面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、重构,这五者有何关系?
# 03 | 面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、重构,这五者有何关系?
在上一节课中,我们讲到,要具备编写高质量代码的能力,你需要学习一些编程方法论,其中就包含面向对象(我们可以把它看成一种设计思想)、设计原则、设计模式、编程规范、重构技巧等。而我们整个专栏的内容也是围绕着这几块展开讲解的。所以,今天我就先来简单介绍一下这几个概念,并且说一说它们之间的联系。
今天的内容相当于专栏的一个教学大纲,或者说学习框架。它能让你对整个专栏所涉及的知识点,有一个全局性的了解,能帮你将后面零散的知识更系统地组织在大脑里。
话不多说,我们就一块来看一下,接下来的这8个月我们到底要学习哪些内容吧!
# 面向对象
现在,主流的编程范式或者是编程风格有三种,它们分别是面向过程、面向对象和函数式编程。面向对象这种编程风格又是这其中最主流的。现在比较流行的编程语言大部分都是面向对象编程语言。大部分项目也都是基于面向对象编程风格开发的。面向对象编程因为其具有丰富的特性(封装、抽象、继承、多态),可以实现很多复杂的设计思路,是很多设计原则、设计模式编码实现的基础。
所以,在专栏的最开始,我们会详细地讲解面向对象编程的相关的知识,为学习后面的内容做铺垫。对于这部分内容,你需要掌握下面这7个大的知识点。
面向对象的四大特性:封装、抽象、继承、多态
面向对象编程与面向过程编程的区别和联系
面向对象分析、面向对象设计、面向对象编程
接口和抽象类的区别以及各自的应用场景
基于接口而非实现编程的设计思想
多用组合少用继承的设计思想
面向过程的贫血模型和面向对象的充血模型
# 设计原则
设计原则是指导我们代码设计的一些经验总结。设计原则这块儿的知识有一个非常大的特点,那就是这些原则听起来都比较抽象,定义描述都比较模糊,不同的人会有不同的解读。所以,如果单纯地去记忆定义,对于编程、设计能力的提高,意义并不大。对于每一种设计原则,我们需要掌握它的设计初衷,能解决哪些编程问题,有哪些应用场景。只有这样,我们才能在项目中灵活恰当地应用这些原则。
对于这一部分内容,你需要透彻理解并且掌握,如何应用下面这样几个常用的设计原则。
SOLID 原则 -SRP 单一职责原则
SOLID 原则 -OCP 开闭原则
SOLID 原则 -LSP 里式替换原则
SOLID 原则 -ISP 接口隔离原则
SOLID 原则 -DIP 依赖倒置原则
DRY 原则、KISS 原则、YAGNI 原则、LOD 法则
# 设计模式
设计模式是针对软件开发中经常遇到的一些设计问题,总结出来的一套解决方案或者设计思路。大部分设计模式要解决的都是代码的可扩展性问题。设计模式相对于设计原则来说,没有那么抽象,而且大部分都不难理解,代码实现也并不复杂。这一块的学习难点是了解它们都能解决哪些问题,掌握典型的应用场景,并且懂得不过度应用。
经典的设计模式有23种。随着编程语言的演进,一些设计模式(比如Singleton)也随之过时,甚至成了反模式,一些则被内置在编程语言中(比如Iterator),另外还有一些新的模式诞生(比如Monostate)。
在专栏中,我们会重点讲解23种经典的设计模式。它们又可以分为三大类:创建型、结构型、行为型。对于这23种设计模式的学习,我们要有侧重点,因为有些模式是比较常用的,有些模式是很少被用到的。对于常用的设计模式,我们要花多点时间理解掌握。对于不常用的设计模式,我们只需要稍微了解即可。
我按照类型和是否常用,对专栏中讲到的这些设计模式,进行了简单的分类,具体如下所示。
# 1.创建型
常用的有:单例模式、工厂模式(工厂方法和抽象工厂)、建造者模式。
不常用的有:原型模式。
# 2.结构型
常用的有:代理模式、桥接模式、装饰者模式、适配器模式。
不常用的有:门面模式、组合模式、享元模式。
# 3.行为型
常用的有:观察者模式、模板模式、策略模式、职责链模式、迭代器模式、状态模式。
不常用的有:访问者模式、备忘录模式、命令模式、解释器模式、中介模式。
