽象方法，接收接口
     * @param tv
     */
    void open(ITV tv);
}

/**
 * ITV接口
 */
interface ITV {
    void play();
}

class ChangHong implements ITV {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("长虹电视机打开");
    }
}

/**
 * 实现接口
 */
class OpenAndClose implements IOpenAndClose {

    @Override
    public void open(ITV tv) {
        tv.play();
    }
}

/**
 * 方式2 ：通过构造方法依赖传递
 */
interface IOpenAndClose2 {
    /**
     * 抽象方法
     */
    void open();
}

/**
 * ITV接口
 */
interface ITV2 {
    void play();
}

class XiaoMi implements ITV2 {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("小米电视机打开");
    }
}

class OpenAndClose2 implements IOpenAndClose2 {
    /**
     * 成员属性
     */
    public ITV2 tv;

    /**
     * 构造方法
     * @param itv2
     */
    public OpenAndClose2(ITV2 itv2) {
        this.tv = itv2;
    }

    @Override
    public void open() {
        this.tv.play();
    }
}

/**
 * 方式3，通过setter方法传递
 */
interface IOpenAndClose3 {
    /**
     * 抽象方法
     */
    void open();

    void setTv(ITV3 tv);
}

/**
 * ITV接口
 */
interface ITV3 {
    void play();
}

class SanXing implements ITV3 {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("三星电视打开");
    }
}

class OpenAndClose3 implements IOpenAndClose3 {

    private ITV3 itv3;

    @Override
    public void open() {
        this.itv3.play();
    }

    @Override
    public void setTv(ITV3 tv) {
        this.itv3 = tv;
    }

}

依赖倒转原则的注意事项和细节
1）底层模块尽力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，就存在一个缓存层，利于程序扩展和优化。
3）继承时遵循里氏替换原则。

2.6 里氏替换原则

2.6.1 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，但是如果子类对象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，也带来类弊端。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

2.6.2 基本介绍

1）里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）在1988年，由麻省理工学院的一位姓里的女士提出的。
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。

2.6.3 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

package com.example.testdemo.mode.principle.liskov;

public class Liskov {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println("11 - 3 = " + a.funcl(11, 3));
        System.out.println("1 - 8  = " + a.funcl(1, 8));

        System.out.println("-----------------");
        B b = new B();
        // 这里本意是求出11 - 3
        System.out.println("11 - 3 = " + b.funcl(11, 3));
        // 1 - 8
        System.out.println("1 - 8  = " + b.funcl(1, 8));
        System.out.println("11 + 3 + 9 = " + b.func2(11, 3));
    }
}

class A {
    /**
     * 返回两个数的差
     *
     * @param num1
     * @param num2
     * @return
     */
    public int funcl(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

/**
 * B类继承类A
 *
 * 增加类一个新功能 ：完成两个数相加，然后和9 求和
 */
class B extends A {

    /**
     * 这里，重写类A类的方法，可能是无意识
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    @Override
    public int funcl(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public int func2(int a, int b) {
        return funcl(a, b) + 9;
    }

}

2.6.4 解决方法

1）我们发现原来运行正常的相减功能发生类错误。原因就是类B无意中重写父类的方法，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。

package com.example.testdemo.mode.principle.improve;

public class Liskov {
    public static void main(String[] args) {
        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funcl是求减法
        // 调用完成的功能就会很明确
        // 这里本意是求出 11 + 3
        System.out.println("11 + 3 = " + b.func1(11, 3));

        // 1 + 8
        System.out.println("1 + 8 = " + b.func1(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
        // 这里本意是求出 11 - 3
        System.out.println("11 - 3 = " + b.func3(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Base类
}

/**
 * A 类
 */
class A extends Base {

    /**
     * 返回两个数的差
     * @param num1
     * @param num2
     * @return
     */
    public int func1(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

/**
 * B类 继承了 A
 *
 * 增加类一个新功能 ：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类方法，可能是无意识
     *
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    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
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    public int func3(int a, int b) {
        return this.a.func1(a,b);
    }

}

2.7 开闭原则

2.7.1 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。

2.7.2 看下面一段代码

看一个画图形的功能。
类图设计，如下 ：

package com.example.demo.ocp;

public class Ocp {

    public static void main(String[] args) {
		 // 使用可靠存在的问题
        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
     * @param shape
     */
    public void drawShape(Shape shape) {
        if (shape.m_type == 1) {
            drawRectangle(shape);
        } else if (shape.m_type == 2) {
            drawCircle(shape);
        } else if (shape.m_type == 3) {
            drawTriangle(shape);
        }
    }

    /**
     * 绘制三角形
     * @param shape
     */
    private void drawTriangle(Shape shape) {
        System.out.println("绘制三角形");
    }

    /**
     * 绘制圆形
     * @param shape
     */
    private void drawCircle(Shape shape) {
        System.out.println("绘制圆形");
    }

    /**
     * 绘制矩形
     * @param shape
     */
    private void drawRectangle(Shape shape) {
        System.out.println("绘制矩形");
    }

