Java面向对象六大设计原则总结1
简介
在Java面向对象设计中，遵循六大原则是确保代码质量、可维护性和可扩展性的关键。这六大原则分别是：单一职责原则（SRP）、开闭原则（OCP）、里氏替换原则（LSP）、接口隔离原则（ISP）、依赖倒置原则（DIP）和迪米特法则（LOD）。以下是对这六大原则的详细解释，并结合实例进行说明。
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单一职责原则。对类来说，即一个类应该只负责一项职责。
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开闭原则。对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行扩展的时候，不能去修改原有代码，使用接口和抽象类实现一个热插拔的效果。
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里氏替换原则。任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。实现抽象的规范，实现子父类相互替换。
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依赖倒置原则。针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。
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接口隔离原则。降低耦合度，接口单独设计，相互隔离。
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最少知道原则（迪米特法则）。一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。
1. 单一职责原则（SRP）
单一职责原则要求一个类只负责一个功能或者职责。这意味着一个类应该只有一个引起它变化的原因。
例子： 假设我们有一个User类，它负责用户的所有操作，包括用户信息的获取、更新和删除。如果我们将这些操作分散到不同的类中，每个类只负责一个职责，那么代码将更加清晰和易于维护。
// 原始设计
class User {
void getUserInfo() {}
void updateUser() {}
void deleteUser() {}
}
// 遵循单一职责原则
class UserInfoService {
void getUserInfo() {}
}
class UserService {
void updateUser() {}
void deleteUser() {}
}2. 开闭原则（OCP）
开闭原则要求软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。这意味着当需要增加新功能时，应该通过扩展现有代码来实现，而不是修改现有代码。
例子： 假设我们有一个Shape接口和一个Circle类实现该接口。如果需要添加新的形状（如Square），我们可以通过扩展Shape接口和添加新的实现类来实现，而不需要修改现有的代码。
interface Shape {
double calculateArea();
}
class Circle implements Shape {
private double radius;
public Circle(double radius) { this.radius = radius; }
@Override
public double calculateArea() { return Math.PI * radius * radius; }
}
// 添加新的形状
class Square implements Shape {
private double side;
public Square(double side) { this.side = side; }
@Override
public double calculateArea() { return side * side; }
}3. 里氏替换原则（LSP）
里氏替换原则要求所有引用基类的地方，必须能透明地使用其子类。这意味着子类应该能够替换其基类而不影响程序的正确性。
例子： 假设我们有一个Bird类和一个Ostrich类继承自Bird。Ostrich是Bird的一种特殊类型，但它不能飞行。如果我们在代码中使用了Bird类型的变量，那么它可以指向Ostrich对象，而不会影响程序的正确性。
class Bird {
void fly() { System.out.println("Flying"); }
}
class Ostrich extends Bird {
@Override
void fly() { throw new UnsupportedOperationException("Ostrich cannot fly"); }
}
// 使用里氏替换原则
Bird bird = new Ostrich();
bird.fly(); // 这里会抛出异常4. 接口隔离原则（ISP）
接口隔离原则要求客户端不应该依赖它不需要的接口。也就是说，接口应该尽可能小，只包含客户端需要的方法。
例子： 假设我们有一个Animal接口，包含eat()和fly()方法。如果某些动物（如Dog）不需要飞行能力，那么它们不应该实现fly()方法。
interface Animal {
void eat();
void fly(); // 这个方法对某些动物来说是多余的
}
// 遵循接口隔离原则
interface Eater {
void eat();
}
interface Flyer {
void fly();
}
class Dog implements Eater {
@Override
public void eat() {}
}
class Bird implements Eater, Flyer {
@Override
public void eat() {}
@Override
public void fly() {}
}5. 依赖倒置原则（DIP）
依赖倒置原则要求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。
例子： 假设我们有一个OrderService类依赖于PaymentProcessor类。我们可以将PaymentProcessor抽象为一个接口，并让具体的支付处理器实现该接口，从而降低耦合度。
interface PaymentProcessor {
void processPayment(double amount);
}
class CreditCardPayment implements PaymentProcessor {
@Override
public void processPayment(double amount) {}
}
class OrderService {
private PaymentProcessor paymentProcessor;
public OrderService(PaymentProcessor paymentProcessor) {
this.paymentProcessor = paymentProcessor;
}
public void processOrder(double amount) {
paymentProcessor.processPayment(amount);
}
}6. 迪米特法则（LOD）
迪米特法则要求一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解。也就是说，一个类应该只与它的直接朋友通信，而不应该知道它的朋友的朋友。
例子： 假设我们有一个Department类和一个Employee类。Department类不应该直接访问Employee类的内部细节，而是应该通过公共接口进行交互。
class Employee {
private String name;
public String getName() { return name; }
}
class Department {
private List<Employee> employees = new ArrayList<>();
public void addEmployee(Employee employee) { employees.add(employee); }
public void printEmployeeNames() {
for (Employee employee : employees) {
System.out.println(employee.getName());
}
}
}