14设计原则与思想之面向对象-总结
设计原则与思想之面向对象总结。
重点回顾04-面向对象
1.什么是面向对象编程?
面向对象编程是一种编程范式或编程风格。它以类或对象作为组织代码的基本单元,并将封装、抽象、继承、多态四个特性,作为代码设计和实现的基石 。
2.什么是面向对象编程语言?
面向对象编程语言是支持类或对象的语法机制,并有现成的语法机制,能方便地实现面向对象编程四大特性(封装、抽象、继承、多态)的编程语言。
3.如何判定一个编程语言是否是面向对象编程语言?
如果按照严格的的定义,需要有现成的语法支持类、对象、四大特性才能叫作面向对象编程语言。如果放宽要求的话,只要某种编程语言支持类、对象语法机制,那基本上就可以说这种编程语言是面向对象编程语言了,不一定非得要求具有所有的四大特性。
4.面向对象编程和面向对象编程语言之间有何关系?
面向对象编程一般使用面向对象编程语言来进行,但是,不用面向对象编程语言,我们照样可以进行面向对象编程。反过来讲,即便我们使用面向对象编程语言,写出来的代码也不一定是面向对象编程风格的,也有可能是面向过程编程风格的。
5.什么是面向对象分析和面向对象设计?
简单点讲,面向对象分析就是要搞清楚做什么,面向对象设计就是要搞清楚怎么做。两个阶段最终的产出是类的设计,包括程序被拆解为哪些类,每个类有哪些属性方法、类与类之间如何交互等等。
面向对象分析的产出是详细的需求描述。面向对象设计的产出是类。
对应 需求分析,概要设计和详细设计。
重点回顾05-面向对象特性
1.关于封装特性
封装也叫作信息隐藏或者数据访问保护。类通过暴露有限的访问接口,授权外部仅能通过类提供的方式来访问内部信息或者数据。它需要编程语言提供权限访问控制语法来支持,例如Java中的private、protected、public关键字。封装特性存在的意义,一方面是保护数据不被随意修改,提高代码的可维护性;另一方面是仅暴露有限的必要接口,提高类的易用性。
2.关于抽象特性
封装主要讲如何隐藏信息、保护数据,那抽象就是讲如何隐藏方法的具体实现,让使用者只需要关心方法提供了哪些功能,不需要知道这些功能是如何实现的。抽象可以通过接口类或者抽象类来实现,但也并不需要特殊的语法机制来支持。抽象存在的意义,一方面是提高代码的可扩展性、维护性,修改实现不需要改变定义,减少代码的改动范围;另一方面,它也是处理复杂系统的有效手段,能有效地过滤掉不必要关注的信息。
3.关于继承特性
继承是用来表示类之间的is-a关系,分为两种模式:单继承和多继承。单继承表示一个子类只继承一个父类,多继承表示一个子类可以继承多个父类。为了实现继承这个特性,编程语言需要提供特殊的语法机制来支持。继承主要是用来解决代码复用的问题。
4.关于多态特性
多态是指子类可以替换父类,在实际的代码运行过程中,调用子类的方法实现。多态这种特性也需要编程语言提供特殊的语法机制来实现,比如继承、接口类、duck-typing。多态可以提高代码的扩展性和复用性,是很多设计模式、设计原则、编程技巧的代码实现基础。
重点回顾06-面向过程
1.什么是面向过程编程?什么是面向过程编程语言?
实际上,面向过程编程和面向过程编程语言并没有严格的官方定义。理解这两个概念最好的方式是跟面向对象编程和面向对象编程语言进行对比。相较于面向对象编程以类为组织代码的基本单元,面向过程编程则是以过程(或方法)作为组织代码的基本单元。它最主要的特点就是数据和方法相分离。相较于面向对象编程语言,面向过程编程语言最大的特点就是不支持丰富的面向对象编程特性,比如继承、多态、封装。
2.面向对象编程相比面向过程编程有哪些优势?
面向对象编程相比起面向过程编程的优势主要有三个。
- 对于大规模复杂程序的开发,程序的处理流程并非单一的一条主线,而是错综复杂的网状结构。面向对象编程比起面向过程编程,更能应对这种复杂类型的程序开发。
- 面向对象编程相比面向过程编程,具有更加丰富的特性(封装、抽象、继承、多态)。利用这些特性编写出来的代码,更加易扩展、易复用、易维护。
- 从编程语言跟机器打交道的方式的演进规律中,我们可以总结出:面向对象编程语言比起面向过程编程语言,更加人性化、更加高级、更加智能。
重点回顾07-面向过程风格?
