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description=Die SOLID-Prinzipien – SRP, OCP, LSP, ISP, DIP – in Java-Design anwenden.;

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unveränderlichkeit stringbuilder stringbuffer string formatierung string vergleich stringtokenizer string konvertierungen split join generics generics einführung generic classes generische methoden generic interfaces begrenzte typen wildcards type erasure einschränkungen collections framework collections einführung collection interface list interface arraylist linkedlist vector stack queue interface priorityqueue arraydeque deque interface set interface hashset linkedhashset treeset map interface hashmap linkedhashmap treemap hashtable properties iteratoren listiterator comparable comparator collections klasse collections sortieren collections durchsuchen unmodifiable collections functional programming funktionale programmierung lambda ausdrücke functional interfaces built in interfaces methodenreferenzen streams einführung streams erstellen intermediate ops terminaloperationen collectors parallele streams optional predicate function consumer supplier binaryoperator file and i o i o einführung file klasse dateien erstellen dateien lesen dateien schreiben dateien löschen byte streams character streams buffered streams data streams printwriter scanner printstream serialisierung deserialisierung nio überblick path klasse files klasse dateibaum durchlaufen date and time datum zeit intro localdate localtime localdatetime zoneddatetime instant duration period datumsformatierung datum parsing temporal adjusters legacy date calendar multithreading and concurrency multithreading intro thread klasse runnable thread lebenszyklus thread methoden thread priorität synchronisierung synchronized blöcke inter thread komm deadlock volatile atomare variablen locks reentrantlock readwritelock thread pools executor framework callable future completablefuture fork join concurrent collections virtual threads annotations annotationen einführung eingebaute annotationen meta annotationen benutzerdefinierte annotationen annotation processing reflection reflection einführung class objekte felder untersuchen methoden aufrufen konstruktoren aufrufen annotationen lesen dynamic proxies java platform module system module einführung moduldeklaration modultypen modul services module migration networking networking einführung url klasse urlconnection httpurlconnection httpclient sockets serversocket datagramsocket inetaddress jdbc and databases jdbc einführung jdbc treiber jdbc verbindung jdbc statement preparedstatement callablestatement resultset jdbc transaktionen batch verarbeitung jdbc metadata json and xml json einführung jackson gson xml einführung dom parser sax parser jaxb modern java features var schlüsselwort text blocks pattern matching switch modern records vertieft sealed types tief virtual threads vertieft structured concurrency foreign function api jvm and memory management jvm architektur memory model stack vs heap garbage collection gc algorithmen jit kompilierung class loading referenztypen regular expressions regex einführung pattern matcher regex syntax gruppen captures quantifizierer zeichenklassen regex flags testing testing einführung junit einführung junit annotationen junit assertions junit lebenszyklus parametrisierte tests mockito build tools maven einführung maven pom xml maven abhängigkeiten maven lebenszyklus gradle einführung gradle build skript best practices coding konventionen namenskonventionen clean code solid prinzipien design patterns einführung unveränderlichkeit performance tipps sicherheitspraktiken java how to zwei zahlen addieren wörter zählen string umkehren hashmap iterieren datei zeilenweise lesen string zu int int zu string array länge arraylist sortieren substring prüfen array ausgeben duplikate entfernen strings vergleichen liste in array zahlen formatieren java solid prinzipien die solid prinzipien srp ocp lsp isp dip in java design anwenden solid ist ein satz von fünf objektorientierten entwurfsprinzipien popularisiert von robert c martin die java code einfach zu ändern zu testen und zu erweitern halten während er wächst es sind keine syntaxregeln die der compiler erzwingt es sind richtlinien dafür wo man grenzen zwischen klassen ziehen soll sodass eine änderung nicht durch die gesamte codebasis hallt das akronym steht für s ingle responsibility o pen closed l iskov substitution i nterface segregation und d ependency inversion diese prinzipien bauen auf den objektorientierten grundlagen auf sie werden überall interfaces vererbung und polymorphismus sehen wenn diese noch unsicher wirken lesen sie sie zuerst nach solid ist vor allem gutes