?设计模式-Study(尚硅谷)-CFANZ编程社区

一、设计模式七大原则

　　编写软件过程中，程序员面临着来自耦合性，内聚性以及可维护性，可扩展性，重用性，灵活性等多方面的挑战，设计模式就是对软件设计中普遍存在(反复出现)的问题提出的解决方案。

设计模式是为了让程序具有更好：

代码重用性(即：相同功能的代码，不用多次编写)
可读性(即：编程规范性，便于其他程序员的阅读和理解)
可扩展性(即：当需要增加新的功能时，非常的方便，称为可维护)
可靠性 (即:当我们增加新的功能后，对原来的功能没有影响)
使程序呈现高内聚，低耦合的特性

设计模式七大原则：

1）单一职责原则
2）接口隔离原则
3）依赖倒转原则
4）里氏替换原则
5）开闭原则
6）迪米特法则
7）合成复用原则

二十三种设计模式

1）创建型模式：单例模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式、工厂模式。
2）结构型模式：适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
3）行为型模式：模版方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式（Interpreter 模式）、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)。

1.1、单一职责原则

对类来说，即一个类只能负责一项职责；

如类 A 负责两个不同职责：职责 1，职责 2；

当职责 1 需求变更而改变 A 时，可能造成职责 2 执行错误，所以需要将类 A 的粒度分解为 A1，A2。

方式一

public class SingleResponsibility1 {
    public static void main(String[] args) {
        Vehicle vehicle = new Vehicle();
        vehicle.run("摩托车");
        vehicle.run("汽车");
        vehicle.run("飞机");
    }
}
 
class Vehicle{
    public void run(String vehicle){
        System.out.println(vehicle+"在公路上跑");
    }
}

问题分析

1）运行结果中不管是摩托车，飞机还是汽车，都是在公路上运行，违反了单一职责原则

2）解决办法，我们应该将Vehicle 分解成不同的类

方式二

public class SingleResponsibility2 {
    public static void main(String[] args) {
        RoadVehicle roadVehicle = new RoadVehicle();
        roadVehicle.run("汽车");
        AirVehicle airVehicle = new AirVehicle();
        airVehicle.run("飞机");
        WaterVehicle waterVehicle = new WaterVehicle();
        waterVehicle.run("轮船");
    }
}
 
class RoadVehicle {
    public void run(String verhicle) {
        System.out.println(verhicle + "公路上");
    }
 
}
 
class AirVehicle{
    public void run(String verhicle) {
        System.out.println(verhicle + "在天空");
    }
}
 
class WaterVehicle{
    public void run(String verhicle){
        System.out.println(verhicle + "在水里");
    }
}

问题分析

1）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

2）改进：直接修改 Vehicle 类，改动的代码会比较少=>方案 3

方式三　

public class SingleResponsibility3 {
    public static void main(String[] args) {
        Vehicle2 vehicle2 = new Vehicle2();
        vehicle2.run("摩托");
        vehicle2.runAir("船");
        vehicle2.runWater("飞机");
    }
}
 
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 + "在天空运行");
    }
    public void runWater(String verhicle){
        System.out.println(verhicle + "在水里");
    }
}

分析

1）这种修改方法没有对原来的类做大的修改，只是增加方法

2）这里虽然没有在类这个级别上遵守单一职责原则，但是在方法级别上，仍然是遵守单一职责

注意事项和细节

1）降低类的复杂度，一个类只负责一个职责
2）提高类的可读性，可维护性
3）降低变更引起的风险
4）通常情况下，我们应当遵守单一职责原则，只有逻辑足够简单，才可以在代码级违反单一职责原则；只有类中方法数量足够少，可以在方法级别保持单一职责原则

1.2、接口隔离原则

　　客户端不应该依赖它不需要的接口，即一个类对另一个的依赖应该建立在最小接口上。

?设计模式-Study(尚硅谷)_里氏替换原则

类 A 通过接口 Interface1 依赖类 B，类 C 通过接口 Interface1 依赖类 D；

如果接口 Interface1 对于类 A 和类 C来说不是最小接口，那么类 B 和类 D 必须去实现他们不需要的方法。

按隔离原则应当这样处理：

　　将接口 Interface1 拆分为独立的几个接口（这里我们拆分成 3 个接口），类 A 和类 C 分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则