}

/**
 * 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;
    }
}

2.7.3 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，我们需要做很多修改，修改的地方比较多。

2.7.4 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改 -》
满足了开闭原则
改进后的代码 ：

package com.example.demo.ocp.improve;

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
     * @param shape
     */
    public void drawShape(Shape shape) {
        shape.draw();
    }
}

/**
 * Shape类，基类
 */
abstract class Shape {
    int m_type;

    /**
     * 抽象方法
     */
    public abstract void draw();
}

class Rectangle extends Shape {

    Rectangle() {
        super.m_type = 1;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制矩形");
    }
}

class Circle extends Shape {

    Circle() {
        super.m_type = 2;
    }

    @Override
    public void draw() {
        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() {
        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() {
        System.out.println("绘制其他图形");
    }
}

2.8 迪米特法则

2.8.1 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。

2.8.2 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

package com.example.demo.demeter;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 客户端
 */
public class Demeter1 {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 SchoolManager 对象
        SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
        // 输出学院的员工id 和 学院总部的员工信息
        schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
    }

}

/**
 * 学校总部员工类
 */
class Employee {

    private String id;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

/**
 * 学院的员工类
 */
class CollegeEmployee {

    private String id;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

/**
 * 管理学院员工的管理类
 */
class CollegeManager {

    /**
     * 返回学院的所有员工
     * @return
     */
    public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
        List<CollegeEmployee> employees = new ArrayList<>();
        // 这里我们增加了10个员工到list
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            CollegeEmployee collegeEmployee = new CollegeEmployee();
            collegeEmployee.setId("学院员工 id = " + i);
            employees.add(collegeEmployee);
        }
        return employees;
    }
}

/**
 * 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
     * @return
     */
    public List<Employee> getAllEmployee() {
        List<Employee> list = new ArrayList<>();
        // 这里我们增加了5个员工到list
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Employee employee = new Employee();
            employee.setId("学校总部员工 id = " + i);
            list.add(employee);
        }
        return list;
    }

    /**
     * 该方法完成输出学校总部和学院员工信息 （id）
     * @param collegeManager
     */
    void printAllEmployee(CollegeManager collegeManager) {
        // 分析问题
        // 1. 这里的 CollegeEmployee 不是 SchoolManageer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> allEmployee = collegeManager.getAllEmployee();
        System.out.println("-------------学院员工-------------");
        for (CollegeEmployee collegeEmployee : allEmployee) {
            System.out.println(collegeEmployee.getId());
        }
        // 获取到学院总部员工
        List<Employee> employee = this.getAllEmployee();
        System.out.println("-----------学校总部员工-------------");
        for (Employee employee1 : employee) {
            System.out.println(employee1.getId());
        }
    }
}

2.8.3 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

package com.example.demo.demeter.improve;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 客户端
 */
public class Demeter1 {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 SchoolManager 对象
        SchoolManager schoolManager = new SchoolManager();
        // 输出学院的员工id 和 学院总部的员工信息
        schoolManager.printAllEmployee(new CollegeManager());
    }

}

/**
 * 学校总部员工类
 */
class Employee {

    private String id;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

/**
 * 学院的员工类
 */
class CollegeEmployee {

    private String id;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

/**
 * 管理学院员工的管理类
 */
class CollegeManager {

    /**
     * 返回学院的所有员工
     * @return
     */
    public List<CollegeEmployee> getAllEmployee() {
        List<CollegeEmployee> employees = new ArrayList<>();
        // 这里我们增加了10个员工到list
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            CollegeEmployee collegeEmployee = new CollegeEmployee();
            collegeEmployee.setId("学院员工 id = " + i);
            employees.add(collegeEmployee);
        }
        return employees;
    }

    /**
     * 输出学院员工的信息
     */
    public void printEmployee() {
        // 获取到学院员工
        List<CollegeEmployee> allEmployee = getAllEmployee();
        System.out.println("----------学院员工-----------");
        for (CollegeEmployee collegeEmployee : allEmployee) {
            System.out.println(collegeEmployee.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
     * @return
     */
    public List<Employee> getAllEmployee() {
        List<Employee> list = new ArrayList<>();
        // 这里我们增加了5个员工到list
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Employee employee = new Employee();
            employee.setId("学校总部员工 id = " + i);
            list.add(employee);
        }
        return list;
    }

    /**
     * 该方法完成输出学校总部和学院员工信息 （id）
     * @param collegeManager
     */
    void printAllEmployee(CollegeManager collegeManager) {
        // 分析问题
        // 1. 将输出学院的员工方法，封装到CollegeManager
        collegeManager.printEmployee();
        // 获取到学院总部员工
        List<Employee> employee = this.getAllEmployee();
        System.out.println("-----------学校总部员工-------------");
        for (Employee employee1 : employee) {
            System.out.println(employee1.getId());
        }
    }
}

2.8.4 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。

2.9 合成复用原则（Composite Reuse Principle）

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。

设计原则核心思想

1）找出应用中可能需要变换之处，把它们独立出来，不要和那些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。