單一職責
代碼優化第一步,單一職責原則 (Single Responsibility Principle)。對於一個Java類,應該僅有一個引起它變化的原因,也就是說,一個類中,應該是一組相關性很高的函數、數據的封裝。但是這個原則的界限划分的並不是那么清晰,很大程度上要依賴於開發者的個人經驗來定。對於單一職責界限的划分最大的問題就是類的職責是什么,如何划分類的職責。 單一職責原則在我們實際工作中隨處可見,例如在我們比較關心的框架MVC,MVP中,負責頁面展示的Activity,Fragment,以及各種View,它們只負責UI的展示,具體的業務邏輯則交付給Controller或者Presenter.。再例如各種流行的圖片加載框架,在其中都可以找到專門負責圖片加載類,圖片緩存的類。所以,單一職責原則是我們代碼優化的第一步,也是最重要的一步。
開閉原則
開閉原則(Open Close Principle),是Java世界里最基礎的設計原則,它指導我們如何建立一個穩定、靈活的系統。開閉原則定義:軟件中的對象(類,模塊、函數等)應該對於擴展是開放的,對於修改的封閉的。在軟件的生命周期內,因為變化、升級、維護等原因需要對軟件原有的代碼進行修改時,可能會將錯誤引入原本已經測試過的舊代碼,破壞原有系統,因此,當軟件需要變化時,我們應該進肯能通過擴展的方式來實現變化,而不是通過修改已有的代碼來實現。但這也不是絕對的,在實際開發過程中,只通過繼承的方式來升級、維護原有系統是一個理想化的情況,因此,實際開發中,修改原有代碼、擴展代碼往往是同時存在的。而如何確保原有軟件模塊的正確性,以及盡量少地影響原有代碼模塊,答案就是盡量遵守開閉原則。
里氏替換原則
里氏替換原則(Liskov Substitution Principle),定義:如果對於每一個類型為ClassA的對象a,都有類型為ClassB的對象b,使得以ClassB定義的所有程序P在所有的對象b都替換成a時,程序P的行為沒有發生變化,那么類型ClassA是類型ClassB的子類型。然而這段敘述並無卵用,更直接的定義是:所有引用基類的地方必須能透明的使用其子類的對象。
我們知道,面向對象的三大特點是:繼承,封裝,多態,里氏替換原則就是依賴於繼承、多態這兩大特性。里氏替換原則簡單來說就是,所有引用基類的地方,必須能使用子類對象。也就是說只要父類能出現的地方,其子類就可以出現。而且替換為子類不會產生任何錯誤和差異。使用者可能根部就不需要知道是父類還是子類,但是反過來就行不了,有子類出現的地方父類未必就能適應。其實歸根結底,里氏替換原則就是基於這兩個字:抽象
例如在Android中,頁面Window的展示依賴於View,而View定義了一個視圖抽象,measure以及draw是其子類共享的方法,子類通過復寫measure以及draw方法,可實現各式各樣功能以及視圖的view,任何繼承自View的子類都可以傳遞給Window,由Window負責組織View,並將View顯示到屏幕上,這就是所說的里氏替換原則。
里氏替換原則的核心原理是抽象,抽象又依賴於繼承,在OOP當中,繼承的優缺點都相當明顯。優點是:
但事物總有兩面性,符合權衡和利用都是需要根據具體情況來做出選擇。在開發過程中運用抽象是走向代碼優化的重要一步。
依賴倒置原則
依賴倒置原則(Dependence Inversion Principle),依賴倒置原則指定了一種特定的解耦形式,使得高層次的模塊不依賴於低層次的模塊的實現細節的目的,依賴模塊被顛倒了。然而定義往往的不好理解的,依賴倒置原則有以下幾個關鍵點:
在Java 語言中,抽象就是指接口或抽象類,兩者都是不能直接被實例化的。細節就是實現類,實現接口或繼承抽象類而產生的類就是細節,其特點是,可以直接被實例化。高層模塊就是調用端,低層模塊就是具體實現類。依賴倒置原則在Java語言中的表現就是:模塊間的依賴通過抽象發生,實現類之間不發生直接的依賴關系,其依賴關系是通過接口或實現類產生的。其實一句話就是:面向接口,或者面向抽象編程。 如果類於類直接依賴於細節,那么它們之間就有直接耦合,當具體實現需要變化時,意味着要同時修改依賴者的代碼,這限制了系統的可擴展性。
接口隔離原則
接口隔離原則(Interface Segregation Principle),它的定義是:客戶端不應該依賴它不需要的接口。另一種定義是:類間的依賴關系應該建立在最小的接口上。接口隔離原則將非常龐大,臃腫的接口拆分成更小的接口和更具體的接口,這樣客戶只需要知道他們感興趣的方法。接口隔離原則的目的是系統解開耦合,從而容易重構、更改和重新部署。
定義總是不好理解的,我們通過一段代碼來理解一下接口隔離原則的具體使用。比如我們常見的輸出流OutputStream,使用之后需要將其關閉:
FileOutputStream fos = null;
try{
fos = new FileOutputStream(URI);
...
}catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
}finally{
if(fos!=null) {
try{
fos.close();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
我們看到,這段代碼的可讀性非常差,各種try catch嵌套的都是極其簡單的代碼,那么我們如何解決這個問題呢?在Java中有一個Closeable接口:
public interface Closeable extends AutoCloseable {
/**
* Closes this stream and releases any system resources associated
* with it. If the stream is already closed then invoking this
* method has no effect.
*
* @throws IOException if an I/O error occurs
*/
public void close() throws IOException;
}
該接口標識了一個可關閉的對象,它只有一個close方法,而我們的FileOutputStream也實現了這個接口。這樣我們就好辦了,我們可以依賴Closeable 接口實現一個工具類:
public final class CloseUtils{
private CloseUtils(){}
public static void closeQuietly(Closeable closeable){
if(null!=closeable){
try{
closeable.close();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
...
finally{
CloseUtils.closeQuietly(fos);
}
代碼簡潔了很多,而且這個工具類可以運用到各類可關閉的對象中,保證了代碼的重用性。CloseUtils的closeQuietly方法的基本原理就是依賴於CLoseable抽象而不是具體實現,並且建立在最小化依賴原則的基礎上,它只需要知道這個對象是可關閉的,其他的一概不關心,也就是我們所提出的接口隔離原則。
迪米特原則
迪米特原則(Law of Demeter),也成為最少知識原則:一個對象應該對其他對象有最少的了解。也就是說,一個類應該對自己需要耦合或者調用的類知道的最少,類的內部如何實現與調用者或者依賴者沒關系,調用者和依賴者只需要知道它需要的方法即可,其他的一概不管。類與類的關系越密切,耦合度越大,當一個類發生改變時,對另一個類的影響也越大。
就比如說MVP框架中的Model層的實現,我們都知道Model抽象是給View提供具體的數據,而我們的View層並不需要知道數據是怎么得來的,就算我們后台接口如何改變,只要數據結構不變,那我們就不需要通知View層進行改變。