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设计模式七大原则详解

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设计模式七大原则详解

设计模式中的“七大原则”是面向对象编程（OOP）中的一组指导原则，这些原则帮助开发者编写灵活、可维护、可扩展的代码。这些原则并不直接等同于设计模式，但它们是设计模式的基础。下面是这七大原则：

一、单一职责原则

单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）是面向对象设计中的一个基本原则，旨在指导我们如何设计清晰、职责明确的类。这一原则的核心思想是：一个类应该仅有一个引起它变化的原因。换句话说，一个类应该负责一项单一的职责，当这个类需要承担更多职责时，就应该将不同的职责分离到不同的类中。

定义

单一职责原则的核心是：一个类（或模块）应该只负责一项职责。这里的“职责”可以理解为“变化的原因”。如果一个类承担的职责过多，这些职责就被耦合在一起，一个职责的变化可能会削弱或抑制这个类完成其他职责的能力，从而导致设计变得脆弱。

代码示例

错误示例

public class SingleResponsibility1 {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubVehicle 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....");}
}

改进方案

方案2的分析

遵守单一职责原则
但是这样做的改动很大，即将类分解，同时修改客户端
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");}
}

方案3

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 + " 在水中行....");}
}

优点

提高可维护性：当类只负责一项职责时，其内部逻辑会更加清晰，修改和维护也会变得更加容易。
降低耦合度：遵循单一职责原则的类之间耦合度更低，因为它们之间的依赖关系更加简单明了。
提高灵活性：由于类与类之间的耦合度降低，系统在面对变化时能够更加灵活地应对。

二、开闭原则

开闭原则（Open-Closed Principle, OCP）是面向对象设计中的一个核心原则，它指导我们如何构建稳定且灵活的软件系统。以下是对开闭原则的详细解释：

定义

开闭原则的定义是：一个软件实体（如类、模块和函数）应该对扩展开放，对修改关闭。这意味着在软件设计过程中，我们应该尽量通过扩展已有的软件实体来实现新的功能或需求，而不是通过修改其源代码来完成。

核心思想

开放-扩展：软件实体应该能够轻松地接受新的扩展和增加新的功能，而不需要对现有代码进行大规模的修改。
关闭-修改：对于软件实体的修改应该被最小化，以保持系统的稳定性和可维护性。

应用场景

开闭原则在软件开发中有着广泛的应用场景，包括但不限于：

版本更新：在版本更新时，尽量不修改源代码，而是通过添加新的类或方法来增加新功能。
框架或库设计：在设计框架或库时，遵循开闭原则可以确保框架或库的稳定性和可扩展性。
系统扩展：在系统需要增加新功能时，通过扩展现有实体来实现，而不是修改现有代码

代码示例

错误示例

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;}
}

改进方案：

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

//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;}@Overridepublic void draw() {System.out.println(" 绘制矩形 ");}
}class Circle extends Shape {Circle() {super.m_type = 2;}@Overridepublic void draw() {System.out.println(" 绘制圆形 ");}
}//新增画三角形
class Triangle extends Shape {Triangle() {super.m_type = 3;}@Overridepublic 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;}@Overridepublic void draw() {System.out.println(" 绘制其它图形 ");}
}

优点

可复用性高：通过扩展现有实体来增加新功能，可以提高代码的复用性。
可维护性高：减少了对现有代码的修改，降低了因修改代码而引入错误的风险，提高了系统的可维护性。
灵活性：系统能够更灵活地适应变化，当需要添加新功能时，不需要对现有代码进行大量修改

三、里氏替换原则

里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）是面向对象设计的基本原则之一，由芭芭拉·利斯科夫（Barbara Liskov）在1987年提出。该原则强调在软件设计中，基类（父类）对象应该能够被其子类对象所替换，而不会影响程序的正确性。以下是里氏替换原则的详细解释：

定义

里氏替换原则的内容可以描述为：“派生类（子类）对象可以在程式中代替其基类（超类）对象。”这意味着，如果我们在程序中使用的是一个基类对象，那么在不修改程序的前提下，用它的子类对象替换这个基类对象，程序应该仍然可以正常运行。

基本原则

子类必须能够替换父类：子类对象可以替换父类对象，且程序的行为不会发生变化。这是里氏替换原则的核心要求。
保证行为一致性：子类在扩展父类功能的同时，不能改变父类原有的行为。子类可以添加新的行为，但不能覆盖或修改父类的行为，除非这种修改是安全的且不会破坏程序的正确性。

代码示例

错误示范：

public class Liskov {/*** 一个程序引出的问题和思考** 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* @param args*/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();System.out.println("11-3=" + b.func1(11, 3));//这里本意是求出11-3System.out.println("1-8=" + b.func1(1, 8));// 1-8System.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;}
}