# 编程规范
编程规范主要解决的是代码的可读性问题。编码规范相对于设计原则、设计模式,更加具体、更加偏重代码细节。即便你可能对设计原则不熟悉、对设计模式不了解,但你最起码要掌握基本的编码规范,比如,如何给变量、类、函数命名,如何写代码注释,函数不宜过长、参数不能过多等等。
对于编码规范,考虑到很多书籍已经讲得很好了(比如《重构》《代码大全》《代码整洁之道》等)。而且,每条编码规范都非常简单、非常明确,比较偏向于记忆,你只要照着来做可以。它不像设计原则,需要融入很多个人的理解和思考。所以,在这个专栏中,我并没有花太多的篇幅来讲解所有的编码规范,而是总结了我认为的最能改善代码质量的20条规范。如果你暂时没有时间去看那些经典的书籍,看我这些就够了。
除此之外,专栏并没有将编码规范单独作为一个模块来讲解,而是跟重构放到了一起。之所以这样做,那是因为我把重构分为大重构和小重构两种类型,而小重构利用的知识基本上就是编码规范。
除了编码规范,我们还会介绍一些代码的坏味道,让你知道什么样的代码是不符合规范的,应该如何优化。参照编码规范,你可以写出可读性好的代码;参照代码的坏味道,你可以找出代码存在的可读性问题。
# 代码重构
在软件开发中,只要软件在不停地迭代,就没有一劳永逸的设计。随着需求的变化,代码的不停堆砌,原有的设计必定会存在这样那样的问题。针对这些问题,我们就需要进行代码重构。重构是软件开发中非常重要的一个环节。持续重构是保持代码质量不下降的有效手段,能有效避免代码腐化到无可救药的地步。
而重构的工具就是我们前面罗列的那些面向对象设计思想、设计原则、设计模式、编码规范。实际上,设计思想、设计原则、设计模式一个最重要的应用场景就是在重构的时候。我们前面讲过,虽然使用设计模式可以提高代码的可扩展性,但过度不恰当地使用,也会增加代码的复杂度,影响代码的可读性。在开发初期,除非特别必须,我们一定不要过度设计,应用复杂的设计模式。而是当代码出现问题的时候,我们再针对问题,应用原则和模式进行重构。这样就能有效避免前期的过度设计。
对于重构这部分内容,你需要掌握以下几个知识点:
重构的目的(why)、对象(what)、时机(when)、方法(how);
保证重构不出错的技术手段:单元测试和代码的可测试性;
两种不同规模的重构:大重构(大规模高层次)和小重构(小规模低层次)。
希望你学完这部分内容之后,不仅仅是掌握一些重构技巧、套路,更重要的是建立持续重构意识,把重构当作开发的一部分,融入到日常的开发中。
# 五者之间的联系
关于面向对象、设计原则、设计模式、编程规范和代码重构,这五者的关系我们前面稍微提到了一些,我这里再总结梳理一下。
面向对象编程因为其具有丰富的特性(封装、抽象、继承、多态),可以实现很多复杂的设计思路,是很多设计原则、设计模式等编码实现的基础。
设计原则是指导我们代码设计的一些经验总结,对于某些场景下,是否应该应用某种设计模式,具有指导意义。比如,“开闭原则”是很多设计模式(策略、模板等)的指导原则。
设计模式是针对软件开发中经常遇到的一些设计问题,总结出来的一套解决方案或者设计思路。应用设计模式的主要目的是提高代码的可扩展性。从抽象程度上来讲,设计原则比设计模式更抽象。设计模式更加具体、更加可执行。
编程规范主要解决的是代码的可读性问题。编码规范相对于设计原则、设计模式,更加具体、更加偏重代码细节、更加能落地。持续的小重构依赖的理论基础主要就是编程规范。
重构作为保持代码质量不下降的有效手段,利用的就是面向对象、设计原则、设计模式、编码规范这些理论。
实际上,面向对象、设计原则、设计模式、编程规范、代码重构,这五者都是保持或者提高代码质量的方法论,本质上都是服务于编写高质量代码这一件事的。当我们追本逐源,看清这个本质之后,很多事情怎么做就清楚了,很多选择怎么选也清楚了。比如,在某个场景下,该不该用这个设计模式,那就看能不能提高代码的可扩展性;要不要重构,那就看重代码是否存在可读、可维护问题等。
# 重点回顾
今天的内容到此就讲完了。我画了一张图,总结了专栏中所涉及的知识点。在学习后面的课程的时候,你可以经常翻出来看一下,建立全局意识,不至于迷失在零碎的知识点中。
# 课堂讨论
今天课堂讨论的话题有两个。
在今天讲到的内容中,你觉得哪一部分内容对提高代码质量最有效?为什么?除了我罗列的这些内容之外,你还知道哪些可以提高代码质量的方法?