方式一

/**
 * 接口隔离原则
 */
public class Segreation1 {

}

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");
    }
}

lass 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类通过依赖接口Interface1依赖使用B类，但只会使用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类通过依赖接口Interface1依赖使用B类，但只会使用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

?设计模式-Study(尚硅谷)_System_02

public class Segreation2 {
 
}
 
interface Interface2{
    void operation1();
}
 
interface Interface3{
    void operation2();
    void operation3();
}
 
interface Interface4{
    void operation4();
    void operation5();
}
 
class E implements Interface2, Interface3 {
 
    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 F implements Interface2, Interface4 {
 
    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 G{
    //A类通过依赖接口Interface1依赖使用B类，但只会使用1,2,3方法
    public void depend1(Interface2 i){
        i.operation1();
    }
    public void depend2(Interface3 i){
        i.operation2();
    }
    public void depend3(Interface3 i){
        i.operation3();
    }
}
 
class H {
    //C类通过依赖接口Interface1依赖使用B类，但只会使用1,4,5方法
    public void depend1(Interface2 i){
        i.operation1();
    }
    public void depend4(Interface4 i){
        i.operation4();
    }
    public void depend5(Interface4 i){
        i.operation5();
    }
}

1.3、依赖倒转（倒置）原则

依赖倒转原则是指：

1）高层模块不应依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象（比如抽象类，接口）
2）抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象
3）依赖倒转（倒置）中心思想就是面向接口编程
4）依赖倒转原则是基于这样的设计理念：相对于细节的多变性，抽象的东西要稳定的多。以抽象为基础搭建的架构比以细节为基础的架构要稳定的多。在 java 中，抽象指的是接口或抽象类，细节就是具体的实现类
5）使用接口或抽象类的目的是制定好规范，而不涉及任何具体的操作，把展现细节的任务交给他们的实现类去完成。

应用实例

编程完成 Person 接收消息的功能

public class DependecyInversion {
    public static void main(String[] args) {
        person person = new person();
        person.receive(new Email());
    }
}
 
class Email{
    public String getInfo(){
        return "邮箱：hello,world";
    }
}
 
class person{
    public void receive(Email email){
        System.out.println("收到："+email.getInfo());
    }
}

问题分析

1）如果我们获取的对象是微信，短信等等，则新增类，同时Perons也要增加相应的接收方法
2）解决思路：引入一个抽象的接口IReceiver，表示接收者，这样Person类与IReceiver发生依赖，因为Email, WeiXin等等属于接收的范围，他们各自实现IReceiver接口就ok，这样我们就符号依赖倒转原则

改进

public class DependecyInversion {
    public static void main(String[] args) {
        person person = new person();
        person.receive(new Email());
        person.receive(new weixin());
    }
}

interface IReceive {
    String getInfo();
}

class Email implements IReceive {
    public String getInfo() {
        return "邮箱：hello,world";
    }
}

class weixin implements IReceive {

    public String getInfo() {
        return "微信：hello，world";
    }
}

class person {
    //对接口的依赖
    public void receive(IReceive iReceive) {
        System.out.println("收到：" + iReceive.getInfo());
    }
}

依赖传递的三种方式

接口传递

public class DependecyPass {
    public static void main(String[] args) {
        OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
        openAndClose.open(new changhong());
        openAndClose.open(new xiaomi());
    }
}
 
interface Itv{
    public void play();
}
class changhong implements Itv{
    public void play() {
        System.out.println("长虹电视机打开");
    }
}
class xiaomi implements Itv{
    public void play() {
        System.out.println("小米电视机打开");
    }
}
class OpenAndClose{
    public void open(Itv itv) {
        itv.play();
    }
}