urteilsvermögen darüber wo man sie anwendet die fünf prinzipien auf einen blick jeder buchstabe adressiert eine bestimmte art von designproblem halten sie diese tabelle bereit während sie den rest des kapitels lesen buchstabe prinzip einzeiliges ziel s single responsibility eine klasse sollte einen grund zur änderung haben o open closed offen für erweiterung geschlossen für modifikation l liskov substitution subtypen müssen überall dort verwendbar sein wo ihr basistyp erwartet wird i interface segregation viele kleine interfaces schlagen ein großes fettes d dependency inversion von abstraktionen abhängen nicht von konkreten klassen die prinzipien verstärken sich gegenseitig in gut strukturiertem code wenden sie selten nur eines an ein kleines interface isp von dem code auf hoher ebene abhängt dip ist genau das was es ermöglicht eine neue implementierung hinzuzufügen ocp ohne den aufrufer zu berühren s single responsibility principle eine klasse sollte eine sache tun und einen grund zur änderung haben wenn nicht zusammenhängende belange z b geschäftsregeln und nachrichtenübermittlung eine klasse teilen zwingt eine änderung an einem teil dazu beide neu zu testen das aufteilen isoliert änderungen mixes when to alert with how to deliver two reasons to change class badalertservice void raise string user int errors if errors 0 build an email open an smtp connection send one responsibility deciding when to alert delivery lives elsewhere class alertservice private final notifier notifier alertservice notifier notifier this notifier notifier void raise string user int errors if errors 0 notifier send user errors error s detected kopieren o open closed principle softwareentitäten sollten offen für erweiterung aber geschlossen für modifikation sein sie sollten in der lage sein neues verhalten hinzuzufügen indem sie neuen code schreiben nicht indem sie bereits funktionierenden code bearbeiten und riskieren in java ist der übliche hebel ein stabiles interface plus neue implementierungen interface notifier void send string to string message class emailnotifier implements notifier class smsnotifier implements notifier new feature new class alertservice never changes when a new channel appears kopieren das spätere hinzufügen von push benachrichtigungen bedeutet das schreiben von pushnotifier implements notifier alertservice bleibt unberührt benötigt also keine erneute prüfung und birgt kein regressionsrisiko l liskov substitution principle wenn s ein subtyp von t ist können objekte vom typ t durch objekte vom typ s ersetzt werden ohne das programm zu beeinträchtigen eine unterklasse muss den vertrag ihrer elternklasse einhalten gleiche erwartungen keine überraschenden ausnahmen keine strengeren vorbedingungen abstract class shape abstract double area class rectangle extends shape area w h class circle extends shape area pi r r works for any shape present or future without inspecting the concrete type double totalarea list shape shapes return shapes stream maptodouble shape area sum kopieren die klassische verletzung ist square extends rectangle wenn das setzen der breite auch die höhe verändert bricht code der für ein rectangle geschrieben wurde wenn er ein square erhält die lösung besteht darin sie als geschwister unter shape zu modellieren nicht als eltern kind paar siehe abstrakte klassen für die hier verwendete shape basis i interface segregation principle clients sollten nicht gezwungen werden von methoden abzuhängen die sie nicht verwenden bevorzugen sie mehrere kleine fokussierte interfaces gegenüber einem großen sonst wird ein implementierer dazu verleitet methoden zu stubben die er nicht einhalten kann fat interface a read only source is forced to implement write interface storage string read void write string data segregated implement only what you can honor interface readable string read interface writable void write string data class configfile implements readable no empty write stub public string read return mode prod kopieren d dependency inversion principle module auf hoher ebene sollten nicht von modulen auf niedriger ebene abhängen beide sollten von abstraktionen abhängen in der praxis gegen interfaces coden und die konkrete implementierung injizieren constructor injection ist die einfachste form das ist es was die anderen prinzipien zum tragen bringt und was eine klasse testbar macht da sie ein fake einschleusen können alertservice depends on the notifier interface not emailnotifier alertservice alerts new alertservice new emailnotifier in a test inject a fake notifier and assert on what it recorded kopieren ein durchgängiges beispiel alle fünf in einem programm dieses programm verbindet die prinzipien ein einzelner alertservice srp kommuniziert