改进方案

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
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

//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);}
}

四、依赖倒转原则

依赖倒转原则（Dependency Inversion Principle, 简称DIP）是面向对象设计中的一个重要原则，它指导我们如何正确地消除模块间的依赖关系，提高系统的可扩展性和可维护性。以下是对依赖倒转原则的详细解析：

定义

依赖倒转原则的核心思想是：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象；抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。这里的“抽象”通常指的是接口或抽象类，而“细节”则指的是具体的实现类。

依赖倒转原则的主要目的是降低类之间的耦合度，提高系统的可扩展性和可维护性。通过依赖于抽象而不是具体实现，我们可以更容易地替换和扩展系统中的组件，而不需要修改与其交互的其他组件的代码。

实现方式

依赖倒转原则的实现方式主要包括以下几点：

使用接口或抽象类定义依赖关系：在高层模块和低层模块之间定义一个或多个接口或抽象类，高层模块通过接口或抽象类与低层模块进行交互，而不是直接依赖于具体的实现类。
遵循里氏替换原则：确保子类可以无缝替换基类，并且不会出现错误或异常。这样，当低层模块的具体实现发生变化时，高层模块的代码可以保持不变。
针对接口编程：在编写代码时，应该尽量针对接口或抽象类编程，而不是针对具体的实现类编程。这样可以使代码更加灵活和可扩展。

代码示例

错误示例

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";}
}class Person {public void receive(Email email ) {System.out.println(email.getInfo());}
}

改进方案

public class DependecyInversion {public static void main(String[] args) {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());}
}

接口传递

public class DependencyIntface {public static void main(String[] args) {ChangHong changHong = new ChangHong();OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();openAndClose.open(changHong);}
}// 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 {@Overridepublic void play() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("电视机，打开，接口注入");}}
// 实现接口
class OpenAndClose implements IOpenAndClose{public void open(ITV tv){tv.play();}
}

构造方法依赖传递

public class DependencyConstruction {// 调用public static void main(String[] args) {//通过构造器进行依赖传递ChangHong2 changHong2 = new ChangHong2();OpenAndClose2 openAndClose = new OpenAndClose2(changHong2);openAndClose.open();}
}// 方式2: 通过构造方法依赖传递
interface IOpenAndClose2 {public void open(); //抽象方法
}
interface ITV2 { //ITV接口public void play();
}
class OpenAndClose2 implements IOpenAndClose2{public ITV2 tv; //成员public OpenAndClose2(ITV2 tv){ //构造器this.tv = tv;}public void open(){this.tv.play();}
}class ChangHong2 implements ITV2 {@Overridepublic void play() {System.out.println("电视机，打开,构造注入");}}

setter方法传递

public class DependencySet {// 调用public static void main(String[] args) {//通过setter方法进行依赖传递ChangHong3 changHong = new ChangHong3();OpenAndClose3 openAndClose = new OpenAndClose3();openAndClose.setTv(changHong);openAndClose.open();}}interface IOpenAndClose3 {public void open(); // 抽象方法public void setTv(ITV3 tv);
}interface ITV3 { // ITV接口public void play();
}class OpenAndClose3 implements IOpenAndClose3 {private ITV3 tv;public void setTv(ITV3 tv) {this.tv = tv;}public void open() {this.tv.play();}
}class ChangHong3 implements ITV3 {@Overridepublic void play() {System.out.println("电视机，打开，构造注入");}}

注意事项

在应用依赖倒转原则时，需要注意以下几点：

不要过度设计：虽然依赖倒转原则可以提高系统的可扩展性和可维护性，但也需要避免过度设计。过度设计会增加系统的复杂性，降低开发效率。
合理定义接口：在定义接口时，应该根据实际需求来定义接口的方法和属性。接口的定义应该尽量简洁明了，避免包含过多的方法和属性。
注意接口的实现：在实现接口时，需要确保子类能够正确地实现接口中的所有方法，并且遵循里氏替换原则。

五、接口隔离原则

接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）是面向对象设计中的一个重要原则，由罗伯特·C.马丁（Robert C. Martin）在2002年提出。该原则强调客户端（即接口的调用者）不应该被迫依赖于它们不使用的方法，换句话说，一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。以下是接口隔离原则的详细解析：

定义

接口隔离原则要求将大的接口拆分成更小的、更具体的接口，使得客户端只需要知道它们实际使用的接口部分。这样做的目的是减少客户端与接口之间的耦合度，提高系统的灵活性、可维护性和可扩展性。

主要目的

接口隔离原则的主要目的是：

降低耦合度：通过细化接口，减少客户端与接口之间的依赖关系，从而降低耦合度。
提高系统的灵活性：当系统需要扩展新功能时，可以通过添加新的接口来实现，而不需要修改现有的接口和实现类。
提高可维护性：每个接口都相对独立，易于理解和维护。当某个接口需要修改时，影响的范围也较小。