构造方法传递　　

public class DependecyPass {
    public static void main(String[] args) {
        OpenAndClose openAndClose1 = new OpenAndClose(new changhong());
        openAndClose1.open();
        OpenAndClose openAndClose2 = new OpenAndClose(new xiaomi());
        openAndClose2.open();
    }
}
interface Itv{
    public void play();
}
class changhong implements Itv{
    public void play() {
        System.out.println("长虹电视机打开");
    }
}
class xiaomi implements Itv{
    public void play() {
        System.out.println("小米电视机打开");
    }
}
class OpenAndClose{
    private Itv itv;
    public OpenAndClose(Itv itv){
        this.itv=itv;
    }
    public void open() {
        this.itv.play();
    }
}

setter方法传递

public class DependecyPass {
    public static void main(String[] args) {
        OpenAndClose openAndClose = new OpenAndClose();
        openAndClose.settle(new changhong());
        openAndClose.open();
        openAndClose.settle(new xiaomi());
        openAndClose.open();
    }
}
interface Itv{
    public void play();
}
class changhong implements Itv{
    public void play() {
        System.out.println("长虹电视机打开");
    }
}
class xiaomi implements Itv{
    public void play() {
        System.out.println("小米电视机打开");
    }
}
class OpenAndClose{
    private Itv itv;
    public void settle(Itv itv){
        this.itv=itv;
    }
    public void open() {
        this.itv.play();
    }
}

依赖倒转原则的注意事项和细节

1）低层模块尽量都要有抽象类或接口，或者两者都有，程序稳定性更好.
2）变量的声明类型尽量是抽象类或接口，这样我们的变量引用和实际对象间，就存在一个缓冲层，利于程序扩展和优化
3）继承时遵循里氏替换原则

1.4、里氏替换原则

OO(面向对象)中的继承性的思考和说明：

1）继承包含这样一层含义：父类中凡是已经实现好的方法，实际上是在设定规范和契约，虽然它不强制要求所有的子类必须遵循这些契约，但是如果子类对这些已经实现的方法任意修改，就会对整个继承体系造成破坏。
2）继承在给程序设计带来便利的同时，也带来了弊端。比如使用继承会给程序带来侵入性，程序的可移植性降低，增加对象间的耦合性，如果一个类被其他的类所继承，则当这个类需要修改时，必须考虑到所有的子类，并且父类修改后，所有涉及到子类的功能都有可能产生故障
3）问题提出：在编程中，如何正确的使用继承? => 里氏替换原则

基本介绍

1）里氏替换原则(Liskov Substitution Principle)在 1988 年，由麻省理工学院的以为姓里的女士提出的。
2）如果对每个类型为 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 都代换成 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。换句话说，所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。
3）在使用继承时，遵循里氏替换原则，在子类中尽量不要重写父类的方法
4）里氏替换原则告诉我们，继承实际上让两个类耦合性增强了，在适当的情况下，可以通过聚合，组合，依赖来解决问题。

应用实例

public class Liskov {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println("1 - 2 = " + a.func1(1, 2));
 
        System.out.println("---------------------");
 
        B b = new B();
        System.out.println("1 - 2 = " + b.func1(1,2));//这里本意是求出 1-2
        System.out.println("1 - 2 + 9 = " + b.func2(1,2));
    }
}
 
class A{
    //返回两个数的差
    public int func1(int a, int b){
        return a - b;
    }
}
 
class B extends A {
    @Override
    //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;
    }
    //增加了一个新功能，完成两个数相加，然后和9求和
    public int func2(int a, int b){
        return func1(a,b) + 9;
    }
}

问题分析

1）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，但整个继承体系的尚硅谷 Java 设计模式复用性会比较差。特别是运行多态比较频繁的时候
2）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。
3）改进方案

?设计模式-Study(尚硅谷)_设计模式_03

改进

public class Liskov {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println("1 - 2 = " + a.func1(1, 2));

        System.out.println("---------------------");

        B b = new B();
        System.out.println("1 + 2 = " + b.func1(1, 2));
        System.out.println("1 + 2 + 9 = " + b.func2(1, 2));

