简单介绍一下七大设计原则:
迪米特原则(Law of Demeter LoD)是指一个对象应该对其他对象保持最少的了解,又 叫最少知道原则(Least Knowledge Principle,LKP),尽量降低类与类之间的耦合。
迪米特原则主要强调只和朋友交流,不和陌生人说话。出现在成员变量、方法的输入、输 出参数中的类都可以称之为成员朋友类,而出现在方法体内部的类不属于朋友类。
现在来设计一个权限系统,Boss 需要查看目前发布到线上的课程数量。这时候,Boss 要找到 TeamLeader 去进行统计,TeamLeader 再把统计结果告诉 Boss。接下来我们还 是来看代码:
Course 类:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-26 上午9:17
*/
public class Course {
}
TeamLeader 类:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-26 上午9:17
*/
public class TeamLeader {
public void checkNumberOfCourses(List<Course> courseList) {
System.out.println("目前已发布的课程数量是:" + courseList.size());
}
}
Boss 类:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-26 上午9:17
*/
public class Boss {
public void commandCheckNumber(TeamLeader teamLeader) {
//模拟 Boss 一页一页往下翻页,TeamLeader 实时统计
List<Course> courseList = new ArrayList<Course>();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
courseList.add(new Course());
}
teamLeader.checkNumberOfCourses(courseList);
}
}
测试代码:
public static void main(String[] args) {
Boss boss = new Boss();
TeamLeader teamLeader = new TeamLeader();
boss.commandCheckNumber(teamLeader);
}
写到这里,其实功能已经都已经实现,代码看上去也没什么问题。根据迪米特原则, Boss 只想要结果,不需要跟 Course 产生直接的交流。而 TeamLeader 统计需要引用 Course 对象。 Boss 和 Course 并不是朋友,从下面的类图就可以看出来:
下面来对代码进行改造:
TeamLeader 类:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-26 上午9:17
*/
public class TeamLeader {
public void checkNumberOfCourses() {
List<Course> courseList = new ArrayList<Course>();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
courseList.add(new Course());
}
System.out.println("目前已发布的课程数量是:" + courseList.size());
}
}
Boss 类:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-26 上午9:17
*/
public class Boss {
public void commandCheckNumber(TeamLeader teamLeader) {
teamLeader.checkNumberOfCourses();
}
}
再来看下面的类图,Course 和 Boss 已经没有关联了。
学习软件设计原则,千万不能形成强迫症。碰到业务复杂的场景,我们需要随机应变。
里氏替换原则(Liskov Substitution Principle,LSP)是指如果对每一个类型为 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 都替换成 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。
定义看上去还是比较抽象,我们重新理解一下,可以理解为一个软件实体如果适用一个 父类的话,那一定是适用于其子类,所有引用父类的地方必须能透明地使用其子类的对象,子类对象能够替换父类对象,而程序逻辑不变。根据这个理解,我们总结一下:
引申含义:子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。
在前面讲开闭原则的时候埋下了一个伏笔,我们记得在获取折后时重写覆盖了父类的 getPrice() 方法,增加了一个获取原价格的方法 getOriginPrice() ,显然就违背了里氏替换 原则。我们修改一下代码,不应该覆盖 getPrice() 方法,增加 getDiscountPrice() 方法:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-25 上午10:36
*/
public class NovelDiscountBook extends NovelBook {
public NovelDiscountBook(String name, int price, String author) {
super(name, price, author);
}
public double getDiscountPrice(){
return super.getPrice() * 0.85;
}
}
使用里氏替换原则有以下优点:
现在来描述一个经典的业务场景,用正方形、矩形和四边形的关系说明里氏替换原则, 我们都知道正方形是一个特殊的长方形,那么就可以创建一个长方形父类 Rectangle 类:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-26 上午9:59
*/
public class Rectangle {
private long height;
private long width;
public long getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(long height) {
this.height = height;
}
public long getWidth() {
return width;
}
public void setWidth(long width) {
this.width = width;
}
}
创建正方形 Square 类继承长方形:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-26 上午10:01
*/
public class Square extends Rectangle {
private long length;
public long getLength() {
return length;
}
public void setLength(long length) {
this.length = length;
}
@Override
public long getHeight() {
return super.getHeight();
}
@Override
public void setHeight(long height) {
super.setHeight(height);
}
@Override
public long getWidth() {
return super.getWidth();
}
@Override
public void setWidth(long width) {
super.setWidth(width);
}
}
在测试类中创建 resize() 方法,根据逻辑长方形的宽应该大于等于高,我们让高一直自增, 知道高等于宽变成正方形:
public static void resize(Rectangle rectangle) {
while (rectangle.getWidth() >= rectangle.getHeight()) {
rectangle.setHeight(rectangle.getHeight() + 1);
System.out.println("width:" + rectangle.getWidth() + ",height:" + rectangle.getHeight());
}
System.out.println("resize 方法结束" +
"
width:" + rectangle.getWidth() + ",height:" + rectangle.getHeight());
}
测试代码:
public static void main(String[] args) {
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.setWidth(20);
rectangle.setHeight(10);
resize(rectangle);
}
运行结果:
发现高比宽还大了,在长方形中是一种非常正常的情况。现在我们再来看下面的代码, 把长方形 Rectangle 替换成它的子类正方形 Square ,修改测试代码:
public static void main(String[] args) {
Square square = new Square();
square.setLength(10);
resize(square);
}
这时候我们运行的时候就出现了死循环,违背了里氏替换原则,将父类替换为子类后, 程序运行结果没有达到预期。因此,我们的代码设计是存在一定风险的。里氏替换原则 只存在父类与子类之间,约束继承泛滥。我们再来创建一个基于长方形与正方形共同的 抽象四边形 Quadrangle 接口:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-26 上午10:12
*/
public interface Quadrangle {
long getWidth();
long getHeight();
}
修改长方形 Rectangle 类:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-26 上午9:59
*/
public class Rectangle implements Quadrangle {
private long height;
private long width;
@Override
public long getWidth() {
return width;
}
public long getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(long height) {
this.height = height;
}
public void setWidth(long width) {
this.width = width;
}
}
修改正方形类 Square 类:
/**
* @author eamon.zhang
* @date 2019-09-26 上午10:01
*/
public class Square implements Quadrangle {
private long length;
public long getLength() {
return length;
}
public void setLength(long length) {
this.length = length;
}
@Override
public long getWidth() {
return length;
}
@Override
public long getHeight() {
return length;
}
}
此时,如果我们把 resize() 方法的参数换成四边形 Quadrangle 类,方法内部就会报错。
因为正方形 Square 已经没有了 setWidth() 和 setHeight() 方法了。因此,为了约束继承 泛滥, resize() 的方法参数只能用 Rectangle 长方形。当然,我们在后面的设计模式系列文章中 中还会继续深入讲解。