【设计模式】 设计模式基本概念

本文介绍了面向对象的三大核心概念:封装、继承与多态,并详细解析了类间五种关系及其应用场景。此外,还阐述了面向对象设计的七大基本原则,以及常见的设计模式分类。

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封装(Encapsulation)

不需要知道对象具体实现细节,通过共有方法暴露对象的功能

继承(Inheritance)

使用已经存在的类作为基础类(父类),在此基础上建立新类(子类), 
子类既可以复用父类的功能,也能进行扩展,从而提高了代码的复用。 
另外,Java不像C++一样可以同时继承多个父类,只能够树形的继承,比如: 
Animal -> Person -> Man,或者通过 接口和内部类 实现多继承!

多态(Polymorphism)

一个类实例的相同方法在不同情形下有不同的表现形式,一般有两种

编译时多态(OverLoading) —— 方法重载 

运行时多态(OverRidding) —— 继承 + 方法重写 + 父类引用指向子类对象

类与类之间的关系

类与类之间的关系可以根据关系的强度依次分为以下五种:


依赖关系(Dependency)---关联关系(Association)---聚合(Aggregation)---组合(Composition)---泛化(Generalization)

依赖关系

依赖关系是五种关系中耦合最小的一种关系。使用虚线加箭头表示,如下图所示:


代码:

[java]  view plain  copy
  1. public class Person {  
  2.       
  3.     public void Call(){  
  4.         Phone phone = new Phone();  
  5.     }  
  6.   
  7. }  

[java]  view plain  copy
  1. public class Phone {  
  2.   
  3. }  


解释:Person 和 Phone之间是没有关系的,但是由于偶尔的需要,Person需要使用Phone,在Person类中的具体方法中需要实例化Phone,这时Person就依赖于Phone.持有Phone类的是Person类的一个方法,而不是Person类,这点是最重要的。



关联关系

关联关系是实线加箭头表示。表示类之间的关系比依赖要强,如下图所示:


代码:
[java]  view plain  copy
  1. public class Person {  
  2.     //头部是人的一个属性  
  3.     public Head head;  
  4.       
  5.     public Person() {  
  6.         // TODO Auto-generated constructor stub  
  7.     }  
  8. }  

[java]  view plain  copy
  1. public class Head {  
  2.       
  3.     public Head() {  
  4.         // TODO Auto-generated constructor stub  
  5.     }  
  6.   
  7. }  


解释:Head是作为Person类的一个内部属性来使用,一旦实例化了Person类,同时也实例化了一个Head实例,所以他们的依赖性更强。与关联最大的区别是:依赖时是在类的内部具体方法中使用到另外一个类,而关联则是作为内部属性来用,依赖关系仅当具体方法被调用时才会实例化,比如刚才的Person只有打电话时才调用Phone实例化,而关联是在new一个Person时就同时实例化了一个Head类来作为Person的内部属性.



聚合关系

聚合关系通过一个空心的菱形加箭头表示,如下图所示:


代码:
[java]  view plain  copy
  1. public class PersonGroup {  
  2.       
  3.     public Person person;  
  4.     //将person作为构造方法的参数传进去  
  5.     public PersonGroup(Person person) {  
  6.         // TODO Auto-generated constructor stub  
  7.         this.person = person;  
  8.     }  
  9.   
  10. }  

[java]  view plain  copy
  1. public class Person {  
  2.       
  3.     public Person() {  
  4.         // TODO Auto-generated constructor stub  
  5.     }  
  6. }  


解释:Person类是PersonGroup构造方法的参数,因此可以Person类可以完全脱离PersonGroup类而存在,不会因为PersonGroup实例的消亡而消亡,就像现实生活中,人不会因为脱离人群就挂了...



组合关系

组合关系通过一个实心的菱形加箭头表示,如下图所示:


代码:
[java]  view plain  copy
  1. public class Person {  
  2.       
  3.     public Foot foot;  
  4.       
  5.     public Person() {  
  6.         // TODO Auto-generated constructor stub  
  7.         //在构造方法中实例化  
  8.         foot = new Foot();  
  9.     }  
  10. }  

[java]  view plain  copy
  1. public class Foot {  
  2.       
  3.     public Foot() {  
  4.         // TODO Auto-generated constructor stub  
  5.     }  
  6.   
  7. }  


解释:
Foot类是在Person类的构造方法中才被具体实例化,一旦Person实例生成,则Foot实例也生成,当Person实例消亡,其Foot实例也消亡,就像现实生活中,生成一个人,并定会伴随着脚的生成,但是如果那个人挂了,它的脚自然而然也就...(怎么听着怪怪-.-)



泛化关系

泛化关系通常包含类与类之间的继承关系和类与接口实现关系,如下图所示:
继承:

接口:



面向对象七大基本原则


1.单一职责原则(Single Responsibility Principle)

每一个类应该专注于做一件事情。 
即:高内聚,低耦合

2.开闭原则(Open Close Principle)

一个对象对扩展开放,对修改关闭。 
即:对类的改动是通过增加代码进行的,而不是修改现有代码

3.里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)

在任何父类出现的地方都可以用它的子类来替代。

4.依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)

要依赖于抽象,不要依赖于具体实现。

5.接口隔离原则(Interface Segregation Principle)

应当为客户端提供尽可能小的单独的接口,而不是提供大的总的接口。

6.迪米特原则(Law Of Demeter)

一个对象应当尽量少地与其他对象之间发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。

7.组合/聚合复用原则(Composite/Aggregate Reuse Principle)

尽量使用合成/聚合的方式,而不是使用继承

设计模式分为三大类:
创建型模式,共五种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
结构型模式,共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
行为型模式,共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
其实还有两类:并发型模式和线程池模式。


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