1.滥用getter、setter方法
在设计实现类的时候,除非真的需要,否则尽量不要给属性定义setter方法。除此之外,尽管getter方法相对setter方法要安全些,但是如果返回的是集合容器,那也要防范集合内部数据被修改的风险。
2.滥用全局变量和全局方法(Constants类、Utils类的设计问题)
对于这两种类的设计,我们尽量能做到职责单一,定义一些细化的小类,比如RedisConstants、FileUtils,而不是定义一个大而全的Constants类、Utils类。除此之外,如果能将这些类中的属性和方法,划分归并到其他业务类中,那是最好不过的了,能极大地提高类的内聚性和代码的可复用性。
3.定义数据和方法分离的类(基于贫血模型的开发模式)
关于这一部分,我们只讲了为什么这种开发模式是彻彻底底的面向过程编程风格的。这是因为数据和操作是分开定义在VO/BO/Entity和Controler/Service/Repository中的。今天,你只需要掌握这一点就可以了。为什么这种开发模式如此流行?如何规避面向过程编程的弊端?有没有更好的可替代的开发模式?相关的更多问题,我们在面向对象实战篇中会一一讲解。
重点回顾08-接口vs抽象类
1.抽象类和接口的语法特性
抽象类不允许被实例化,只能被继承。它可以包含属性和方法。方法既可以包含代码实现,也可以不包含代码实现。不包含代码实现的方法叫作抽象方法。子类继承抽象类,必须实现抽象类中的所有抽象方法。接口不能包含属性,只能声明方法,方法不能包含代码实现。类实现接口的时候,必须实现接口中声明的所有方法。
2.抽象类和接口存在的意义
抽象类是对成员变量和方法的抽象,是一种is-a(继承)关系,是为了解决代码复用问题。接口仅仅是对方法的抽象,是一种has-a关系,表示具有某一组行为特性,是为了解决解耦问题,隔离接口和具体的实现,提高代码的扩展性。
3.抽象类和接口的应用场景区别
什么时候该用抽象类?什么时候该用接口?实际上,判断的标准很简单。如果要表示一种is-a的关系,并且是为了解决代码复用问题,我们就用抽象类;如果要表示一种has-a关系,并且是为了解决抽象而非代码复用问题,那我们就用接口。
重点回顾09-基于抽象而非实现编程
1.“基于接口而非实现编程”,这条原则的另一个表述方式,是“基于抽象而非实现编程”。后者的表述方式其实更能体现这条原则的设计初衷。我们在做软件开发的时候,一定要有抽象意识、封装意识、接口意识。越抽象、越顶层、越脱离具体某一实现的设计,越能提高代码的灵活性、扩展性、可维护性。
2.我们在定义接口的时候,一方面,命名要足够通用,不能包含跟具体实现相关的字眼;另一方面,与特定实现有关的方法不要定义在接口中,即如果在我们的业务场景中,某个功能只有一种实现方式,未来也不可能被其他实现方式替换,那我们就没有必要为其设计接口。
3.“基于接口而非实现编程”这条原则,不仅仅可以指导非常细节的编程开发,还能指导更加上层的架构设计、系统设计等。比如,服务端与客户端之间的“接口”设计、类库的“接口”设计。
重点回顾10-多用组合少用继承
1.为什么不推荐使用继承?
继承是面向对象的四大特性之一,用来表示类之间的is-a关系,可以解决代码复用的问题。虽然继承有诸多作用,但继承层次过深、过复杂,也会影响到代码的可维护性。在这种情况下,我们应该尽量少用,甚至不用继承。
2.组合相比继承有哪些优势?
继承主要有三个作用:表示is-a关系,支持多态特性,代码复用。而这三个作用都可以通过组合、接口、委托三个技术手段来达成。除此之外,利用组合还能解决层次过深、过复杂的继承关系影响代码可维护性的问题。
3.如何判断该用组合还是继承?