        System.out.println("1 - 2 = " + b.func3(1, 2));
    }
}

//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
}

class A extends Base {
    //返回两个数的差
    public int func1(int a, int b) {
        return a - b;
    }
}

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);
    }
}

1.5、开闭原则

1）开闭原则是编程中最基础、最重要的设计原则
2）一个软件实体如类，模块和函数应该对扩展开放(对提供方)，对修改关闭(对使用方)。用抽象构建框架，用实现扩展细节。
3）当软件需要变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化。
4）编程中遵循其它原则，以及使用设计模式的目的就是遵循开闭原则。

应用实例
看一个画图形的功能

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());
    }
}
//这是一个用于绘图的类 【使用方】
class GraphicEditor{
    public void drawShape(Shape shape){
        if(shape.my_tape == 1){
            drawRectangle(shape);
        }else if(shape.my_tape == 2){
            drawCircle(shape);
        }else if(shape.my_tape == 3){
            drawTriangle(shape);
        }
    }
    //绘制矩形
    public void drawRectangle(Shape r){
        System.out.println("矩形");
    }
    //绘制圆
    public void drawCircle(Shape r){
        System.out.println("圆");
    }
    //绘制三角形
    public void drawTriangle(Shape r){
        System.out.println("三角形");
    }
}
 
class Shape{
    int my_tape;
}
 
class Rectangle extends Shape {
    Rectangle(){
        super.my_tape = 1;
    }
}
 
class Circle extends Shape {
    Circle(){
        super.my_tape = 2;
    }
}
//新增画三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle(){
        super.my_tape = 3;
    }
}

问题分析

1）优点是比较好理解，简单易操作。
2）缺点是违反了设计模式的 ocp 原则，即对扩展开放(提供方)，对修改关闭(使用方)。即当我们给类增加新功能的时候，尽量不修改代码，或者尽可能少修改代码。
3）比如我们这时要新增加一个图形种类三角形，我们需要修改的地方较多

改进
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改 ---> 满足了开闭原则

PS：（这里将Shape修改为接口也是可以的）

public class OCP {
    public static void main(String[] args) {
        GraphicEditor graphicEditor = new GraphicEditor();
        graphicEditor.drawShape(new Rectangle());
        graphicEditor.drawShape(new Circle());
    }
}
 
class GraphicEditor{
    public void drawShape(Shape shape){
        shape.show();
    }
}
//Shape 类，基类
abstract class Shape{
    int my_tape;
 
    public abstract void show();
}
 
class Rectangle extends Shape {
    Rectangle(){
        super.my_tape = 1;
    }
 
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("矩形");
    }
}
 
class Circle extends Shape {
    Circle(){
        super.my_tape = 2;
    }
 
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("圆");
    }
}
//新增三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle(){
        super.my_tape = 3;
    }
 
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("三角形");
    }
}

1.6、迪米特法则

1）一个对象应该对其他对象保持最少的了解
2）类与类关系越密切，耦合度越大
3）迪米特法则(Demeter Principle)又叫最少知道原则，即一个类对自己依赖的类知道的越少越好。也就是说，对于被依赖的类不管多么复杂，都尽量将逻辑封装在类的内部。对外除了提供的 public 方法，不对外泄露任何信息
4）迪米特法则还有个更简单的定义：只与直接的朋友通信
5）直接的朋友：每个对象都会与其他对象有耦合关系，只要两个对象之间有耦合关系，我们就说这两个对象之间是朋友关系。耦合的方式很多，依赖，关联，组合，聚合等。其中，我们称出现成员变量，方法参数，方法返回值中的类为直接的朋友，而出现在局部变量中的类不是直接的朋友。也就是说，陌生的类最好不要以局部变量的形式出现在类的内部。

应用实例

有一个学校，下属有各个学院和总部，现要求打印出学校总部员工 ID 和学院员工的 id

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;
    }
}
 
 
//学院员工类
class CollegeEmployee {
    private String id;
 
