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java如何设计类

2026-02-05 13:38:40Java

设计类的核心原则

面向对象设计遵循SOLID原则：单一职责（一个类只做一件事）、开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）、里氏替换（子类可替换父类）、接口隔离（专用接口优于通用接口）、依赖倒置（依赖抽象而非实现）。

高内聚低耦合是关键目标，类内部元素紧密相关，类之间依赖最小化。优先使用组合而非继承，避免过度复杂的继承层次。

定义类的基本结构

类声明包含访问修饰符（public/protected/private）、class关键字和类名。命名采用大驼峰式，如CustomerAccount。

字段声明使用有意义的名词，遵循小驼峰命名。常量使用全大写加下划线：

private String accountName;
public static final int MAX_RETRY = 3;

方法命名采用动词+名词的小驼峰形式，如calculateTax()。参数控制在7个以内，过多考虑拆分方法或引入参数对象。

封装与访问控制

使用private保护字段，通过getter/setter控制访问。布尔属性命名采用is前缀：

private boolean active;
public boolean isActive() {
    return active;
}

final修饰不可变字段，static用于类级属性和工具方法。考虑不可变类设计，所有字段设为final且无setter。

继承与多态设计

使用extends建立继承关系，子类通过super()调用父类构造器。抽象类用abstract修饰，包含抽象方法和具体方法。

接口定义行为契约，Java8+支持默认方法。优先使用接口而非抽象类：

public interface PaymentProcessor {
    void process(Payment payment);
    default boolean validate(Payment payment) {
        // 默认实现
    }
}

异常处理设计

检查异常强制处理，非检查异常继承RuntimeException。自定义异常应提供有用信息：

public class InsufficientFundsException extends RuntimeException {
    public InsufficientFundsException(String message) {
        super(message);
    }
}

方法应声明可能抛出的检查异常，文档中用@throws说明异常条件。

类关系设计

关联关系通过字段引用实现。聚合使用setter注入部件，组合在构造函数中创建部件：

// 聚合示例
public class Department {
    private List<Employee> employees;
    public void addEmployee(Employee e) {
        employees.add(e);
    }
}

// 组合示例
public class Car {
    private final Engine engine;
    public Car() {
        this.engine = new Engine();
    }
}

依赖关系通过方法参数临时建立，避免长期持有引用。

设计模式应用

常用模式包括：

工厂方法：隐藏对象创建逻辑
策略模式：封装可互换算法
观察者模式：实现事件通知
装饰者模式：动态添加职责

示例策略模式实现：

public interface DiscountStrategy {
    BigDecimal applyDiscount(BigDecimal amount);
}

public class SeasonalDiscount implements DiscountStrategy {
    @Override
    public BigDecimal applyDiscount(BigDecimal amount) {
        return amount.multiply(BigDecimal.valueOf(0.9));
    }
}

文档与测试

类注释包含作者、版本和功能说明。方法注释说明参数、返回值和异常：

/
 * 计算订单折扣后的总价
 * @param order 待处理的订单对象
 * @return 折后总价
 * @throws InvalidOrderException 当订单无效时抛出
 */
public BigDecimal calculateFinalPrice(Order order) {
    // 实现
}

为每个公共方法编写单元测试，覆盖边界条件和异常场景。使用断言验证预期行为。

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