我们知道,最经典的设计模式书籍是 GoF 的《设计模式》,它的中文全称是《设计模式:可复用面向对象软件的基础》,英文全称是“Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software”。为什么它在标题中会特意提到“面向对象”呢?
欢迎在留言区写下你的想法,和同学一起交流和分享。如果有收获,也欢迎你把这篇文章分享给你的朋友。
# 精选评论
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函数是相对比较小的可复用单位 面向对象把可复用单位提升到类层次 设计模式把可复用单位提升到框架层次
面向对象的特征也未必包含“继承”这一点吧,比如Go语言就没有提供“继承”这个特性,取而代之的是,推荐使用“组合”。但不能说它不支持面向对象编程。那么我们在探讨“面向对象”这个范式时,需要更深刻的去思考“面向对象”的本质是什么。而不是用Java中的概念来一以概之。希望王争老师参考。
有的时候业务复杂,代码就被业务牵着鼻子走,尤其是老项目,既存代码写的可读性差,但是时间紧任务重,能跑就行……哎
个人认为重构对提高代码质量最有效,原因: 重构的基础就是面向对象、设计原则、设计模式、编程规范; 重构是一个持续的过程,能够兼顾项目进度、项目开发效率和项目质量,既可以避免前期的过度设计,又能避免后期代码腐化,从而保证代码的质量不下降以致不断提高代码质量; 通过单元测试等相关手段,保证重构的正确性 重构可从代码层次、项目阶段、开发周期、人员规模等不同纬度进行
其他提高代码质量的方法: 阅读高质量框架代码,先模仿; 代码Review,定期总结; 技术分享,倒逼输出,看了、做了都不如说给比人听更有效果; 工具检查(如lint、leakcanary等),开发过程中避免常识性错误和隐藏问题;
为什么它在标题中会特意提到“面向对象”呢? 因为设计原则、设计模式实现大部分都是基于面向对象的特性(封装、抽象、继承、多态)实现的
看起来都明白,讲起来都不清
最近一直在思考一个问题,就是我们在开发过程中,写好代码,应该是一个程序员必备的基本功。这个好字就是这老师说的高质量的代码,以前一直觉得要追求最热最新的技术,不然就会被淘汰。其实忘记了一个最基本的事情,怎么写好代码,写高质量的代码,这个才是我们开发过程中的重点,写好代码应该是一个合格的程序员必备的技能,毕竟写代码才是我们真真正正吃饭的家伙。老师出的这个专栏真的是太好了,教大家怎么样做好我们程序员最基本的事情。
GoF的提出是针对解决面向对象编程中遇到的问题,所以书名中强调“面向对象”。It’sabook ofdesignpatternsthatdescribessimpleandelegantsolutionstospecificproblems inobject-orientedsoftwaredesign.