    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
 
    public String getId() {
        return id;
    }
}
 
 
//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();
        for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了10个员工到 list
            CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
            emp.setId("学院员工id = " + i);
            list.add(emp);
        }
        return list;
    }
}
 
//学校员工管理类，包括学院员工和学校总部员工
 
//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();
 
        for (int i = 0; i < 5; i++) { //这里我们增加了5个员工到 list
            Employee 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) {
        //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());
        }
    }
}

问题分析

　　这里的 CollegeEmployee 不是 SchoolManager的直接朋友，CollegeEmployee 以局部变量方式出现在 SchoolManager中，违反了迪米特法则。

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<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) { //这里我们增加了10个员工到 list
            CollegeEmployee emp = new CollegeEmployee();
            emp.setId("学院员工id= " + i);
            list.add(emp);
        }
        return list;
    }
    public void print(){
        List<CollegeEmployee> list1 = getAllEmployee();
        System.out.println("------------学院员工------------");
        for (CollegeEmployee e : list1) {
            System.out.println(e.getId());
        }
    }
}

//学校员工管理类，包括学院员工和学校总部员工
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 list
            Employee 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) {

        //打印学院员工
        sub.print();

        //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());
        }
    }
}

1.7、合成复用原则

原则是尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

?设计模式-Study(尚硅谷)_单一职责原则_04

设计原则核心思想

1）找出应用中可能需要变化之处，把它们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混在一起。

2）针对接口编程，而不是针对实现编程。

3）为了交互对象之间的松耦合设计而努力

二、UML类图

2.1、基本介绍

1）UML——Unified modeling language UML (统一建模语言)，是一种用于软件系统分析和设计的语言工具，它用于帮助软件开发人员进行思考和记录思路的结果。
2）UML 本身是一套符号的规定，就像数学符号和化学符号一样，这些符号用于描述软件模型中的各个元素和他们之间的关系，比如类、接口、实现、泛化、依赖、组合、聚合等。

UML图

画 UML 图与写文章差不多，都是把自己的思想描述给别人看，关键在于思路和条理，UML 图分类：

1）用例图(use case)
2）静态结构图：类图、对象图、包图、组件图、部署图
3）动态行为图：交互图（时序图与协作图）、状态图、活动图

类图是描述类与类之间的关系的，是 UML 图中最核心的。

1）用于描述系统中的类(对象)本身的组成和类(对象)之间的各种静态关系。
2）类之间的关系：依赖、泛化（继承）、实现、关联、聚合与组合。
关于类图具体的语法，这里不再赘述，可参考官方文档

IDEA安装UML插件：PlantUML Integration (6.1.0-IJ2022.2)

2.2、依赖关系（Dependence）

只要是在类中用到了对方，那么他们之间就存在依赖关系。如果没有对方，连编绎都通过不了。

具体：

1）类中用到了对方
2）如果是类的成员属性
3）如果是方法的返回类型
4）是方法接收的参数类型
5）方法中使用到

public class Dependence {
    private PersonDao personDao;//类
    public void save(Person person){}
    public IDCard getIDCard(Integer personid){
        return new IDCard();
    }
    public void modify(){
        Department department = new Department();
    }
}
class PersonDao{}
class IDCard{}
class Person{}
class Department{}

UML：

@startuml
Person "依赖" ..> Dependence
IDCard "依赖" ..> Dependence
PersonDao "依赖" ..> Dependence
Department "依赖" ..> Dependence
+class Person{
}
+class IDCard{
}
+class PersonDao{
}
+class Department{
}

+class Dependence{
    - PersonDao personDao

    + void save(Person Person)
    + IDCard getIDCard(Integer personid)
    + void modify()
}
@enduml

?设计模式-Study(尚硅谷)_单一职责原则_05

2.3、泛化关系(generalization）

泛化关系实际上就是继承关系，他是依赖关系的特例。

具体：

1) 泛化关系实际上就是继承关系
2) 如果A类继承了B类，我们就说A和B存在泛化关系

public abstract class DaoSupport{
    public void save(Object entity){
    }
    public void delete(Object id){
    }
}
class PersonServiceBean extends DaoSupport{
 
