设计模式简介之几大原则

设计模式是解决在软件设计中经常遇到的一类问题的最佳实践。使用设计模式有助于设计出可重用、可维护、可扩展且灵活的软件系统。在设计模式中，有一些重要的原则，这些原则指导我们如何编写出高质量、易于维护的代码。

以下是设计模式中的几大原则，以及对应的 Java 代码示例：

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

一个类应该只有一个引起变化的原因。

示例：

// 违反了单一职责原则
public class UserManager {
    public void createUser(User user) {
        // 创建用户的逻辑
    }
    
    public void deleteUser(int userId) {
        // 删除用户的逻辑
    }
    
    public void sendEmail(User user) {
        // 发送邮件的逻辑
    }
}

// 遵循单一职责原则
public class UserService {
    public void createUser(User user) {
        // 创建用户的逻辑
    }
    
    public void deleteUser(int userId) {
        // 删除用户的逻辑
    }
}

public class EmailService {
    public void sendEmail(User user) {
        // 发送邮件的逻辑
    }
}

2. 开放封闭原则 (Open-Closed Principle, OCP)

软件实体（类、模块、函数等）应该是可扩展的，但是不可修改的。

示例：

// 假设有一个图形接口和几个实现类
interface Shape {
    void draw();
}

class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing Circle...");
    }
}

class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing Rectangle...");
    }
}

// 遵循开放封闭原则的图形工厂
public class ShapeFactory {
    public Shape getShape(String shapeType) {
        if ("CIRCLE".equalsIgnoreCase(shapeType)) {
            return new Circle();
        } else if ("RECTANGLE".equalsIgnoreCase(shapeType)) {
            return new Rectangle();
        }
        // 更多的图形类型可以在不修改此工厂类的情况下添加
        return null;
    }
}

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

子类必须能够替换其父类，并且替换后，软件的行为要保持不变。

示例：

class Bird {
    void fly() {
        System.out.println("Bird is flying...");
    }
}

class Ostrich extends Bird {
    @Override
    void fly() {
        throw new UnsupportedOperationException("Ostriches can't fly");
    }
}

// 使用 Bird 的客户端代码
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Bird bird = new Bird();
        bird.fly(); // 输出 "Bird is flying..."

        // 假设我们错误地将 Ostrich 实例当作 Bird 来使用
        Bird ostrich = new Ostrich();
        ostrich.fly(); // 抛出异常，违反了里氏替换原则
    }
}

在这个示例中，Ostrich 类不应该继承自 Bird 类，因为 Ostrich 不能飞。

4. 接口隔离原则 (Interface Segregation Principle, ISP)

客户端不应该被强制依赖于它们不使用的接口。

示例：

// 违反了接口隔离原则
interface Machine {
    void start();
    void stop();
    void print();
    void scan();
}

class MultifunctionPrinter implements Machine {
    // 实现所有方法，包括它不需要的 scan 方法
}

// 遵循接口隔离原则
interface Printable {
    void print();
}

interface Scannable {
    void scan();
}

interface Machine {
    void start();
    void stop();
}

class MultifunctionPrinter implements Printable, Scannable {
    @Override
    public void print() {
        // 实现打印逻辑
    }

    @Override
    public void scan() {
        // 实现扫描逻辑
    }
}

5. 依赖倒置原则 (Dependency Inversion Principle, DIP)

要依赖于抽象，不要依赖于具体。

示例：

// 违反了依赖倒置原则
class HighLevelModule {
    LowLevelModule lowLevelModule = new LowLevelModule();
    
    public void doSomething()