设计原则是指导设计模式的更抽象的理论(这么说应该对吧)
另外有个困惑就是在编码规范的时候,自我感觉英语还可以,但是函数,变量命名的时候经常会犯纠结症和强迫症。。。不知道怎么命名才好。
我看到设计原则中还有迪米特法则(LawofDemeter,LoD),这个也是解决God类的一种方式。另外这个法则,好像跟组合复用相背呢。帮忙解释一下。
编码规范和设计原则解决的是可读性和可维护性,而面向对象是一种设计方法或者说是一种抽象思维,更符合人类的思考方式,所以它们的属性偏向于静态的概念;代码重构和设计模式是一种动态的概念,是具体的执行方法,当然代码重构本身就包含了:编码规范,设计原则,设计模式。 另外,面向对象和设计模式本身就有着紧密的联系,设计模式是解决特定问题的有效方法,是经验的总结。
我觉得今年对我来说,是重新认识“面向对象”的一年。 今年事我工作的第三年了(从八月份开始算第三年),年初的时候误打误撞的学了一段时间的DDD,让我瞬间感受到了什么才是面向对象编程,之前自己做的都是用面向对象的语言写面向过程的代码。究其原因,可能是MVC三层架构的影响,太多人的代码里头只剩下了pojo这种贫血模型。封装,继承,多态,抽象是啥,早就忘干净了。 在软件设计方面,很多人习惯了一开始就设计数据库表结构,结果就是代码逻辑跟数据库构成了强耦合,数据库一改,代码基本上会被改个彻底。在这种情况下,我们用的java面向对象的语言,结果却写的是面向过程的代码,这种代码基本没有可维护,可扩展,更没有可测试性一说。所以,面向对象的这个词语,被太多的人只是挂在嘴边上了,落实到代码里边,就成了面向过程。 在意识到这个问题后,我花了一段时间重新回顾了一遍面向对象的知识,并试图用来改进代码质量,这个过程是充满坎坷的,我总结了一些自己的体会: 1:要真正落地面向对象编程,面向对象设计是前提,没有面向对象的设计意识,写着写着就成了面条代码。 2:以前只知道封装、继承、多态,全然忽视了最重要的抽象,抽象是封装、继承、和多态的基础。合理的抽象源于对业务主体的合理分析和认识。合理的抽象,应该是自洽的,易于理解的。 3:关于组合和聚合的关系,最核心的区别就是生命周期的区别,组合关系中,整体和部分是一个整体,离开了整体,部分没有意义,同时产生,同时销毁,而聚合关系中,部分单独存在也可以是有意义的。 4:别滥用继承,继承的作用更多的时候使用多态的特性。 关于UML: 在工作的过程中,试着画过UML图,UML图有着自己一条完整的语言和生态,学习成本还是相当高的,问题在于,即使用了标准的UML图,如果沟通过程中,对方不懂,也依然效果不大,所以我对UML的感觉就是:能看懂,会画基本的即可,没必要太追求标准化,虽然如此,但是UML还是很重要的,它的意义是提供一种面向对象设计的表达方式,是学习面向对象设计中不可缺少的一部分(个人理解)。
1.对于一些刚接触面向对象语言的同学,有面向对象的思维尤为重要。对于有了一定开发基础的同学,可能编程规范是他们亟需了解的。对一些老同学而言,设计原则、设计模式、什么样的代码需要重构、怎样把代码重构的更合理是他们最关注的的。 2.还没有看过这本书,但是感觉标题提到了“设计模式”,应该是这种思想贯穿着整本书。
其实这些概念都是老生常谈了,你要说是哪种好,哪种坏不见得有个标准答案,有的时候还是不得不违反这些原则去编程,真心希望跟着王老师能深究这其中的奥妙
导读部分的最后一节课了,明白了编程思想、设计原则。设计模式。编码规范和重构的意思,之前也有了解,这次通过老师解读,理解变得更清晰了,有了面向对象的设计思想,才有了适合这种思想的设计原则,设计原则是设计系统和代码应该考虑的问题,在满足部分原则的情况下,针对具体的场景,有了设计模式,设计模式的出现就是为了最大可能的满足设计原则,至于编码规范,可以提高代码的可读性和不同程序员直接的一个约定一样的,没有规范不影响计算机运行程序,但是在项目交接和团队合作的时候会变得很麻烦,重构也是一个项目的必经阶段,好的代码重构起来也会很方便,而不是牵一发动全身。 提高代码质量的方法还有就是写注释吧,代码注释可以很大程度的增加可读性。 设计模式之所以加上面向对象,是因为设计模式是基于设计原则而设计出来的具体执行方法,而设计原则是根据设计思想衍生出的,设计思想是面向对象,所以才有了设计原则和设计模式。 编程思想就像是宪法,在宪法的基础上细化的法规就相当于设计原则,而设计模式就相当于条例,是具体的体现。