}

UML：

@startuml
abstract class DaoSupport
DaoSupport<|-- PersonServiceBean
+class DaoSupport{
    +void save(Object entity)
    +void delete(Object id)
}
@enduml

?设计模式-Study(尚硅谷)_里氏替换原则_06

2.4、实现关系（Implementation）

实现关系实际上就是A类实现B接口，他是依赖关系的特例

interface PersonService{
   public void delete();
}
public class PersonBean implements PersonService{
    public void delete() {
    }
}

UML：

@startuml
+interface PersonService{
    +void delete()
}
PersonBean ..|> PersonService
+class PersonBean{
    +void delete()
}
@enduml

?设计模式-Study(尚硅谷)_设计模式_07

2.5、关联关系（Association）

关联关系实际上就是类与类之间的联系，他是依赖关系的特例

关联具有导航性：即双向关系或单向关系

关系具有多重性：如“1”（表示有且仅有一个），“0...”（表示0个或者多个）， “0，1”（表示0个或者一个），“n...m”(表示n到 m个都可以),“m...*”（表示至少m 个）。

单向一对一

public class Person {
    private IDCard card;
}
 
class IDCard{}

UML

@startuml
+class Person{
    -IDCard card
}
+class IDCard{
}
Person-->IDCard
@enduml

?设计模式-Study(尚硅谷)_单一职责原则_08

双向一对一

public class Person {
    private IDCard card;
}

class IDCard{
    private Person person;
}

UML

@startuml
+class Person{
    -IDCard card
}
+class IDCard{
    -Person Person
}
Person--IDCard
@enduml

?设计模式-Study(尚硅谷)_单一职责原则_09

2.6、聚合关系（Aggregation）

聚合关系（Aggregation）表示的是整体和部分的关系，整体与部分可以分开。聚合关系是关联关系的特例，所以他具有关联的导航性与多重性。

如：一台电脑由键盘(keyboard)、显示器(monitor)，鼠标等组成；组成电脑的各个配件是可以从电脑上分离出来的，使用带空心菱形的实线来表示：

public class Computer {
    private Mouse mouse;
    private Monitor monitor;
    public void setMouse(Mouse mouse){
        this.mouse=mouse;
    }
    public void setMonitor(Monitor monitor){
        this.monitor=monitor;
    }
}
 
class Mouse{
}
 
class Monitor{
}

UML

@startuml
#class Monitor{
}
#class Mouse{
}
+class Computer{
    - Monitor monitor
    - Mouse mouse

    + void setMouse(Mouse mouse)
    + void setMonitor(Monitor monitor)
}
Mouse --o Computer
Monitor --o Computer
@enduml

?设计模式-Study(尚硅谷)_设计模式_10

2.7、组合关系（Composition）

组合关系：也是整体与部分的关系，但是整体与部分不可以分开。

再看一个案例：在程序中我们定义实体：Person 与 IDCard、Head, 那么 Head 和 Person 就是组合，IDCard 和 Person 就是聚合。

但是如果在程序中 Person 实体中定义了对 IDCard 进行级联删除，即删除 Person 时连同 IDCard 一起删除，那么 DCard和 Person 就是组合了。

public class Person{
    private IDCard card;
    private Head head = new Head();
}
class IDCard{}
class Head{}

UML

@startuml
+class Person{
    -IDCard card
    -Head head = new Head()
}
#class IDCard{
}
#class Head{
}
Head --* Person
IDCard --o Person
@enduml

?设计模式-Study(尚硅谷)_里氏替换原则_11

2.8、总结

@startuml
class01 "依赖"..> class02
class03 "泛化(继承)"--|> class04
class05 "实现" ..|> class06
class07 "单向一对一"--> class08
class09 "双向一对一" -- class10
class11 "聚合" --o class12
class13 "组合" --* class14
@enduml

?设计模式-Study(尚硅谷)_设计模式_12