尽管我们鼓励多用组合少用继承,但组合也并不是完美的,继承也并非一无是处。在实际的项目开发中,我们还是要根据具体的情况,来选择该用继承还是组合。如果类之间的继承结构稳定,层次比较浅,关系不复杂,我们就可以大胆地使用继承。反之,我们就尽量使用组合来替代继承。除此之外,还有一些设计模式、特殊的应用场景,会固定使用继承或者组合。
重点回顾11-贫血模型
我们平时做Web项目的业务开发,大部分都是基于贫血模型的MVC三层架构,在专栏中我把它称为传统的开发模式。之所以称之为“传统”,是相对于新兴的基于充血模型的DDD开发模式来说的。基于贫血模型的传统开发模式,是典型的面向过程的编程风格。相反,基于充血模型的DDD开发模式,是典型的面向对象的编程风格。
不过,DDD也并非银弹。对于业务不复杂的系统开发来说,基于贫血模型的传统开发模式简单够用,基于充血模型的DDD开发模式有点大材小用,无法发挥作用。相反,对于业务复杂的系统开发来说,基于充血模型的DDD开发模式,因为前期需要在设计上投入更多时间和精力,来提高代码的复用性和可维护性,所以相比基于贫血模型的开发模式,更加有优势。
重点回顾12-充血模型
基于充血模型的DDD开发模式跟基于贫血模型的传统开发模式相比,主要区别在Service层。在基于充血模型的开发模式下,我们将部分原来在Service类中的业务逻辑移动到了一个充血的Domain领域模型中,让Service类的实现依赖这个Domain类。
在基于充血模型的DDD开发模式下,Service类并不会完全移除,而是负责一些不适合放在Domain类中的功能。比如,负责与Repository层打交道、跨领域模型的业务聚合功能、幂等事务等非功能性的工作。
基于充血模型的DDD开发模式跟基于贫血模型的传统开发模式相比,Controller层和Repository层的代码基本上相同。这是因为,Repository层的Entity生命周期有限,Controller层的VO只是单纯作为一种DTO。两部分的业务逻辑都不会太复杂。业务逻辑主要集中在Service层。所以,Repository层和Controller层继续沿用贫血模型的设计思路是没有问题的。
重点回顾13-接口鉴权的面向对象分析
。。。。。。代码示例很重要。。。。。。
面向对象分析的产出是详细的需求描述。面向对象设计的产出是类。
针对框架、类库、组件等非业务系统的开发,其中一个比较大的难点就是,需求一般都比较抽象、模糊,需要你自己去挖掘,做合理取舍、权衡、假设,把抽象的问题具象化,最终产生清晰的、可落地的需求定义。需求定义是否清晰、合理,直接影响了后续的设计、编码实现是否顺畅。所以,作为程序员,你一定不要只关心设计与实现,前期的需求分析同等重要。
需求分析的过程实际上是一个不断迭代优化的过程。我们不要试图一下就能给出一个完美的解决方案,而是先给出一个粗糙的、基础的方案,有一个迭代的基础,然后再慢慢优化,这样一个思考过程能让我们摆脱无从下手的窘境。
重点回顾14-接口鉴权的面向对象设计
。。。。。。代码示例很重要。。。。。。
面向对象分析的产出是详细的需求描述。面向对象设计的产出是类。
在面向对象设计这一环节中,我们将需求描述转化为具体的类的设计。这个环节的工作可以拆分为下面四个部分。
1.划分职责进而识别出有哪些类
根据需求描述,我们把其中涉及的功能点,一个一个罗列出来,然后再去看哪些功能点职责相近,操作同样的属性,可否归为同一个类。
2.定义类及其属性和方法
我们识别出需求描述中的动词,作为候选的方法,再进一步过滤筛选出真正的方法,把功能点中涉及的名词,作为候选属性,然后同样再进行过滤筛选。
3.定义类与类之间的交互关系
UML统一建模语言中定义了六种类之间的关系。它们分别是:泛化、实现、关联、聚合、组合、依赖。我们从更加贴近编程的角度,对类与类之间的关系做了调整,保留四个关系:泛化、实现、组合、依赖。
4.将类组装起来并提供执行入口
我们要将所有的类组装在一起,提供一个执行入口。这个入口可能是一个main()函数,也可能是一组给外部用的API接口。通过这个入口,我们能触发整个代码跑起来。