应用场景

接口隔离原则的应用场景主要包括：

大型接口拆分：当一个接口过于庞大，包含了许多不相关的方法时，应当考虑将其拆分成更小的、更具体的接口。这样做可以提高接口的可维护性和可扩展性，使得每个接口只负责一部分功能，降低了代码的耦合度。
客户端定制化：当不同的客户端需要同一个接口的不同部分功能时，通过拆分接口，可以让每个客户端只依赖于它实际需要的那部分接口。这种方式提高了系统的灵活性和适应性，能够更好地满足不同客户端的需求。
预防胖接口：在设计初期，就应当考虑接口的粒度和专一性，避免设计出过于庞大的接口。通过遵循接口隔离原则，可以在设计阶段就控制接口的大小和复杂性，从而减少后期维护和扩展的难度。

代码示例

错误示例

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();}
}

改进方案

// 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();}
}public class Segregation1 {public static void main(String[] args) {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());}}

优点

接口隔离原则的优点包括：

提高系统的可维护性：由于每个接口都相对较小，易于理解和维护，同时当接口需要修改时，影响的范围也较小。
提高系统的可扩展性：通过细化接口，可以更容易地添加新的接口和实现类，而不需要修改现有的接口和实现类。
降低系统的复杂性：通过将大型复杂的接口分解为更小、更具体的接口，每个接口只包含与特定功能或角色相关的操作，降低了系统的复杂性。

注意事项

在遵循接口隔离原则时，也需要注意以下几点：

避免过度拆分：虽然接口隔离原则鼓励将接口拆分成更小的接口，但也需要避免过度拆分。过度拆分可能会导致接口数量过多，增加系统的复杂性和管理难度。
保持接口的稳定性：一旦接口被定义并广泛使用，就应该尽量保持其稳定性，避免频繁修改接口定义。这有助于减少对其他模块的影响，提高系统的可靠性。
考虑具体业务需求：在设计接口时，应该根据具体业务需求来决定接口的粒度和专一性。不同的系统和场景可能需要不同的接口设计策略。

六、迪米特原则

迪米特原则（Law of Demeter，LoD），又称为最少知识原则（Least Knowledge Principle，LKP），是面向对象设计和编程中的一项重要原则。其核心思想是降低类之间的耦合度，提高代码的可读性和可维护性。以下是对迪米特原则的详细解析：

定义

迪米特原则强调一个对象应当对其他对象保持最少的了解。即一个对象不应该直接访问非直接相关对象的方法或属性，而应通过其“朋友”或者代理进行间接交互。这里的“朋友”通常指的是当前对象本身、当前对象的成员对象、当前对象所创建的对象、当前对象的方法参数等，这些对象同当前对象存在关联、聚合或组合关系，可以直接访问这些对象的方法。

实现方式

引入中介类：当一个类需要与多个类进行交互时，可以引入中介类来降低类之间的直接依赖。中介类负责协调各个类之间的交互，从而减少类之间的直接通信。
使用接口和抽象类：通过定义接口和抽象类来规范对象之间的交互行为，可以减少对象之间的直接依赖。接口和抽象类提供了一种契约式的设计方式，使得对象之间的交互更加清晰和明确。
控制访问权限：通过合理设置类的访问权限（如public、protected、private等），可以控制对象之间的访问关系，从而降低类之间的耦合度。

代码示例

错误代码示例

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 listCollegeEmployee 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 listEmployee 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());}}
}

改进方案

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)
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

//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 listCollegeEmployee 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 listEmployee 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CollegeManagersub.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());}}
}

优点

降低耦合度：迪米特原则通过限制对象之间的直接交互，降低了类之间的耦合度，使得系统更加灵活和易于维护。
提高可维护性：由于类之间的依赖关系减少，系统的可维护性得到提高。当某个类发生变化时，其影响范围被限制在较小的范围内，降低了系统维护的难度和成本。
提高可扩展性：遵循迪米特原则设计的系统具有更好的可扩展性。当需要添加新功能或修改现有功能时，可以通过扩展或修改少量的类来实现，而不需要对整个系统进行大规模的修改。

注意事项

避免过度中介化：虽然引入中介类可以降低类之间的耦合度，但过度中介化可能会导致系统中出现大量中介类，这些类仅仅为了传递调用关系而存在，增加了系统的复杂度和理解难度。因此，在实际应用中需要适度平衡迪米特原则和其他设计原则的关系。
结合其他设计原则：迪米特原则并不是孤立的设计原则，它需要与其他设计原则（如单一职责原则、接口隔离原则等）相结合使用，才能发挥出最大的效果。