mit einem injizierten notifier dip wechselt zwischen einem emailnotifier und einem smsnotifier ohne änderungen ocp liest eine nur readable configfile isp und summiert flächen über shape subtypen einheitlich lsp es überprüft seine eigenen ergebnisse sodass sie sehen können wie jedes prinzip greift java editable runs on the server run import java util arraylist import java util list public class soliddemo dip high level code depends on an abstraction not a concrete sender interface notifier void send string to string message ocp we add new behavior by adding a class not editing existing ones static class emailnotifier implements notifier final list string sent new arraylist public void send string to string message sent add email to message static class smsnotifier implements notifier final list string sent new arraylist public void send string to string message sent add sms to message srp this class has one reason to change the rules for when to alert it does not know or care how messages are delivered static class alertservice private final notifier notifier depends on the interface dip alertservice notifier notifier this notifier notifier void raise string user int errorcount if errorcount 0 notifier send user errorcount error s detected isp small focused interfaces a client can implement in isolation interface readable string read interface writable void write string data a read only source implements only what it can honor no empty methods static class configfile implements readable public string read return mode prod lsp a subtype must be usable wherever its supertype is expected static abstract class shape abstract double area static class rectangle extends shape final double w h rectangle double w double h this w w this h h double area return w h static class circle extends shape final double r circle double r this r r double area return math pi r r works for any shape subtype without knowing which one lsp static double totalarea list shape shapes double sum 0 for shape s shapes sum s area return sum public static void main string args srp dip ocp same alertservice swappable notifier emailnotifier email new emailnotifier alertservice emailalerts new alertservice email emailalerts raise alice 3 emailalerts raise bob 0 no error no message system out println email sent email sent smsnotifier sms new smsnotifier alertservice smsalerts new alertservice sms smsalerts raise carol 1 system out println sms sent sms sent system out println ocp check added smsnotifier alertservice unchanged emailalerts getclass smsalerts getclass isp configfile implements only readable it is never forced to write configfile cfg new configfile readable r cfg system out println isp read r read system out println isp check is writable cfg instanceof writable lsp totalarea treats every subtype uniformly list shape shapes list of new rectangle 2 3 new circle 1 system out printf lsp area 3f n totalarea shapes was man aus der ausführung mitnehmen kann email sent email alice 3 error s detected enthält nur einen eintrag bob hatte null fehler also hat raise nichts gesendet alertservice trägt die einzige verantwortung zu entscheiden wann ein alert ausgelöst wird srp er erstellt weder einen nachrichtentext noch öffnet er eine verbindung die gleiche alertservice klasse steuerte sowohl einen emailnotifier als auch einen smsnotifier weil die abhängigkeit über den konstruktor übergeben wurde dip die alarmierungslogik auf hoher ebene hängt nur vom notifier interface ab nie von einem konkreten sender ocp check unchanged true bestätigt dass beide alert objekte die gleiche alertservice klasse sind das hinzufügen von sms unterstützung bedeutete das schreiben eines neuen smsnotifier ohne änderungen an alertservice offen für erweiterung geschlossen für modifikation isp check is writable false zeigt dass configfile nur readable implementiert da die interfaces getrennt sind wurde die nur lesende quelle nie gezwungen einen bedeutungslosen write stub bereitzustellen lsp area 9 142 ist die summe eines 2 3 rechtecks 6 0 und eines kreises mit radius 1 3 142 totalarea iterierte über shape referenzen und rief area auf ohne zu prüfen welchen subtyp es hielt jeder subtyp war durch seine basis substituierbar lsp übung übung eine klasse namens reportgenerator formatiert sowohl berichtsdaten als auch schreibt diese auf die festplatte sodass jede änderung an den formatierungsregeln oder dem dateilayout dazu zwingt dieselbe klasse zu ändern und neu zu testen welches solid prinzip verletzt dies am direktesten eine klasse namens reportgenerator formatiert sowohl berichtsdaten als auch schreibt diese auf die festplatte sodass jede änderung an den formatierungsregeln oder dem dateilayout dazu zwingt di...