七、合成/聚合复用原则

合成/聚合复用原则（Composition/Aggregation Reuse Principle，CARP）是面向对象设计中的一个重要原则，它强调在软件设计中应尽量使用合成（Composition）或聚合（Aggregation）的方式来实现代码的复用，而不是过度依赖继承（Inheritance）。下面将详细解释这一原则。

定义

合成/聚合复用原则指的是在一个新的对象里面使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分，新的对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。简单来说，就是尽量使用合成或聚合，尽量不要使用继承。

合成与聚合的区别

合成（Composition）：
- 表示一种强的拥有关系，体现了严格的部分和整体的关系。
- 部分和整体的生命周期一样，即如果整体对象被销毁，那么其包含的部分对象也会被销毁。
- 合成关系通常用实心的菱形+实线来表示。
- 举例：人和胳膊的关系，胳膊是人的一部分，人去世了，胳膊也就失去了存在的意义。
聚合（Aggregation）：
- 表示一种弱的拥有关系，体现的是A对象可以包含B对象，但B对象并不是A对象的一部分。
- A对象可以包含多个B对象，但B对象可以独立于A对象存在。
- 聚合关系通常用空心的菱形+实线来表示。
- 举例：人群和人的关系，人群包含多个人，但人并不属于人群的一部分，人可以离开人群而独立存在。

优点

支持封装：新的对象通过接口与成分对象交互，成分对象的内部细节对新对象不可见，实现了黑箱复用。
减少依赖：新的对象只依赖于成分对象的接口，而不是具体的实现，降低了类之间的耦合度。
提高灵活性：新的对象可以在运行时动态地引用与成分对象类型相同的对象，增加了系统的灵活性。
支持包装：通过合成/聚合，可以将多个对象组合成一个复杂的对象，便于管理和使用。

缺点

管理复杂性：由于系统中存在更多的对象，可能会增加对象管理的复杂性。

应用场景

当两个类之间存在“Has-A”（有）关系时，应优先考虑使用合成或聚合关系。
当需要复用已有对象的功能，并且不想破坏原有对象的封装性时，可以使用合成/聚合复用原则。
在设计类层次结构时，如果发现继承关系导致系统变得复杂且难以维护，可以考虑将继承关系改写为合成/聚合关系。

合成/聚合复用原则是一种重要的面向对象设计原则，它通过合成和聚合的方式来实现代码的复用，减少了类之间的耦合度，提高了系统的灵活性和可维护性。在软件设计中，应优先考虑使用合成/聚合复用原则，而不是过度依赖继承。同时，也需要注意管理由此产生的更多对象，以避免增加系统的复杂性。

代码示例

public class Composite {public static void main(String[] args) {// 创建交通工具对象Vehicle car = new Car();Vehicle bike = new Bike();// 创建Person对象，并分别注入不同的交通工具Person personWithCar = new Person(car);Person personWithBike = new Person(bike);// 演示移动personWithCar.travel(); // 输出: Car is moving.personWithBike.travel(); // 输出: Bike is moving.}}
// 交通工具接口
interface Vehicle {void move();
}// 汽车类，实现Vehicle接口
class Car implements Vehicle {@Overridepublic void move() {System.out.println("Car is moving.");}
}// 自行车类，实现Vehicle接口
class Bike implements Vehicle {@Overridepublic void move() {System.out.println("Bike is moving.");}
}// 人类，使用合成关系拥有一个交通工具
class Person {private Vehicle vehicle; // 使用Vehicle接口作为类型，支持多态// 构造函数，用于注入交通工具public Person(Vehicle vehicle) {this.vehicle = vehicle;}// 方法来移动交通工具public void travel() {vehicle.move(); // 调用交通工具的move方法}// Getter和Setter（可选）public Vehicle getVehicle() {return vehicle;}public void setVehicle(Vehicle vehicle) {this.vehicle = vehicle;}
}

在这个例子中，Person类通过合成关系持有一个Vehicle类型的对象，这个对象可以是任何实现了Vehicle接口的类（在这个例子中是Car或Bike）。Person类中的travel方法通过调用Vehicle对象的move方法来移动交通工具，从而实现了代码的复用。这种方式比继承更加灵活，因为Person类不需要知道它具体拥有的是哪种交通工具，只需要知道它拥有的是一个交通工具即可。这符合开闭原则（对扩展开放，对修改关闭），因为如果我们想要添加新的交通工具类型（如Motorcycle），我们只需要实现Vehicle接口并创建一个新的类，而不需要修改Person类或其他现有的类。

总结

这七大原则为设计高质量的Java软件提供了重要的指导方针，它们在设计模式中得到广泛应用，并促进了软件设计的最佳实践。下面的文章介绍每个设计模式的原理和一些应用场景